Relativité et ondes gravitationnelles

je ne pense pas que des amplitues 'macroscopiques" soient possibles. ca demande confirmation mais les equations demontrent que si onde gravitationnelles il y a elles ne peuvent etre qu'ifinitesimales.

Je ne vois pas en quoi elles seraient "infinitésimales". Elles le sont peut-être pour nous qui sommes très éloignés de l'évènement, mais plus on s'en rapproche, plus elles devraient être importantes (sinon comment aurait-on pu calculer leur distance ???).

Le phénomène étant global pour l'ensemble de l'espace autour de nous, y compris matière et lumière, il est peu probable qu'on se rende compte de quoique ce soit, sauf à faire interférer des ondes lumineuses, comme c'est fait avec LIGO et VIRGO.

La relation qui donne l'amplitude de la déformation est donnée ici https://fr.wikipedia.org/wiki/Onde_gravitationnelle.

Moi j'ai une autre question.

Avec ces ondes, on parle de déformation de l'espace temps.

Donc tel que je le comprends, ce n'est pas le nombre de centimètres que comptent les bras des interféromètres qui augmente, mais la taille de ces centimètres.

Or les photons des lasers voyagent à une vitesse constante, celle de la lumière.

Autrement dit, ils parcourent toujours le même nombre d'unité de distance dans le même intervalle de temps.

Du coup, j'ai du mal à comprendre comment peut cela engendrer des figures d'interférences. Pour moi ces interférences devrait être la traduction d'une augmentation du nombre de centimètres dans les bras de l'interféro, et non une augmentation de la taille de ces centimètres.

Je ne suis pas très clair dans mes explications mais il y a là un truc qui j'aimerai bien comprendre....

La matière est surtout composée de vide (imaginez la mouche au milieu d'un stade et le proton au milieu du vide qu'est l'atome). Il faudrait être sacrément près de la source de la déformation pour que l'effet macro disloque la matière...(les forces nucléaires fortes et électromagnétiques sont tout de même suffisamment costauds).

Nicozv, l'interféro a bien mesuré un changement du nombre de cm pour ses bras (en fait une fraction infinitésimale), les photons du laser ayant parcourus des distances différentes, se sont retrouvés en déphasage à leur retour.

Nicozv, l'interféro a bien mesuré un changement du nombre de cm pour ses bras (en fait une fraction infinitésimale), les photons du laser ayant parcourus des distances différentes, se sont retrouvés en déphasage à leur retour.

Et bien j'ai du mal à comprendre cela. Dis comme ça, ça ne ressemble pas à une déformation de l'espace, mais à une déformation du bras de l'interfero.

Vraiment, il y a un truc qui m'échappe...

Donc tel que je le comprends, ce n'est pas le nombre de centimètres que comptent les bras des interféromètres qui augmente, mais la taille de ces centimètres.

Or les photons des lasers voyagent à une vitesse constante, celle de la lumière.

Autrement dit, ils parcourent toujours le même nombre d'unité de distance dans le même intervalle de temps.

En effet, ils parcourent bien la même distance dans le même intervalle de temps (si je suis bien ce que tu dis, 1cm comprimé/"normal"/dilaté dans le même temps).

Mais ici, LIGO mesure des interférences, et les ondes gravitationnelles ne vont pas affecter strictement en même temps les deux faisceaux dans les deux bras de l'instrument. Ni, en plus, de la même manière, puisque les bras sont perpendiculaires (l'angle d'incidence de l'onde n'est donc pas la même).

Les bras (donc les faisceaux) ne sont pas affectés de la même manière, donc il y a interférences au final.

jb

Bonjour,

 

Voici quelques éléments de réponse à diverses questions posées :

-....

- À propos de graviton, il peut y avoir une confusion avec le graviton dont on parle aux posts 63 et 67 et qui pourrait être lié à la possible observation d'un signal à 750 GeV au LHC (noter les conditionnels !). L'hypothèse pour le signal à 750 GeV est un graviton de Kaluza-Klein lié à des dimensions supplémentaires, donc peu de chose à voir avec le graviton "normal" lié aux ondes gravitationnelles.

 

Dominique

Super merci ! J'osais pas insister.

un graviton de Kaluza-Klein lié à des dimensions supplémentaires

Pour nicosz

Extrait du dossier de presse :

Un interféromètre comme ceux de LIGO ou Virgo se compose de deux « bras » perpendiculaires (chacun long de plusieurs kilomètres), dans lesquels un faisceau laser circule et se réfléchit à chaque extrémité sur des miroirs (suspendus pour former des masses test). Lorsqu’une onde gravitationnelle arrive, l’étirement et la compression de l’espace associés font que les bras de l’interféromètre s’étirent et raccourcissent alternativement : quand l’un devient plus long, l’autre s’allonge, et vice- versa. Puisque les longueurs des bras de l’interféromètre varient, le faisceau laser a un temps de parcours différent dans chaque bras, ce qui signifie que les deux faisceaux ne sont plus « exactement synchronisés » (ou « en phase ») : les figures d’interférence mesurées en sortie de l’instrument sont alors modifiées. C’est pour cela qu’on appelle « interféromètres » les détecteurs LIGO et Virgo.

Voilà

En effet, ils parcourent bien la même distance dans le même intervalle de temps (si je suis bien ce que tu dis, 1cm comprimé/"normal"/dilaté dans le même temps).

 

Mais ici, LIGO mesure des interférences, et les ondes gravitationnelles ne vont pas affecter strictement en même temps les deux faisceaux dans les deux bras de l'instrument. Ni, en plus, de la même manière, puisque les bras sont perpendiculaires (l'angle d'incidence de l'onde n'est donc pas la même).

 

Les bras (donc les faisceaux) ne sont pas affectés de la même manière, donc il y a interférences au final.

 

jb

Ok, je comprends que les bras ne sont pas affectés de la même manière mais quand même. Je vais prendre des unités simples pour faciliter mon explication car je ne voudrais pas me noyer dans mon propre raisonnement...

- Imaginons que chaque bras de l'intéféro mesure exactement 10 mètres de long.

- Imaginons que la lumière se déplace à l'intérieur à la vitesse d'1m/seconde.

Une série d'ondes passe par là et déforme les bras, différemment vu l'orthogonalité de ces derniers. Imaginons qu'on ait une amplitude de 10% dans l'un et 50% dans l'autre.

Au final les bras se sont allongés/contracté car ils sont liés à l'espace temps qui a tremblé, mais ils font toujours 10m de long et la lumière les parcourt toujours en 10 secondes, l'un comme l'autre. Du coup, je ne m'explique pas ce déphasage.

J'imagine bien que c'est mon raisonnement qui cloche et non les chercheurs qui ont fabriqué ces machines. Mais j'aimerai bien comprendre à quel moment, je loupe la marche

nicozv,

Ne serait-ce pas comme une petite lentille gravitationnelle, la "surface" se déforme, le rayon est dévié ? Puis retard et déphasage...

(J'ai en tête un exemple récent d'une supernova prédite en utilisant les lentilles gravitationnelles. La lumière peut nous arriver par différents chemins plus ou moins long suite au passage proche d'une masse importante, ainsi, ils ont observé une première supernova, et un an après, ils s'attendaient à revoir la même scène venant d'un autre chemin.

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/astronomers-predict-a-supernova-12222015/ )

doublon

Salut,

 

J'ai une question conne :

 

Dans la mesure ou l'élongation de ces ondes est infinitésimale, tout va bien pour nous, mais en admettant qu'elle soit plus forte... beaucoup plus forte. Qu'advient-il d'un échantillon de matière solide ? est ce qu'il se contente de "suivre" la déformation de l'espace temps, et sa dimension varie ? ou est ce qu'il est détruit par la déformation ?

 

Par exemple mettons qu'on a une onde qui passe par la, et qui déforme l'espace temps d'une amplitude de quelques centimetres pour un corps qui ferait 2 metres de long... que se passe-t-il ?

 

Merci pour vos éclairages

 

A+

C'était la toute dernière question de la conférence d'hier après-midi.

En plus, j'ai posté la réponse en #87

Mais, c'est vrai que la rencontre de deux trous noirs provoque, hormis les OG, une telle avalanche de posts WA, qu'on a du mal à tout lire.

Le journaliste a qualifié sa propre question de "un peu de la science-fiction", ce qui laisse entendre qu'il imagine la situation d'une civilisation vivant près de l'événement, ce qui suggère ensuite qu'il parle d'une explication possible pour l'absence remarquée de civilisations communicantes.

On a répondu que l'effet du passage d'onde dans une pièce somme la salle de conférence correspondrait à une variation de volume comparable à une particule. Plus près de l'événement, on serait aux alentours du volume de... un atome !

Loin donc des 1%^3 de ta question.

Le scientifique a précisé que la civilisation infortunée aurait "d'autres problèmes". Je pense qu'il parlait de la radiation provoquée par la collision. Du coup, on peut dire que la collision de trous noirs pourrait, en effet, expliquer pour partie le paradoxe de Fermi.

Je ne cache pas que j'aurais préféré que l'un des poids lourds du forum comme Leimury (et non pas votre serviteur, chauffeur PL) puisse apporter sa réponse davantage scientifique.

Edit

En mettant les choses en rapport, j'ai de nouvelles difficultés. Par exemple, nous comprenons que le passage d'onde en z est une déformation de l'espace en x et y dont le multiple x*y reste inchangé. Pourquoi, alors, le chercheur a parlé d'un changement de volume, même minime ?

Personne n'a posé de question sur l'utilité du détecteur en Italie.

... à mon avis c'est parce que les journalistes présents ignoraient jusqu'à la conférence que LIGO existait, et donc VIRGO aussi.

Le dossier de presse du CNRS (en français donc) de 52 pages sur l'évènement :

http://www.insu.cnrs.fr/files/dp_virgo_og_ok_web.pdf

Passionnant ce dossier. on y lit que lors de la fusion des deux trous noirs une quantité d'énergie correspondante à 3 masses solaires fut envoyé dans l'espace sous forme d'ondes gravitationnelles en une fraction de seconde : on imagine mal la quantité d'énergie émise.... sachant que ceci c'est produit il y a 1,3 milliard d'années. Je suppose que ça a du tanguer pas mal aux alentours !

on imagine mal la quantité d'énergie émise.... sachant que ceci c'est produit il y a 1,3 milliard d'années. Je suppose que ça a du tanguer pas mal aux alentours !

E = 3Ms x c2

Ça fait beaucoup !

Moi c'est le Rs des deux trou noir et ce que peut déployer tant de matières dans si peux de volume !

Oui

 

Au moins que là, je savais répondre mais juste suivant les informations lues.

Maintenant, si tu demandes pourquoi...

Pour la limité maximale, une information ne peut pas aller plus vite que la lumière (c'est un axiome).

Et pourquoi pas plus lentement ?

D'autant plus que les gravitons transportent la masse perdue lors de l’événement. Et d'autres particules "à masse" comme un proton ou un électron peuvent aller à la vitesse qu'il veulent et même s'arrêter. Là je ne saurais pas dire la raison.

 

Edit le lendemain:

La nuit a porté conseil, bon ou mauvais ça reste à voir.

La vitesse d'une vague en mer à l'approche d'une estuaire est affectée par l’inertie et devrait voyager plus vite en eau fraîche qu'en eau salée.

Or le vide peut avoir une énergie, mais pas de masse.

Autant dire que l'espace vu comme la surface d'un ballon élastique a une forme mais pas de masse donc pas d'inertie.

Du coup, une onde gravitationnelle dans le vide n'a aucun frein et atteint la limite de vitesse: C

Mais alors que se passe-t-il lorsqu'elle rencontre un bouton collé 'et non cousu) sur le ballon = une galaxie ?

Une galaxie bien dense, donc un bouton en or...

Il y aurait interaction et si je ne me trompe pas ce serait un ralentissement, ce que nous appelons "réfraction".

Du coup les physiciens auriez droit aux lentilles gravitationnelles d'un nouveau genre.

Et qui sait, ils en ont peut-être été les bénéficiaires sans le savoir.

Merci!

Deuxième question bête : on a du recevoir une "pluie" de gravitons ce jour là ...rien de suspect dans les détecteurs?

... à mon avis c'est parce que les journalistes présents ignoraient jusqu'à la conférence que LIGO existait, et donc VIRGO aussi.

Serge Brunier, viens vite. On dit du mal de toi !

En fait, le plus choquant est que les fuites étaient là pour laisser le temps aux journalistes pour se préparer. C'est un peu comme ces politiques qui s'arrangent pour mourir d'une longue maladie: avant d'entendre prononcer l’extrême onction, les pigistes ont tout leur temps pour peaufiner l'annonce nécrologique. Alors si, le jour J, on n'a toujours rien de prêt, c'est qu'on a vraiment mal travaillé.

Vu la qualité des questions à la conf', on dirait que c'est le cas.

Merci!

 

Deuxième question bête : on a du recevoir une "pluie" de gravitons ce jour là ...rien de suspect dans les détecteurs?

J'ai vu la réponse dans le fil toute à l'heure.

(moi aussi je me noie, ou au moins bois la tasse)

Il y a deux sortes de gravitons, l'un qui est à dimensions supplémentaires et c'est l'apanage des accélérateurs à particules. L'autre qui est propre aux événements à grande échelle.

Ils s'appellent tous les deux Mohamed, mais ce n'est pas le même Mohamed. Ça arrive souvent sur le chantier.

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Je ramène une question que j'ai posée hier pour qui veut:

On détecte les effets "en tant qu'onde" des ondes gravitationnelles.

Et on renonce à ce moment-là d'en parler comme étant des particules.

Ce genre de discours "schizophrène" (j'emploie me mot pour l'amusement) ressemble beaucoup à la dualité onde/particule.

Pourrait-on choisir un beau matin de ne plus détecter des ondes gravitationnelles mais des gravitons ?

Là, il suffirait de ne plus regarder le "écran", mais le "projecteur"

Après tout, avec la MQ, on n'est plus à une folie près.

Est-elle extensible dans le domaine des ondes gravitationnelles ?

Je me disais aussi : ce genre de cataclysme a bien du s'accompagner d'un sursaut gama ?

ok c'est gliuton un trou noir mais quand même...

C'était la toute dernière question de la conférence d'hier après-midi.

En plus, j'ai posté la réponse en #87

 

Mais, c'est vrai que la rencontre de deux trous noirs provoque, hormis les OG, une telle avalanche de posts WA, qu'on a du mal à tout lire.

 

Le journaliste a qualifié sa propre question de "un peu de la science-fiction", ce qui laisse entendre qu'il imagine la situation d'une civilisation vivant près de l'événement, ce qui suggère ensuite qu'il parle d'une explication possible pour l'absence remarquée de civilisations communicantes.

 

On a répondu que l'effet du passage d'onde dans une pièce somme la salle de conférence correspondrait à une variation de volume comparable à une particule. Plus près de l'événement, on serait aux alentours du volume de... un atome !

 

Loin donc des 1%^3 de ta question.

 

Le scientifique a précisé que la civilisation infortunée aurait "d'autres problèmes". Je pense qu'il parlait de la radiation provoquée par la collision. Du coup, on peut dire que la collision de trous noirs pourrait, en effet, expliquer pour partie le paradoxe de Fermi.

 

Je ne cache pas que j'aurais préféré que l'un des poids lourds du forum comme Leimury (et non pas votre serviteur, chauffeur PL) puisse apporter sa réponse davantage scientifique.

Edit

En mettant les choses en rapport, j'ai de nouvelles difficultés. Par exemple, nous comprenons que le passage d'onde en z est une déformation de l'espace en x et y dont le multiple x*y reste inchangé. Pourquoi, alors, le chercheur a parlé d'un changement de volume, même minime ?

Merci pour l'explication, même si ça ne me satisfait pas pleinement, mais bon ...

Par contre je crois qu'en réfléchissant aux forces de marée, qui sont finalement aussi dues a une deformation de l'espace-temps, j'approche peut être de la reponse...

A+

Je me disais aussi : ce genre de cataclysme a bien du s'accompagner d'un sursaut gama ?

ok c'est gliuton un trou noir mais quand même...

Il me semble qu'on ne peut percevoir les sursauts gamma que lorsqu'on se trouve sur la ligne de visée du jet de matière, non ?

Par ailleurs, si les 2 trous noirs ont "fait le ménage" dans leur environnement proche (ce qui serait probable), il ne reste pas probablement pas beaucoup de matière pour l'émission de particules quelconques ?

jb

Le souffle qu'on entend c'est le bruit de fond de l'instrument. L'onde gravitationnelle correspond au "blup". En fait le phénomène dure bien plus longtemps (des millions d'année...) mais LIGO n'est sensible qu'aux derniers 200 ms. Avant, l'amplitude et la fréquence sont beaucoup trop faibles.

 

Dominique

Merci Dominique.

Avec ce sujet passionnant on tomberait vite fait dans la science fiction.

"Le message gravitationnel du nouveau trou noir a été infime"nous dit SB , pourtant l’énergie produite par la fusion des deux trous noirs a été immense.

En fait le phénomène dure bien plus longtemps (des millions d'année...)

L’onde est parti y’a un moment, donc peut-on conclure tant que "la ride" n’est pas épuisée on devrait pouvoir capter la suivante, même si elle est bien plus faible.

A moins d'un paramétrage unique de l'interféromètre ...

Cherchait-on une onde gravitationnelle issue de trous noirs ou l'origine était aléatoire?

http://www.lemonde.fr/cosmos/article/2016/02/11/le-plus-important-c-est-la-preuve-de-l-existence-de-trous-noirs_4863785_1650695.html

Interview de Thibault Damour sur le site du Monde

C’est peut-être passé inaperçu, mais l’évènement détecté pat LIGO constitue la meilleure preuve à ce jour… de l’existence des trous noirs !!!

Sans vouloir me montrer sceptique sur la nouvelle, je reste quand même très confus sur ce détail:

comment ont ils fait pour savoir que ces ondes gravitationnelles viennent de ces deux trous noirs avant leur collision.

Sachant qu'il y a tant de trous noirs dans l'univers, comment les deux lasers sont ils positionnés par rapport au deux trous noirs ?

Même avec un positionnement terrestre par rapport à un point de la galaxie je ne vois pas comment pointer sur un événement précis.

sachant que les telescopes les plus puissants ont une resolution assez grande pour capter des milliers de galaxies avec un optique de la taille d'un trou d'aiguille

il est aussi très possible que les ondes captées nous arrivent de plusieurs événements au lieu de un seul.

Peut on vraiment parler d'énergie pour les ondes gravitationnelles? Sous quelle forme?

Si oui, encore une piste pour la transformer en une autre énergie non ?

Sans vouloir me montrer sceptique sur la nouvelle, je reste quand même très confus sur ce détail:

comment ont ils fait pour savoir que ces ondes gravitationnelles viennent de ces deux trous noirs avant leur collision.

Sachant qu'il y a tant de trous noirs dans l'univers, comment les deux lasers sont ils positionnés par rapport au deux trous noirs ?

Même avec un positionnement terrestre par rapport à un point de la galaxie je ne vois pas comment pointer sur un événement précis.

sachant que les telescopes les plus puissants ont une resolution assez grande pour capter des milliers de galaxies avec un optique de la taille d'un trou d'aiguille

il est aussi très possible que les ondes captées nous arrivent de plusieurs événements au lieu de un seul.

Il me semble qu'on ne peut percevoir les sursauts gamma que lorsqu'on se trouve sur la ligne de visée du jet de matière, non ?

 

Par ailleurs, si les 2 trous noirs ont "fait le ménage" dans leur environnement proche (ce qui serait probable), il ne reste pas probablement pas beaucoup de matière pour l'émission de particules quelconques ?

 

jb

Je me suis posé les mêmes questions.

Ça reste assez contre-intuitif, deux ogres qui se neutralisent dans le silence le plus total.

Et on peut être choqué par l'idée que trois masses solaires peuvent prendre la large sans la moindre contre-partie visible.

Et encore, pourquoi les astronomes se précipitent à regarder la zone concernée, même lorsqu'on ne le connaît qu'approximativement ?

Au moins que les indices quittent les lieux avant l'événement, mais voyagent juste un peu moins vite pour nous atteindre peu après.

J'espère que les connaisseurs ne s’ennuieront pas de nos questions.

En plus, ils doivent se méfier car il est tout à fait possible que quelques journalistes n'osant pas s'exposer en posant des questions, transposeront des réponses sur WA dans le hors-série du mois prochain !

PS quelle est l’abréviation standard pour "onde gravitationnelle", sinon "OG" ?

Des travaux théoriques ont été menés (en particulier en France) pour décrire ce qui se passerait si deux trous noirs venaient à fusionner et la nature des signaux éventuels mesurés par une machine comme LIGO. La détection correspond exactement à ce qui était prévu !

LIGO ET VIRGO ne cherchent pas dans une zone précise du ciel

C'est comme la Réponse à la Question.

Combien fait 36 + 69 ?

la Réponse est 62

On aurait préféré 42

Des travaux théoriques ont été menés (en particulier en France) pour décrire ce qui se passerait si deux trous noirs venaient à fusionner et la nature des signaux éventuels mesurés par une machine comme LIGO. La détection correspond exactement à ce qui était prévu !

LIGO ET VIRGO ne cherchent pas dans une zone précise du ciel

La question en #176 ne portait pas sur la conformité des résultats côté détecteur LIGO, VIRGO. En plus, on a dit que c'était presque trop parfait. On sait par ailleurs que ces détecteurs, véritables "chaluts du cosmos", prennent tout ce qui passe, ne regardant pas en une direction précise.

La question était de savoir pourquoi on cherche à regarder avec d'autres instruments, le coin du ciel concerné, et à quelle complément visuel, radio etc on pouvait s'attendre.

Ou est-ce le but est juste de cartographier le coin et pouvoir dire que dans telle partie du ciel, il y a beaucoup de fusions de trous noirs, ce qui correspondrait à, je ne sais pas... de vieilles galaxies.

En tout cas, on connaît le nouveau sport de 2016.

Ce n'est plus COBE

même plus un record d'exoplanètes.

C'est faire une distribution des événements gravitationnelles et en faire un jolie carte du ciel avec.

Et voici un nouveau truc pour SETI, le jour ILS émettent des signaux par ondes gravitationnelles, un peu dispendieux quand même, et réservé aux civilisations les plus riches et m'as-tu-vu.

Ta question est déroutante ; il est bien évident que les astronomes vont chercher, lors d'une détection d'ondes G, la source qui en est responsable (émissions X, gamma,ect...)

Voici le follow-up (sans succès) du satellite SWIFT :

http://arxiv.org/abs/1602.03868

Rappelons que l'alerte n'a été donnée que 48h après le passage de l'onde G

ça sera mieux la prochaine fois !