Pour la première fois dans l’histoire de l’humanité, des ondes gravitationnelles ont été enregistrées, près de Pise, le 14 septembre 2015, par le détecteur Virgo de l’Observatoire gravitationnel européen (EGO). Au même moment, elles ont été aussi détectées par le LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) aux États-Unis. Cet « événement », de portée littéralement cosmique, a été catalogué GW150914 selon la nomenclature adoptéeⁱ. Les ondes gravitationnelles provenaient d’une source distante d’environ 1,4 milliards d’années-lumière, et située dans l’amas de galaxies de la Vierge. Quelle était cette source ? Le signal qui en a été perçu permet de déduire qu’elle a été engendrée par la collision et la fusion de deux trous noirs très massifs (une trentaine de masses solaires chacun). « Il faut imaginer ces deux mastodontes qui tournent l’un autour de l’autre 75 fois par seconde alors qu’ils sont séparés par quelques centaines de kilomètres seulement. Leur vitesse commence à approcher celle de la lumière, donc l’espace-temps autour est tout chamboulé. Ces perturbations ont voyagé pendant plus d’un milliard d’années jusqu’à traverser la terre le 14 septembre vers midiⁱⁱ. »

Cette première signa le début de « l’astronomie gravitationnelle ». Depuis, des dizaines de détections ont été faites, impliquant des trous noirs, des étoiles à neutrons et d’autres « objets compacts ». Mais on prévoit déjà la prochaine étape, celle de l’« astronomie spatiale des ondes gravitationnelles », qui sera opérationnelle dans les années 2030. L’idée est d’utiliser les pulsars de notre galaxie comme détecteursⁱⁱⁱ. Plusieurs dizaines de pulsars peuvent choisis pour former un tel réseau (Pulsar Timing Array – PTA) de détection, observé par des radiotélescopes situés dans les cinq continents, et eux-mêmes regroupés dans le réseau mondial de l’International Pulsar Timing Array (IPTA). On peut d’ores et déjà « imaginer enregistrer d’hypothétiques processus exotiques datant des premiers âges de l’Univers, de cette période d’où aucune information directe ne nous est parvenue^iv… »

D’un point de vue métaphysique, il y a là deux idées méritant attention. D’abord, il y a l’idée qu’existe un « premier âge » de l’Univers, et que l’on pourra bientôt, peut-être, en avoir une sorte d’image, sous la forme de signaux associés à des ondes gravitationnelles. Il y a aussi l’idée que ces ondes transportent une forme d’« information ». Elles ne sont donc pas seulement des phénomènes purement stochastiques, des sortes de signaux n’ayant aucun sens. Au contraire, ces ondes témoignent de l’existence de structures profondes de l’espace-temps, elles-mêmes obéissant aux prédictions de la théorie de la relativité générale, qui trouve d’ailleurs là l’une de ses plus éclatantes confirmations.

Du point de vue métaphysique, le fait même qu’une théorie, conçue par un cerveau humain au début du 20^e siècle, et confirmée un siècle plus tard par les observations que l’on vient d’évoquer, soit capable de prédire et de « comprendre » quelques-uns des phénomènes apparus au moment du Big Bang ou peu après, constitue en soi un mystère plus abyssal encore. Comment se fait-il que l’Univers, dans son développement cosmologique, puisse ainsi se réfléchir lui-même, après quelques milliards d’années, et cela d’une double manière, l’une « physique » (incarnée par le voyage des ondes gravitationnelles à travers l’Univers tout entier), et l’autre « intellectuelle » (la conception de la théorie de la relativité générale, puis des systèmes d’observation et de vérification de cette théorie) ?

Cette double réflexion ne peut pas être due à un pur « hasard ». Les probabilités de sa « non-apparition » (physique et mentale) en seraient astronomiquement élevées. Un « hasard » ne peut avoir lieu quand sa probabilité d’occurrence est nulle. Or cette double occurrence a bien eu lieu. Mais ce n’est pas tout. Il faut aller plus loin. Apparaît alors la nécessité d’inférer de cette double et improbable réflexion, une troisième sorte de réflexion, d’ordre métaphysique. Si l’Homme peut en quelque sorte « photographier » le paysage gravitationnel originaire de l’Univers tout entier, et s’il peut être certain de la validité de la théorie qui l’a conduit à faire cette observation, il lui reste encore à résoudre la partie la plus difficile, physiquement et conceptuellement, du mystère associé à ce voyage aux confins (de l’Univers et de l’esprit). Il lui reste à pénétrer par la pensée, ou par tout autre moyen, dans l’au-delà du Big Bang, et donc au-delà de l’espace-temps. Cet au-delà, n’étant pas d’ordre spatio-temporel, ne relèvera pas de la théorie de la relativité générale. On en induit que la clé de la compréhension de l’Univers ne peut pas se trouver dans l’Univers. Elle doit se trouver ailleurs. Où ? Là où la physique ne peut pas avoir accès. Là où seule la métaphysique peut tenter sa chance.

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iGW pour Gravitational Wave et 150914 pour indiquer la date : le 14 septembre 2015

iiFrédérique Marion, du comité de direction du Projet Virgo. Propos cités par Marc Lachièze-Rey. Gravitation. Dépasser Einstein, du Big Bang aux trous noirs. Flammarion, 2023, p. 173

iiiLes pulsars envoient des signaux périodiques extrêmement stables. Ce sont donc autant d’horloges naturelles, ultra précises. On peut considérer un ensemble de pulsars soigneusement choisis, comme une sorte de réseau virtuel d’horloges dont nous pouvons capter les signaux sur terre. Tout passage d’une onde gravitationnelle provenant du fin fond du cosmos, modifie la géométrie de ce réseau intragalactique, ce qui se traduit par une perturbation des temps d’arrivée des signaux respectifs des pulsars. Observer le comportement de ce réseau de pulsars revient donc à constituer un détecteur d’ondes gravitationnelles de taille galactique, capables de détecter des longueurs d’onde très étendues (de l’ordre de plusieurs dizaines d’années-lumière), telles que celles que pourraient émettre des trous noirs supermassifs, en orbite mutuelle, lors de collisions entre deux galaxies). Cf. Ibid. p. 192-193

ivIbid. p. 193