Observatorul cu unde gravitaționale cu interferometru laser

LIGO Imagine în Infobox. Brațul nordic al interferometrului. Prezentare
Tip Observatorul undei gravitaționale
Administrator Colaborare științifică LIGO ( în )
Constructie 1994-2002
Punere in functiune 23 august 2002
Site-ul web (în)  www.ligo.caltech.edu
Date tehnice
Lungimea valului 43 - 10.000 km
Geografie
Abordare Washington Statele Unite
 
Informații de contact 46 ° 27 ′ 19 ″ N, 119 ° 24 ′ 28 ″ V

Interferometru cu laser gravitaționale Wave Observatory ( „Observatorul undelor gravitaționale prin interferometrie cu laser  “), prescurtat LIGO este un experiment de fizica pe o scară largă , care are ca scop direct detectarea undelor gravitaționale . Co-fondat în 1992 de Kip Thorne și (în) Ronald Drever din Caltech și Rainer Weiss din MIT , LIGO este un proiect comun între oamenii de știință din MIT, Caltech și multe alte instituții și universități. Analiza datelor astronomice asupra undelor gravitaționale este responsabilitatea Colaborării Științifice LIGO (LSC) care reunește 900 de oameni de știință din întreaga lume. LIGO este finanțat de Fundația Națională pentru Științe (NSF), cu contribuții semnificative de la Consiliul Facilităților de Știință și Tehnologie din Marea Britanie (Marea Britanie), Societatea Max-Planck (Germania) și Consiliul Australian de Cercetare (Australia). La mijloculseptembrie 2016Cel mai mare centru de unde gravitaționale din lume este de așteptat să finalizeze o renovare cuprinzătoare de 5 ani, 200 milioane USD , ajungând la un cost total de 620 milioane USD. LIGO este cel mai mare și mai ambițios proiect finanțat de NSF.

Alte detectoare similare LIGO sunt în funcțiune în întreaga lume, inclusiv interferometrul european Fecioară , construit în Cascina , Italia . Din 2007, Fecioara și LIGO au fost legate printr-un acord de colaborare care include schimbul de date înregistrate de diferiți detectori și o politică comună de publicare a rezultatelor fizice obținute prin analiza în comun a acestor date. Această cooperare este necesară: detectoarele interferometrice gigantice nu sunt direcționale (observă întregul cer) și caută semnale de amplitudini extrem de slabe, rare și perturbate de zgomote instrumentale de origini foarte variate. Astfel, numai detectarea simultană a unei unde gravitaționale în mai multe instrumente va face posibilă încheierea unei descoperiri și obținerea de informații cu privire la sursa acestui semnal.

Cei doi detectoare LIGO sunt interferometre gigantice Michelson cu o lungime de 4  km construite în Statele Unite  : la Complexul Nuclear Hanford din statul Washington și în Livingston (Louisiana) .

LSC este, de asemenea, responsabil pentru studierea proiectării unor senzori mai sensibili.

Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat în 2017 pentru Rainer Weiss , Barry C. Barish și Kip Thorne pentru „contribuțiile lor decisive la proiectarea detectorului LIGO și la observarea undelor gravitaționale“, a căror descoperire a câștigat deja un Nobel Premiul în 1993 pentru o altă echipă ( infra ).

Misiune

Misiunea LIGO este de a observa direct undele gravitaționale de origine cosmică. Aceste unde au fost prezise pentru prima dată în 1916 de teoria relativității generale a lui Einstein, când tehnologia necesară pentru a le detecta nu exista încă. Existența lor a fost confirmată indirect în 1974, când observațiile pulsarului binar PSR B1913 + 16 au arătat o scurtare a orbitei corespunzătoare previziunilor lui Einstein, datorită pierderii de energie legată de radiațiile gravitaționale. Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat în 1993 la Russell Alan Hulse și Joseph Hooton Taylor pentru această descoperire.

Observații

11 februarie 2016, o observare directă a undelor gravitaționale de către LIGO datată 14 septembrie 2015, rezultat din coliziunea a două găuri negre , este anunțat în timpul unei conferințe. Această detecție este denumită GW150914 , GW reprezentând „unde gravitaționale” la care a fost adăugată data detectării.

Physical Review Letters anunță15 iunie 2016 că a fost detectată o a doua coliziune 26 decembrie 2015( GW151226 ), corespunzător a două găuri negre de zece mase solare.

A treia coliziune a fost detectată la 4 ianuarie 2017( GW170104 ) între două găuri negre de două ori mai îndepărtate decât precedentele, la aproximativ 3 miliarde de ani lumină distanță. Aceste găuri negre care aveau mase echivalente cu 31,2 și 19,4 mase solare au fuzionat într-o masă echivalentă cu 48,7 Sori . Ceea ce înseamnă că în timpul acestui eveniment energia a aproximativ doi Sori a fost transformată în unde gravitaționale înainte de a fi detectată de LIGO și Fecioară .

Toate observațiile lui LIGO și Fecioară ne permit să estimăm numărul de fuziuni ale găurilor negre din Univers la mai mult de 12 pe gigaparsec cub pe an (un cub cu o distanță de 3,26 miliarde de ani lumină).

17 august 2017, sunt detectate unde gravitaționale emise de fuziunea a două stele de neutroni ( GW170817 ). O radiație electromagnetică de mare energie ( explozie de raze gamma GRB 170817A) corespunzătoare evenimentului este înregistrată două secunde mai târziu de către telescopul spațial Fermi . Originea undelor gravitaționale și a exploziei de raze gamma se află „în galaxia NGC 4993 situată la 130 de milioane de ani lumină distanță” .

Evoluţie

În februarie 2019a anunțat finanțare în valoare de 35 de milioane de dolari SUA , o dublare a sensibilității LIGO. Această dezvoltare ar trebui să facă posibilă, din 2023, detectarea unei fuziuni de găuri negre pe oră.

LIGO-India

LIGO-India este o colaborare între colaborarea LIGO și India, cu scopul de a implanta un nou detector de unde gravitaționale. Astfel, va fi posibilă extinderea rețelei de detectare pentru o sensibilitate mai bună. Start-up-ul este programat pentru 2024.

Note și referințe

(fr) Acest articol este preluat parțial sau în întregime din articolul Wikipedia în limba engleză intitulat „  LIGO  ” ( vezi lista autorilor ) .
  1. Fișă informativă LIGO la NSF
  2. Memorandum de înțelegere între VIRGO și LIGO
  3. Barry Barish, Premiul Nobel pentru fizică, reamintește descoperirea undelor gravitaționale
  4. (în) „  Undele gravitaționale ale lui Einstein găsite în cele din urmă  ” pe nature.com
  5. (în) BP Abbott LIGO Colaborare științifică și colaborare Fecioară , "  Observarea undelor gravitaționale dintr-o fuziune binară cu gauri negre  " , Physical Review Letters 116, 061102 (2016) ,11 februarie 2016( DOI  10.1103 / PhysRevLett.116.061102 , citit online , accesat la 11 februarie 2016 )
  6. „  Valuri gravitaționale și găuri negre, act 2  ” , pe CNRS Le journal ,15 iunie 2016(accesat la 15 iunie 2016 )
  7. Sean Bailly, „  Undele gravitaționale: Ligo vibrează din nou  ” , pe pourlascience.fr ,2 iunie 2017(accesat la 2 iunie 2017 )
  8. Sean Bailly, „  Undele gravitaționale: un semnal de un nou tip detectat  ” , pe pourlascience.fr ,16 octombrie 2017(accesat la 14 decembrie 2017 )
  9. (în) Davide Castelvecchi, "  Observatorul undelor gravitaționale LIGO set to icts Detecting dual power  " , Nature , vol.  566,15 februarie 2019, p.  305 ( DOI  10.1038 / d41586-019-00573-4 ).

Vezi și tu

Articole similare

linkuri externe