Virgo en bref
Virgo est un interféromètre kilométrique conçu pour détecter les ondes gravitationnelles.
Virgo a été conçu et construit par une collaboration franco-italienne entre le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) français et l’Italian Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN) italien. Il est maintenant mis en oeuvre et amélioré à Cascina, une petite ville près de Pise sur le site de l’European Gravitational Observatory (EGO), par une collaboration internationale de scientifiques français, italiens, néerlendais, polonais et hongrois.
Les ondes gravitationnelles sont une conséquence de la théorie de la relativité générale décrites pour la première fois par Albert Einstein en 1916. Ce sont des « ondulations » dans le tissu de l’espace-temps qui se propagent à la vitesse de la lumière. Elles sont produites quand des masses sont accélérées ou déformées. On recherche des sources astrophysiques comme par exemple des explosions de supernovae ou lorsque des trous noirs ou des étoiles à neutrons interagissent gravitationnellement.
La nature des ondes gravitationnelles est complètement différente de celle de la lumière qui est la « messager » principal utilisé jusqu’à maintenant pour étudier l’univers, même si les scientifiques ont maintenant commencé à exploiter d’autres messagers cosmiques comme les rayons cosmiques ou les neutrinos. Un nouvelle fenêtre sur l’univers, l’univers gravitationnel, a été ouverte avec la première détection d’une onde gravitationnelle en septembre 2015, nous permettant de sonder des phénomènes extrêmes générés par la gravité. Tous les scénarios qui seront étudiés avec des ondes gravitationnelles sont tellement extrêmes qu’il est impossible de les reproduire dans nos laboratoires.
Cependant, détecter des ondes gravitationnelles n’est pas une tâche facile. Il a fallu plus de cinquante années de développements expérimentaux et technologiques menés par de milliers de scientifiques de par le monde pour finalement détecter la première onde gravitationnelle en 2015, à l’aide d’interféromètres terrestres.
Pourquoi est-ce si difficile de surprendre des ondes gravitationnelles ? Elles voyagent à travers l’espace-temps, le déformant et produisant de mini « tremblements d’espace-temps ». Dans cet espace-temps légèrement déformé, les corps matériels sont déformés et les distances sont étirées et raccourcies alternativement. C’est cependant un effet minuscule : quand une onde gravitationnelle traverse Virgo, ses bras de 3 km de long sont étirés de seulement un milliardième de milliardième de mètre, c’est-à-dire moins d’un millième du diamètre d’un proton. Un effet minuscule mais qui témoigne d’un événement astrophysique très violent à des milliers d’années lumière de nous !
Le détecteur Virgo initial, ainsi que les deux interféromètres du Laser Interferometer Gravitational Observatory (LIGO) installés aux Etats-Unis à Hanford (état de Washinton) et à Livingston (état de la Louisiane), ont observé le ciel entre 2007 et 2011. Actuellement, les trois interféromètres sont en phase d’amélioration majeure après une longue période d’arrêt. Les technologies employées sont poussées à leurs limites afin d’améliorer la sensibilité des détecteurs d’un facteur 10. La recherche des ondes gravitationnelles a recommencé en 2015 avec les deux détecteurs améliorés d’Advanced LIGO atteignant déjà une sensibilité bien meilleure que celle des instruments initiaux et une première détection. Le détecteur amélioré Advanced Virgo rejoindra le réseau d’observatoires en 2016.
