Les physiciens ont montré ce qui se passe lorsque deux trous noirs entrent en collision

Une fusion de trous noirs est l’un des rares événements de l’univers qui a suffisamment d’énergie pour

Des physiciens de l’Université Johns Hopkins ont construit un modèle d’ondes gravitationnelles qui, comme les ondulations d’un étang, divergent de lasites de collision de trous noirs, déformant l’espace-temps.

Simulation de la collision de trous noirs. Vidéo : Université John Hopkins

Les ondes gravitationnelles sont extrêmement petites.Typiquement, les physiciens ont étudié les ondes émises par les fusions de trous noirs en simplifiant la relativité générale : ils ont utilisé des versions des équations qui ignorent les effets gravitationnels faibles et presque imperceptibles mais importants de la fusion.

Dans une nouvelle étude, les scientifiques ont présenté une approche « frontale »collision de trous noirs se déplaçant à la vitesse de la lumière. Bien qu’un tel impact soit extrêmement improbable, les simulations de cette situation montrent des ondes suffisamment fortes pour que les scientifiques puissent détecter des non-linéarités ou des effets gravitationnels ignorés dans les simulations « simplistes ». 

La relativité générale est non linéaire, ce qui signifie que les ondes gravitationnelles elles-mêmes produiront également plus d'ondes gravitationnelles.

Mark Ho-Yuk Chung, physicien à l'Université Johns Hopkins, chercheur principal

Les chercheurs ont également étudié un autre, plussituation probable : fusion progressive de deux trous noirs en orbite l'un autour de l'autre. Dans cette situation, les scientifiques ont également découvert des signes de propagation non linéaire des ondes gravitationnelles.  

Illustration artistique de la fusion de deux noirsdes trous. Le comportement des ondes gravitationnelles au stade initial (à l'approche) et après la fusion peut être décrit par des équations linéaires, mais le processus de fusion lui-même révèle des effets non linéaires. Image : Kip Thorne (en haut) ; B.P. Abbott et al. (en bas), Société américaine de physique

Les résultats indiquent que les fusions de trous noirs ne peuvent pas être étudiées à l'aide d'équations linéaires simplifiées et que les modèles existants doivent être corrigés.

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