Une équipe internationale, menée par le chercheur Sizheng Ma de l’Institut Perimeter, a annoncé avoir détecté pour la première fois les empreintes directes de l’horizon des événements lors de la fusion de deux trous noirs.
Cet événement, baptisé GW250114 et enregistré en janvier 2025 par l’observatoire LIGO, a produit des ondes gravitationnelles d’une clarté sans précédent, permettant de valider une prédiction centenaire d’Albert Einstein.
Qu’est-ce que l’effet de frame-dragging ?
Le phénomène observé, connu sous le nom de frame-dragging (ou effet Lense-Thirring), décrit la manière dont un trou noir en rotation déforme l’espace-temps autour de lui.
L’espace-temps lui-même est entraîné dans un tourbillon par la masse et la rotation colossales de l’objet. Lorsque deux trous noirs fusionnent, ce tourbillon devient cataclysmique.
Alors que les deux astres se rapprochent en spirale, » le tourbillon devient de plus en plus fort, et à la fin, le mouvement orbital est fondamentalement dominé par cet effet de frame-dragging « , explique Sizheng Ma.
C’est cette phase finale, la plus violente, qui émet une signature d’ondes gravitationnelles distincte. En captant ce signal, les scientifiques ont pu » toucher » cet environnement de gravité forte, » une région de l’espace-temps très déformée « .
Comment cette détection a-t-elle été rendue possible ?
Si la première détection d’ondes gravitationnelles en 2016 a marqué un tournant, l’événement GW250114 a bénéficié de dix ans d’avancées technologiques. Celles-ci ont considérablement réduit le bruit de fond des signaux.
Les trous noirs impliqués étaient similaires à ceux de 2016, situés à environ 1,3 milliard d’années-lumière et entre 30 et 40 fois la masse de notre Soleil, et la clarté de la détection a permis de confronter les modèles théoriques à des données réelles.
L’adéquation parfaite entre la prédiction théorique et le signal observé a apporté une nouvelle confirmation spectaculaire de la théorie de la relativité générale d’Einstein.
Quelles sont les implications pour la physique de demain ?
Au-delà de la confirmation des théories d’Einstein, cette découverte fournit aux scientifiques un nouvel outil pour sonder les régions les plus extrêmes de l’Univers. La méthode développée permet d’isoler des informations provenant de zones plus proches de l’horizon des événements que jamais auparavant.
L’objectif ultime est de déceler d’éventuelles failles dans la relativité générale, qui pourraient ouvrir la voie à une nouvelle physique, notamment une théorie unifiant gravité et mécanique quantique.
L’équipe espère à l’avenir détecter des signes de fluctuations quantiques près de l’horizon des événements.
N.B. : Source images : Nasa (vignette) / Simulating eXtreme Spacetimes.