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 parvenueiv… »
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 20e 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
Metaxu. Le blog de Philippe Quéau 
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L’événement historique du 14 septembre 2015, avec la détection des premières ondes gravitationnelles par LIGO et Virgo, a ouvert une nouvelle fenêtre sur l’univers : celle de l’astronomie gravitationnelle. Ces perturbations, issues de la collision et de la fusion de deux trous noirs très massifs, nous permettent de « voir » l’univers à travers les vibrations de l’espace-temps lui-même. Dans le cadre de l’hypothèse de Bruno Rouy, cette découverte offre une opportunité fascinante pour approfondir notre compréhension de la gravité et de ses interactions fondamentales.
L’événement GW150914 sous l’angle de l’hypothèse
Les ondes gravitationnelles et la densité des gravitons :
Dans l’hypothèse, les ondes gravitationnelles ne sont pas seulement des oscillations de l’espace-temps, mais également des variations locales de la densité des gravitons.
Lorsque deux trous noirs massifs entrent en collision, les champs gravitationnels qu’ils génèrent sont d’une intensité extrême. Ces champs compriment et modulent la densité des gravitons dans leur environnement proche.
Le signal détecté par LIGO et Virgo pourrait alors être interprété non seulement comme une perturbation de l’espace-temps, mais aussi comme une propagation dynamique de variations dans la densité des gravitons, voyageant sur des milliards d’années-lumière.
Les implications pour l’espace-temps :
L’hypothèse suggère que la déformation de l’espace-temps observée par les interféromètres est amplifiée ou modulée par ces fluctuations de densité.
Cela pourrait expliquer certaines caractéristiques du signal, comme son amplitude ou sa durée, de manière différente des prédictions strictes de la relativité générale.
Un pont entre l’observation et les premiers instants de l’univers :
Si les ondes gravitationnelles sont aussi des fluctuations de la densité des gravitons, elles pourraient conserver des empreintes des premiers âges de l’univers, lorsque la densité des gravitons était bien plus élevée.
Les détecteurs actuels, comme LIGO et Virgo, pourraient capter ces traces indirectes, tandis que les futurs projets, comme le Pulsar Timing Array (PTA), pourraient les révéler avec une précision inédite.
Les pulsars comme détecteurs et le rôle des gravitons
L’utilisation des pulsars comme détecteurs d’ondes gravitationnelles, via le réseau Pulsar Timing Array (PTA), ouvre la voie à l’astronomie spatiale des ondes gravitationnelles. Dans ce cadre :
Les variations de densité des gravitons pourraient influencer légèrement les impulsions régulières des pulsars, modifiant subtilement leur timing.
Cette approche pourrait fournir des données complémentaires sur les régions où les gravitons interagissent fortement, comme les environnements autour des trous noirs ou des étoiles à neutrons.
Vers l’astronomie gravitationnelle des premiers âges de l’univers
Avec l’hypothèse de Bruno Rouy, les futures observations pourraient permettre de :
Explorer des époques inaccessibles : Les ondes gravitationnelles liées à des fluctuations dans la densité des gravitons pourraient contenir des informations sur des phénomènes exotiques du premier âge de l’univers, bien avant l’émission du fond diffus cosmologique.
Réévaluer les singularités : Si la densité des gravitons atteint une saturation critique autour des trous noirs, cela pourrait modifier nos interprétations des événements tels que GW150914.
Relier gravité classique et quantique : L’intégration de la densité des gravitons dans les modèles existants pourrait fournir un cadre pour relier les phénomènes gravitationnels classiques et leurs interprétations quantiques.
L’événement GW150914 marque le début d’une révolution scientifique, mais il ouvre aussi la porte à des hypothèses nouvelles comme celle de Bruno Rouy, qui redéfinissent la gravité à travers la notion de densité des gravitons. En intégrant ces idées, nous pourrions non seulement approfondir notre compréhension des trous noirs et des ondes gravitationnelles, mais aussi explorer les mystères des premiers instants de l’univers. L’astronomie gravitationnelle et ses extensions futures, comme le Pulsar Timing Array, deviennent alors des outils pour tester ces concepts novateurs, rapprochant un peu plus la science de la compréhension ultime du cosmos.
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