Ces ondes formeraient, comme leur nom l’indique, des ondulations dans le continuum espace-temps, à la manière de houles créées par une pierre jetée dans l’eau. Comme l’expérience le prouve, l’accélération de particules chargées électriquement produit des ondes électromagnétiques. Parallèlement, par vraisemblance, les déplacements de masses distantes, tels qu’une collision de trous noirs ou l’explosion de supernovae, formeraient des ondes gravitationnelles. Celles-ci sauraient donc fournir des informations inédites, trahissant leurs violentes origines tout en apportant plusieurs renseignements sur la gravité elle-même! À cause de la faiblesse des ondes gravitationnelles, seuls des mouvements suffisamment rapides impliquant des masses astronomiquement appréciables sauraient être détectés par les instruments actuellement à notre portée technologique. Les ondes gravitationnelles diffusées par un ballet orbital d’étoiles ou par la Terre évoluant autour du Soleil demeureraient, pour l’instant, indécelables.

     Oh, l’idée ne date pas d’hier! Dès 1916, Albert Einstein, armé de sa théorie de la relativité générale, prédit l’existence de ces vibrations de l’espace-temps. Malheureusement pour lui, la technologie ne devient suffisamment avancée que vers les années 1990 pour tenter de confirmer expérimentalement les précédentes élucubrations. Sans jamais avoir été observées directement, on suspecta leur influence sur le système PSR 1913+16, découvert en 1974. Deux objets massifs, probablement des étoiles à neutrons très rapprochées, composent ce système bi-pulsar. Heureusement, l’une de ces deux étoiles émet des signaux radios de manière régulière, ce qui permet de connaître avec précision la période d’orbite entre les deux objets. Or, la période orbitale observée décroît de manière consistante avec la perte énergétique qu’engendreraient les ondes gravitationnelles émises par le mouvement elliptique. Autrement dit, ces ondes apporteraient avec elles une fraction de l’énergie du système et, dus à cette fuite d’énergie, les étoiles en orbite isolée se rapprocheraient graduellement. Comme elles convergent l’une vers l’autre, la période de leur orbite stellaire diminue. Ces observations, jusqu’à maintenant le meilleur soutien à la théorie des ondes gravitationnelles, proviennent des détenteurs du prix Nobel de physique 1993, Joseph Taylor et Russell Hulse.

     « Si elles semblent SI faibles et à ce point indécelables, à quoi diantre pourraient-elles nous servir, ces ondes gravitationnelles? » À répondre à plus de questions qu’il n’y paraît. Sans vous faire part des détails, en physique théorique, la constatation d’ondes gravitationnelles entraînerait une confirmation encore plus sérieuse de la relativité générale ainsi que la possibilité de confirmer (ou de réfuter) plusieurs de ses aspects. Qui plus est, l’étude de ces mêmes ondes permettrait de vérifier une autre des théories einsteinniennes, voulant que la propagation de la gravité se fasse à vitesse luminique. Côté astronomie, de telles constatations conduiraient à la confirmation irréfutable des trous noirs ainsi qu’à l’observation de multiples phénomènes pratiquement invisibles aux ondes électromagnétiques. À bien y penser, cela équiperait les astronomes d’un nouvel outil. Souvenons-nous de l’incroyable révolution amenée par l’arrivée des télescopes à ondes invisibles : radio, infrarouge, rayons X et rayons gamma. Tout en sachant que seulement 10% de notre Univers se révèle aux ondes électromagnétiques, imaginez les surprises qu’un « télescope » à ondes gravitationnelles, sensible au déplacement des masses, apporterait!

     « Ça y est! Je suis convaincu! Alors, comment puis-je déceler les ondes gravitationnelles chez moi? » Eh bien, contrairement aux ondes électromagnétiques qui faiblissent lors de chaque interaction avec la matière rencontrée durant leur trajet dans l’espace, l’intensité des ondes gravitationnelles perdureraient lors du trajet : elles voyagent directement à travers l’espace-temps! Elles modifieraient pour un très court laps de temps, les propriétés spatio-temporelle des objets qu’elles rencontreraient et en resurgiraient indemnes. Sachez donc que la méthode la plus facile pour révéler leur présence consiste à mesurer la légère distorsion spatiale qu’elles produisent (en faisant changer la distance entre deux points donnés dans l’espace, autrement dit). Tout d’abord, vous devrez vous armer d’une excellente règle, car ces ondes engendreraient théoriquement une variation spatiale de l’ordre d’un milliardième de milliardième de mètre (10^-18 m)… *Ouille!*

     Les premières tentatives virent le jour dans les années 1960. Joseph Weber (Université du Maryland) utilisa d’imposants cylindres d’aluminium, d’une tonne et demie, comme masse résonnante. La fréquence de résonance de ce dispositif se situait aux alentours de 1000 Hz, soit la fréquence prévue des « fortes » ondes de gravité induites par les explosions de supernovae ou de certains systèmes binaires d’étoiles à neutron. Fâcheusement, les « bruits » thermiques et mécaniques dans l’environnement de ce genre de détecteurs camouflent énormément le signal. De plus, les cylindres ne répondent qu’aux ondes induites perpendiculairement à leur axe et ce seulement qu’aux fréquences avoisinant 1000 Hz. Le domaine d’utilisation de ces balourdes caisses de résonances parait alors bien restreint.