Le 15 février 2016 à 16h45

Le Pouvoir de l 'Imaginaire (452) : Expliquer les ondes gravitationnelles à son petit-fils!!

  

Désirant  donner un peu plus d’éclaircissements à mon lecteur- commentateur SK  , je me suis aperçu  qu’un dialogue  avec l’ un  de mes  petit fils  amènerait  UN PEU  plus de simplicité dans mes explications !

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-« La première des questions qui me vient à l’esprit PAPY    serait de te demander  comment ça se passe  pour que   cet Espace-temps  d’ EINSTEIN  transmette ces ondes gravitationnelles …..Est-ce que tu ne m’a pas déjà raconté  qu’entre  les étoiles  il n’ y avait  que quelques atomes d’hydrogène par mètre cube ? Autrement dit   , c’est du vide et alors  qu’est ce qui  PORTE ces ondes ? …..Et pourquoi  ton voisin d’ORSAY ,THIBAUT DAMOUR  dit qu’on voyait jusqu’ici  la lumière de l’Univers  et qu’à présent on vient d’en  entendre  le bruit !???? S’agit-il d’ondes acoustiques ?

-« PIERRE, tu poses trop de questions à la fois …..Perds-tu d’ailleurs  la mémoire ? J’ai déjà expliqué tout cela dans de nombreux articles ici ; notamment dans LE POUVOIR DE L' IMAGINAIRE (343) : «  Les extrapolations foldingues de la Relativité »  (Le 23 juillet 2014 )….Alors je vais aller à l’essentiel …..Il ne s’agit pas d’ondes acoustiques  ,lesquelles  se propagent  par définition dans un milieu  purement matériel ( gaz,  solide ou liquide) …THIBAUT DAMOUR ( qui donne un cours ici le 18 et le 21) parle de l’espace –temps comme  d’un milieu élastique , semblable à « du veau en gelée » !Quand une variation locale d’énergie gravitationnelle  très importante  se produit trop brusquement quelque part,   le veau en gelée  se met  en «  tremblote » !!! Autrement  dit  , c’est l’espace-temps lui-même  tout entier ( et pas seulement les masses des galaxies des étoiles et des planètes ) qui entre en jeu et qui transmet cette explosion d’énergie qui s’en va !

Et par ailleurs l’idée que tu te fais du vide intergalactique ou stellaire  est simpliste  puisque l’Univers est rempli de tas de  radiations  qui y  circulent ,  en particulier le célèbre  fond diffus  fossile micro-ondes  ( CMB) et aussi plein de forces  , telles que celles par exemple du champ gravitationnel ….Veux-tu alors clairement ( et pour la nième fois )   me  faire reparler  du contenu  «  faux vide » de  l'Espace?

-« Oui et non  PAPY  …Et bien que tu m’aies déjà expliqué que l’Espace-temps   d’EINSTEIN  n’ était  qu’un modèle de sous –structure    à l’intérieur  d’ une structure géométrique d’ampleur infinie  , j’ai du mal à réaliser  qu’une force puisse se propager   dans un tel milieu aussi hétérogène que semble l’être  l’Univers !

-« Mais PIERRE  tu veux bien admettre  que la lumière ( les photons du spectre E.M ) s' y propagent pourtant eux aussi et sans  support «  masses »  , non ???    C’est  l’Espace –temps de notre Univers  qui en limite la vitesse   à la valeur c    ….tout comme ces brèves secousses d’ondes gravitationnelles  ( 0,2 seconde  de durée )  s’y sont propagées avec une vitesse limite  et en s’ amortissant peu à peu après un trajet d’environ 400 Mpc   …….

-«  Tombons dans le détail expérimental  PAPY  , car il y a quelque chose que je ne comprends pas encore…Si j’ai bien compris   , ces ondes provoquent  pendant leur passage trés court  une infime variation  de notre « place » ( de notre position précise  ) dans notre univers local  et c’est détecté par interférométrie  laser ? Donc par  les modifications d’interférences d’ondes  E.M  observées …. Je crois que tu t’es renseigné sur le site  LIGO  et que tu sais que les améliorations    récemment apportées  laser permettaient d’espérer  une détection  possible …Mais  alors de quelle ampleur est le signal reçu   de l’Espace ?

-«  Il est variable suivant l’ampleur du phénomène brusque observé !On estime PIERRE  que l'importance relative de la compression ou de l'étirement , qu’on appelle h , nombre sans dimension  , est extrêmement petite  tant  les ondes gravitationnelles reçues sur Terre sont imperceptibles ....   et donc  h  serait d’environ  10^{-20}, c'est-à-dire qu'un cercle de la taille de la Terre subirait une déformation d'environ  10^{-13}mètre , soit la dimension  d’un noyau  d’ atome …..

-« Mais cette mesure est  terrestre  et notre planète  subissant   toutes sortes de tremblements  et  les dérives des continents  , et   l’appareil , ses miroirs , son laser     etc  étant «  branlicotants thermiques ou quantiques »  (comme tu disais)    ,   comment pouvons-nous être surs  que la  base   interférométrique    n’y est pas  alors sensible ???

-«  Tu as raison  PIERRE , elle l’est  et c’est pourquoi l’article de  LIGO    dévoile la courbe «  brute » des observations  et tout ce qu’ il faut faire pour la dégraisser de ses bruits parasites ( cf. ma photo    déjà donnée  dans mon premier article , AU BAS et en coin droit haut  )……Donc au démarrage  pour  pouvoir observer ces ondes , il faut le moins de "bruit" possible. Les deux tubes du trajet optique  d'un mètre de diamètre sont avant tout  mis sous  vide afin d'éviter toute agitation brownienne inutile  . Les bras de Ligo  sont  parmi les plus grandes enceintes à ultra-vide jamais construites  ( le LHC  fait encore mieux !)….. Les miroirs et lasers sont suspendus par des procédés  raffinés , afin d'éviter toute perturbation (tectonique des plaques, leur sismicité , le  changement de température, etc). On s'est même rendu compte que le passage d'avions de chasse à basse altitude pouvait créer des perturbations. C’est pour cela que les Etats-Unis ont construit deux versions de Ligo, situées à plusieurs milliers de kilomètres l'une de l'autre (voir ma photo ) Si une perturbation est ressentie de la même manière sur les deux sites, on peut estimer qu'elle vient de l'espace et non de la Terre et alors …ON LA SOUSTRAIT !

 A suivre