lundi 3 février 2020

SCIENCES.ENERGIES.ENVIRONNEMENT/LE MONDE SELO? LA PHYSIQUE/2020 W 5 / l'effet Lense-Thirring


Interrompant pour la journée mes réflexions sur l’avenir du calcul quantique   je vous propose ma traduction partielle d’un article de SCIENCEX/PHYSI ORG

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Astronomers witness the dragging of space-time in stellar cosmic dance
Les astronomes assistent au glissement de l'espace-temps dans la danse cosmique stellaire
par Swinburne University of Technology
Astronomers witness the dragging of space-time in stellar cosmic dance

Représentation d'artiste du «glisser-trame»: deux étoiles en rotation  tordant l'espace et le temps. Crédit: Mark Myers, OzGrav ARC Centre of Excellence.
Une équipe internationale d'astrophysiciens dirigée par le professeur australien Matthew Bailes, du Centre d'excellence de l'ARC pour la découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav), a découvert de nouvelles preuves passionnantes pour le `` traînage de trames '' – c’est-à-dire  comment la rotation d'un corps céleste tord l'espace et le temps ... après avoir suivi l'orbite d'une paire stellaire exotique pendant près de deux décennies. Les données, qui constituent une preuve supplémentaire de la théorie d'Einstein de la relativité générale, sont publiées aujourd'hui dans la revue Science.


Il y a plus d'un siècle, Albert Einstein a publié sa théorie emblématique de la relativité générale - que la force de gravité découle de la courbure de l'espace et du temps …….ETC

Il y a près de 20 ans, une équipe dirigée par le professeur Bailes de l'Université de technologie de Swinburne - directeur du Centre d'excellence de l'ARC en matière de découverte des ondes gravitationnelles (OzGrav) - a commencé à observer deux étoiles tournant autour l'une de l'autre à des vitesses étonnantes avec Le radio télescope. CSIRO Parkes de 64 mètres. L'un est un nain blanc, de la taille de la Terre mais 300 000 fois pour   sa densité; l'autre est une étoile à neutrons qui, alors qu'elle ne fait que 20 kilomètres de diamètre, représente environ 100 milliards de fois la densité de la Terre. Le système, qui a été découvert à Parkes, est un système d'émerveillement relativiste qui porte le nom de "PSR J1141-6545".

Avant que l'étoile explose (devenant une étoile à neutrons), il y a environ un million d'années, elle avait  commencé à enfler en jetant son noyau externe qui est tombé sur la naine blanche à proximité. Cette chute de débris a fait tourner la naine blanche de plus en plus vite, jusqu'à ce que sa journée ne soit   plus mesurée qu'en termes de minutes.

En 1918 (trois ans après la publication de sa théorie par Einstein), les mathématiciens autrichiens Josef Lense et Hans Thirring ont réalisé que si Einstein avait raison, tous les corps en rotation devraient  en quelque sorte `` traîner '' avec eux le tissu même de l'espace-temps. Dans la vie quotidienne,  cet effet est minuscule et presque indétectable. Plus tôt ce siècle, la première preuve expérimentale de cet effet a été observée dans des gyroscopes en orbite autour de la Terre, dont l'orientation a été entraînée dans la direction du spin de la Terre. Mauss une naine blanche qui tourne rapidement, comme celle du PSR J1141-6545, traîne l'espace-temps 100 millions de fois plus fort!

Un pulsar en orbite autour d'une telle naine blanche présente une occasion unique d'explorer la théorie d'Einstein dans un nouveau régime ultra-relativiste. L'auteur principal de la présente étude, le Dr Vivek Venkatraman Krishnan (du Max Planck Institute for Radio Astronomy — MPIfR) s'est vu confier la tâche peu enviable de démêler tous les effets relativistes entrant dans ce  jeu concurrentiel dans le système dans le cadre de son doctorat. à Swinburne University of Technology. Or  il a remarqué qu'à moins qu'il ne  se permette un changement progressif de l'orientation du plan de l'orbite, la relativité générale perdait tout sens.



Le Dr Paulo Friere de MPIfR a réalisé que le fait de faire glisser le cadre de l'orbite entière pourrait expliquer leur orbite inclinée et l'équipe présente des preuves convaincantes à l'appui de cela dans l'article de journal d'aujourd'hui - cela montre que la relativité générale reste bel et bien vivante, présentant une autre de ses nombreuses prévisions.

Le résultat est particulièrement agréable pour les membres de l'équipe Bailes, Willem van Straten (Auckland University of Tech) et Ramesh Bhat (ICRAR-Curtin) qui se promènent avec  le télescope Parkes 64m depuis le début des années 2000, cartographiant patiemment l'orbite avec l'objectif ultime d'étudier l'univers d'Einstein. "Cela rend toutes les nuits tardives et les premiers matins valables", a déclaré Bhat.
L’Auteur principal Vivek Venkatraman Krishnan, Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR): "Au début, la paire stellaire semblait présenter bon nombre des effets classiques prédits par la théorie d'Einstein. Nous avons ensuite remarqué un changement progressif dans l'orientation du plan du orbite."

"Les pulsars sont des horloges cosmiques. Leur stabilité rotationnelle élevée signifie que tout écart par rapport à l'heure d'arrivée prévue de ses impulsions est probablement dû au mouvement du pulsar ou aux électrons et aux champs magnétiques que les impulsions rencontrent. Le timing des pulsars est une technique puissante où nous pouvons utiliser des horloges atomiques sur des radiotélescopes pour estimer l'heure d'arrivée des impulsions du pulsar avec une très grande précision. Le mouvement du pulsar sur son orbite module l'heure d'arrivée, permettant ainsi sa mesure. "


Dr. Paulo Freire: "Nous avons postulé que cela pourrait être, au moins en partie, en raison du soi-disant" frame-dragging "auquel toute la matière est soumise en présence d'un corps rotatif comme prédit par les mathématiciens autrichiens Lense et Thirring en 1918. "

Professeur Thomas Tauris, Université d'Aarhus: "Dans une paire stellaire, la première étoile à s'effondrer tourne souvent rapidement en raison du transfert de masse ultérieur de son compagnon. Les simulations de Tauris ont aidé à quantifier l'amplitude du spin de la naine blanche. Dans ce système, l'orbite entière est entrainée  par le spin de la naine blanche, qui  va se désaligner  de l'orbite. "

Dr Norbert Wex, Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR): "L'une des premières confirmations de  cette traînée de trame a utilisé quatre gyroscopes dans un satellite en orbite autour de la Terre, mais dans notre système, les effets sont 100 millions de fois plus forts."

Evan Keane (SKA Organisation): "Les pulsars sont de super horloges dans l'espace. Ces super horloges dans des champs gravitationnels puissants sont les laboratoires de rêve d'Einstein. Nous avons étudié l'un des plus inhabituels de ce système d'étoiles binaires. En traitant  les impulsions périodiques de lumière de ce pulsar comme les tics tacs  d'une horloge, nous pouvons voir et démêler de nombreux effets gravitationnels car ils changent la configuration orbitale, et l'heure d'arrivée des itios d’mpulsions d'horloge.. Dans ce cas, nous avons vu la précession Lens-Thirring, une prédiction de la relativité générale VISIBLE  , pour la première fois dans un système stellaire. "

Willem van Straten (AUT): "Après avoir écarté toute une série d'erreurs expérimentales potentielles, nous avons commencé à soupçonner que l'interaction entre la naine blanche et l'étoile à neutrons n'était pas aussi simple qu'on l'avait supposé à ce jour."

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Astronomers detect the most massive neutron star ever measured
More information: V. Venkatraman Krishnan el al., "Lense–Thirring frame dragging induced by a fast-rotating white dwarf in a binary pulsar system," Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.aax7007
Journal information: Science
Provided by Swinburne University of Technology

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 MES COMMENTAIRES
 Cette expérimentation tend  à prouver  que dans l la description de l’ espace-temps  que nous offre la relativité d’Einstein  la flexibilité  de ce dernier  dépend à la fois des masses et  de l’énergie  des vitesses de rotation des masses en jeu  …Démêler  chacun des  divers paramètres  consistait  à pouvoir arriver   a  le maximiser  devant les autres  ….Et c’ est semble –t-il ce qui vient d’être réussi
 Ps : j inorais en fait l'effet Lense-Thirring (aussi appelé précession Lense-Thirring ou frame-dragging)  …..Pour obtenir la précession totale d'un tel corps, il est nécessaire de combiner la précession de Sitter, qui tient compte de la déformation de l'espace-temps intrinsèque à un corps stable, avec la précession de Lense-Thirring, qui tient compte de la déformation complémentaire de l'espace-temps par ce même corps lorsqu'il est en rotation.







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