Les vagues de l'espace-temps, ondes gravitationnelles, Dunod, Matteo Barsuglia

[Vendredi Lecture] : À la découverte des ondes gravitationnelles

Que sont les ondes gravitationnelles ? Quelle est leur histoire ?

 

Les vagues de l'espace-temps, ondes gravitationnelles, Dunod, Matteo Barsuglia

À nouvelle année, nouvelle liste de lecture ! Je vous propose aujourd’hui un livre de sciences. Une belle histoire d’astronomie et de cosmologie avec la découverte des ondes gravitationnelles.

Matteo Barsuglia nous propose de suivre, voire même de vivre, cette aventure avec son ouvrage : Les vagues de l’espace-temps, la révolution des ondes gravitationnelles. L’ouvrage est édité chez Dunod et nous fait vivre de l’intérieur une belle épopée scientifique.

L’auteur nous propose une plongée dans les mystères de la cosmologie, tout en dévoilant les missions, les difficultés et les victoires des chercheur.e.s. Nous découvrons également quelques secrets de la découverte scientifique.

Que sont les ondes gravitationnelles ? Comment ont-elle été découvertes ?

 

Les ondes gravitationnelle,  une histoire mêlant passé et science-fiction

La découverte des ondes gravitationnelle, une belle histoire

Les Vagues de l’espace-temps nous raconte une véritable histoire, une véritable “aventure scientifique”. Matteo Barsuglia nous plonge en effet dans l’histoire non romancée d’un chapitre de la cosmologie. Une belle histoire rythmée par beaucoup de suspens et de rebondissements. Ce sont d’ailleurs ces outils qui rendent la lecture très sympathique et vivante.

L’ouvrage se lit effectivement agréablement, car il est ponctué de nombreux exemples et anecdotes historiques. L’auteur a écrit son ouvrage à la manière d’un reportage, d’un journal. Le prologue, en particulier, est très dynamique et journalistique. J’ai vraiment eu la sensation de lire une sorte d’article de une de journal, égayé par des verbatims, des dates… Une façon de vraiment nous impliquer. Du coup, nous y croyons et nous avons l’impression de vivre en direct la découverte, nous avons la sensation de vivre quelque chose d’historique. Cet ouvrage est un bel exemple de “sciences en train de se faire””.

En revanche, le livre comprend des notes en fin d’ouvrage, ce qui n’est pas très pratique. Il aurait mieux valu les mettre en bas de page, cela aurait évité de rompre la lecture.

 

Les rebondissements d’une découverte scientifique

La détection des ondes gravitationnelles illustre bien que certaines découvertes peuvent vraiment avoir un aspect sensationnel, en particulier lorsqu’elles sont historiques.

Cette détection est en effet une première dans l’histoire de l’astronomie ! L’auteur nous raconte comment une théorie est devenue tangible, comment quelque chose de seulement visualisée dans des équations devient une réalité physique. De plus, la découverte des ondes gravitationnelles révèle une collaboration internationale inédite de très nombreux domaines de l’astronomie et de la physique et de très nombreux acteur.trice.s. Ainsi, pour la détection des ondes gravitationnelles issues de la fusion de deux étoiles à neutrons, l’article a rassemblé plus de 3600 auteur.e.s ! Cet exemple montre bien que, parfois, la découverte transcende les égos et les frontières.

Les vagues de l’espace temps contient également une partie qui s’apparente à une sorte de journal de bord. Nous suivons ainsi l’histoire de l’auteur, étroitement liée à la découverte des ondes gravitationnelles et à la mise en service du détecteur Virgo. Matteo Barsuglia nous explique comment il attrapé le “virus des sciences”, comment il est devenu chercheur et comment il a apporté sa pierre à l’édifice.

L’ouvrage donne véritablement un exemple grandeur nature de ce que peuvent être les sciences : une quête, une aventure semée d’embûches, d’épreuves, de découragements... et parfois récompensée par le Graal ! La découverte !

Les vagues de l'espace-temps, ondes gravitationnelles, Dunod, Matteo Barsuglia

© Virgo.

 

Un bel exemple du travail des scientifiques

La détection des ondes gravitationnelle, une action collective vieille d’un siècle

Matteo Barsuglia nous offre, avec son livre, une belle illustration de l‘aspect collaboratif des sciences. La découverte des ondes gravitationnelles nous propulse sur les épaules d’Einstein et nous amène à faire un pas de plus, à la découverte de nouveaux horizons… astronomiques !

Les découvertes scientifiques sont très souvent issues d’un travail collaboratif et de l’appui sur des recherches précédentes. Il est important d’apprendre et d’assimiler ce qui a été fait par les pairs, ce qui implique que ces travaux soient connus et communiqués. La détection des ondes gravitationnelles est une véritable histoire scientifique qui commence avec un homme (entre autres) : Galilée. Elle s’achève ensuite, ou plutôt, elle ouvre un nouveau chapitre, mais avec des machines : LIGO et Virgo. Il ne faut pas non plus oublier de “nouveaux” protagonistes, moins connus, tels que Hulse et Taylor qui ont fait des ondes gravitationnelles une réalité.

Nous retrouvons également de grands héros de l’astronomie : Newton, Kepler… La première définition des ondes gravitationnelle est donnée en 1918 par Einstein. À l’époque, les ondes étaient seulement une hypothèse. Et quelle hypothèse pour quelqu’un qui ne connaissait pas encore les trous noirs, des objets qui ont plus de probabilités d’émettre des ondes lorsqu’ils fusionnent. La détection des ondes est ponctuée d’essais, de tentatives, de frustrations… jusqu’à un fameux congrès de 1957, Chapel Hill, et l’idée de créer des détecteurs d’ondes.

Bien que l’histoire mette en avant de nombreux héros, l’ouvrage a quand même un important bémol. Les histoires de science ne sont, ici, incarnées que par des hommes… Où sont les femmes de science ? Il est important de les citer et de les mettre en valeur pour casser avec cette image parfois très masculine des sciences.

 

Un focus sur le travail des chercheur.e.s avec la détection des ondes gravitationnelles

L’ouvrage nous offre également un bel aperçu sur le métier et les missions des chercheur.e.s. Que fait un.e astrophysicien.ne dans son laboratoire ? Comment elle.lui et ses collègues ont pu arriver à de telles découvertes ?

Le métier de chercheur.e n’est pas de tout repos. Il est rythmé par des déboires, des doutes… et aussi, bien sûr, des réussites ! C’est un métier de passion qui apprend la persévérance, la patience et le travail d’équipe.

L’auteur nous présente plusieurs tâches importantes des scientifiques, telles que la publication d’articles. Comment et pourquoi publier ? Comment se passe une relecture ? Cette tâche demande à être capable de se remettre en question et d’accepter la critique. L’auteur fait également un focus sur une partie plus “Matériel & Méthodes”. LIGO et Virgo, les deux (énormes) détecteurs d’ondes gravitationnelles demandent en effet beaucoup de travail. Ainsi, Matteo Barsuglia nous présente l’histoire de la conception de Virgo et ses outils (lasers, miroirs…). Nous découvrons également son étalonnage, sa mise au point, qui correspond à la diminution des “bruits” extérieurs pour améliorer la sensibilité, et son “apprentissage”. Cette description de Virgo illustre tout le travail que nécessite une expérience scientifique avec du matériel de mesure (ici, de plus, énorme et très sensible).

Pour finir, une fois que la machine est prête, on peut espérer obtenir un résultat ! Mais cela nécessite de tout (re) et (re)vérifier et enfin de convaincre : en publiant !

Les vagues de l'espace-temps, ondes gravitationnelles, Dunod, Matteo Barsuglia

© Virgo.

 

Les ondes gravitationnelles offrent des connaissances très diverses

Une grande densité de connaissances transmises

Les Vagues de l’espace-temps transmet beaucoup de connaissances : les notions de gravitation, d’abord, avec Newton, en passant par Einstein et ses théories de relativité restreinte et générale, pour arriver finalement aux héroïnes du jour avec les ondes gravitationnelles. Ces dernières prennent pour la première fois vie dans les équations d’Einstein.

L’astronomie est une science très particulière. Il faut observer de loin, sans pouvoir toucher ou manipuler. Cette science nous ramène à notre insignifiance et nous pousse donc à l’humilité. L’auteur nous partage plusieurs connaissances sur l’astrophysique, un domaine qui a évolué très rapidement. Seulement 100 ans séparent les hypothèses d’Einstein et la détection physique des ondes gravitationnelles. Un siècle ponctué d’innombrables avancées et découvertes scientifiques. Des avancées qui sont souvent rapides et en lien avec la société. Par exemple, dans un autre domaine de l’astronomie, la Guerre Froide a été marquée par une course à la conquête de l’espace. L’astronomie, l’astrophysique, la cosmologie… ce sont des domaines très intéressants qui permettent de faire un parallèle entre la science d’aujourd’hui et la science-fiction d’hier, ainsi les lasers étaient inconcevables en 1916.

L’ouvrage délivre une grande densité de connaissances, qui sont parfois diffusées de manière rapide. J’ai, pour ma part, eu un peu de mal à comprendre. Cependant, l’aventure et l’histoire de la découverte peuvent se suivre sans encombre, même si on ne comprend pas toutes les connaissances transmises. Il y a une partie importante sur les trous noirs : que sont-ils ? Quels mystères recèlent-ils ? Quels liens avec les ondes gravitationnelles ? Vont-ils tout aspirer ? Les trous noirs sont des objets célestes qui déchainent les passions et les imaginaires. Avec eux aussi, la science frôle la science-fiction.

Les ondes gravitationnelles sont aussi une porte vers le future. Elles représentent un signal qui pourrait ouvrir de nouveaux horizons, voire peut-être même une nouvelle physique ? Vont-elles remettre en question la théorie d’Einstein ?

 

Un auteur communicant mais une vulgarisation limitée

Bien que l’ouvrage diffuse de nombreuses connaissances, il n’est pas vraiment un livre de vulgarisation accessible à tous. Le prologue démarre déjà très fort et cela reste vrai tout au long de la lecture. Il vaut mieux avoir déjà des connaissances en astronomie, astrophysique et cosmologie. D’ailleurs, avant cette lecture, je vous conseille de lire le Big Bang pour les Nuls de Blandine Pluchet. Pour ce qui est des Vagues de l’espace temps, il est plutôt dédié à des amateurs de sciences et des étudiants en physique ou en astronomie. Il y a finalement peu de définitions des connaissances de base.

En revanche, l’auteur est un bon communicant et sait utiliser les astuces de communication scientifique. Il illustre ainsi ses propos avec des anecdotes, des exemples, ou des parallèles avec la vie quotidienne (exemple du gonflage d’un ballon de baudruche décoré de dessins qui s’éloignent les uns des autres quand on le gonfle pour comprendre l’extension de l’univers).

Pour résumer, si vous souhaitez comprendre comment se passe une découverte scientifique et (mieux) comprendre ce que sont les ondes gravitationnelles, alors cet ouvrage est pour vous !

Les vagues de l'espace-temps, ondes gravitationnelles, Dunod, Matteo Barsuglia

© Astrofisica y Fisica.

 

Avez-vous déjà lu Les Vagues de l’espace temps ? Qu’en avez-vous pensé ? Aviez-vous déjà entendu parler d’ondes gravitationnelles ?

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3 commentaires

  1. very good thanks

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