Le trésor des ondes gravitationnelles
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ParPierre Spagnou (Auteur)
Livre numérique
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Jusqu'au XIXe siècle, nous n'avions, pour observer l'Univers, qu'une seule source d'informations : la lumière visible émise par les objets du cosmos. À cela se sont ajoutées, au XXe siècle, la détection d'autres rayonnements électromagnétiques – notamment radio, rayons X ou infrarouge –, puis celle des neutrinos ainsi que de particules à haute énergie, que l'on appelle " rayons cosmiques ".Le 17 août 2017 a eu lieu un événement d'une importance considérable pour l'astronomie et la physique. Pour la première fois, on a détecté conjointement, en provenance d'une même source, un rayonnement électromagnétique et une onde gravitationnelle. Contrairement aux autres ondes connues, une onde gravitationnelle ne se propage pas à l'intérieur de l'espace-temps, elle est une fluctuation de la trame de l'espace-temps lui-même, engendrée par des masses accélérées. À son passage, l'espace s'étire ou se contracte, le temps " accélère " ou " ralentit ".Phénomène physique extraordinaire prédit par la relativité générale, dont la détection est le fruit de véritables prouesses sur le plan aussi bien théorique que pratique, les ondes gravitationnelles, en ouvrant une nouvelle fenêtre d'observation de l'Univers, ont également vocation à révolutionner nos connaissances.Un ouvrage simple et lumineux revenant sur la genèse du concept, l'histoire de cette détection hors du commun, et les riches promesses qu'elle porte.
Table des matières
| Le trésor des ondes gravitationnelles | 1 |
|---|---|
| Avertissement | 9 |
| Avant-propos. Disons-le avec des fleurs | 11 |
| Que s'est-il passé le 17 août 2017 ? | 13 |
| Qu'est-ce que l'astronomie multi-messagers ? | 13 |
| La détection de l'onde gravitationnelle du 17 août 2017 | 15 |
| L'échelle de Kip Thorne | 21 |
| La forme de l'onde correspond à deux étoiles à neutrons | 22 |
| L'estimation des masses des deux étoiles à neutrons | 23 |
| L'estimation de la distance de la source de l'onde gravitationnelle | 24 |
| Le " glitch " du détecteur de Livingstone | 25 |
| Virgo, l'aveugle quasi muet qui nous a montré le chemin | 27 |
| La détection du sursaut gamma | 30 |
| L'observation dans les autres longueurs d'onde électromagnétiques | 31 |
| La kilonova | 33 |
| Le " SHAZAM " des vibrations de l'espace-temps | 34 |
| Un raisonnement probabiliste | 36 |
| Qu'est-ce qu'une onde électromagnétique ? | 39 |
| Temps et espace : la relativité restreinte | 39 |
| Pourquoi avoir laissé la lumière dans l'ombre ? | 45 |
| Une longue et difficile quête théorique | 46 |
| Les propriétés de la lumière | 48 |
| Les sources d'ondes électromagnétiques | 50 |
| Le spectre des ondes électromagnétiques | 51 |
| La révolution galiléenne du 7 janvier 1610 | 52 |
| Une brève histoire des découvertes astronomiques à partir des ondes électromagnétiques | 53 |
| Idées fausses | 54 |
| Qu'est-ce qu'une onde gravitationnelle ? | 57 |
| Temps, espace et gravitation : la relativité générale | 57 |
| La fausse analogie de la toile en caoutchouc | 62 |
| La chute de mon stylo | 66 |
| L'effet Einstein | 67 |
| L'onde gravitationnelle en bref | 68 |
| Comparaison des propriétés des ondes gravitationnelles avec celles des ondes électromagnétiques | 69 |
| Une longue et difficile quête théorique | 71 |
| Les ondes gravitationnelles existent-elles vraiment ? | 72 |
| Les ondes gravitationnelles transportent-elles de l'énergie ? | 75 |
| Les sources d'ondes gravitationnelles | 76 |
| Le prix Nobel de physique 1993 attribué à Hulse et Taylor | 77 |
| Comment prédire la forme de l'onde émise par une binaire spiralante ? | 79 |
| Les effets physiques d'une onde gravitationnelle | 84 |
| Le choix de la jauge | 87 |
| La jauge transverse sans trace | 88 |
| La jauge de Lorentz locale | 90 |
| L'interprétation physique de l'onde gravitationnelle | 93 |
| Les premiers détecteurs de Weber | 94 |
| " Pas prometteur " | 95 |
| 10-21 sinon rien ! | 95 |
| Les trous noirs, sources d'illumination | 96 |
| L'événement extraordinaire du 14 septembre 2015 | 99 |
| Le prix Nobel de physique 2017 à Weiss, Barish et Thorne | 100 |
| Une brève histoire des découvertes astronomiques à partir des ondes gravitationnelles | 104 |
| Le spectre des ondes gravitationnelles | 106 |
| Idées fausses | 107 |
| Des détecteurs extraordinaires | 109 |
| Le retour de l'interféromètre de Michelson | 109 |
| Les quatre fantastiques | 115 |
| Un vide sidérant | 118 |
| Des tubes rectilignes | 119 |
| Une victoire homérique sur le bruit | 120 |
| Les zones aveugles | 122 |
| Les corbeaux assoiffés et le problème des artefacts | 125 |
| Qu'avons-nous appris de GW170817 ? | 129 |
| Astrophysique, physique fondamentale et cosmologie | 129 |
| Une observation conjointe sans précédent | 130 |
| Une confirmation forte de la réalité des détections de Ligo et Virgo | 130 |
| La vitesse de propagation des ondes gravitationnelles | 133 |
| La polarisation des ondes gravitationnelles | 135 |
| L'effet Shapiro pour les ondes gravitationnelles | 137 |
| Les modèles " émulateurs " de matière noire | 138 |
| L'origine des sursauts gamma courts | 138 |
| L'estimation du taux d'expansion de l'Univers | 139 |
| La formation des atomes tels que l'or ou le platine | 141 |
| La structure des étoiles à neutrons | 143 |
| Des questions à creuser | 144 |
| Réflexions sur la méthodologie scientifique | 146 |
| Des perspectives enthousiasmantes | 151 |
| Les promesses de l'astronomie multi-messagers | 151 |
| La relativité générale dans l'âge de la maturité | 152 |
| Les attentes avec Ligo et Virgo | 154 |
| Les attentes avec deux détecteurs supplémentaires | 156 |
| Le retour en force de Lisa | 158 |
| La chronométrie d'un réseau de pulsars millisecondes | 162 |
| Les attentes avec les projets futurs | 163 |
| Des horloges ultra-précises dans l'espace | 165 |
| Le projet Sage | 166 |
| Les promesses de l'astronomie gravitationnelle multi-bande | 170 |
| Les binaires spiralantes à rapport de masses extrême | 171 |
| Des surprises ? | 171 |
| Quel est le retour sur investissement ? | 173 |
| Pourquoi peut-on parler de révolution ? | 173 |
| Une opportunité en or pour la diffusion de la science | 175 |
| Épilogue. Le discours vibrant de Kip Thorne | 177 |
| Foire aux questions | 179 |
| Glossaire | 197 |
| Références | 205 |
| Remerciements | 209 |
| Table des matières | 211 |
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Compléments
Détails du livre
- Éditeur
- Cnrs Editions
- Collection
- Physique/Astronomie/Chimie
- Catégorie
- Physique
- Parution
- Janvier 2020
- Pages
- 168
- Chapitres
- 98
- Langue
- Français
- ISBN EPUB
- 9782271131393
- ISBN Papier
- 9782271124227
