En 2019, les détecteurs Ligo et Virgo ont capté un signal gravitationnel inhabituel : une onde d’une durée inférieure à un dixième de seconde.
Contrairement aux signaux typiques produits par la spirale et la fusion de trous noirs binaires, cet événement, nommé GW190521, se présentait comme une brève impulsion. L’explication la plus plausible était alors la rencontre fortuite de deux trous noirs passant l’un près de l’autre.
Cependant, une nouvelle étude propose une alternative plus audacieuse : cet événement pourrait être l’écho d’une collision de trous noirs survenue dans un univers différent, résonnant à travers un trou de ver formé lors de cette fusion.
Bien que la collision de trous noirs dans notre univers reste l’interprétation privilégiée, l’équipe de chercheurs dirigée par le physicien Qi Lai de l’Académie chinoise des sciences souligne que le modèle du trou de ver ne peut être totalement écarté, comme le détaille une prépublication sur arXiv.
Si avéré, GW190521 ne confirmerait pas seulement l’existence de ces structures hypothétiques, mais offrirait également un nouvel outil pour étudier leurs propriétés physiques.
Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans le tissu de l’espace-temps, générées par la collision d’objets massifs et denses, tels que les trous noirs et les étoiles à neutrons. La forme d’onde typique d’une telle collision présente une augmentation progressive de l’amplitude, un “chirp”, à mesure que les objets se rapprochent.
GW190521 ne présentait pas cette phase d’inspiration, et la masse estimée de la fusion – 142 fois la masse du Soleil – aurait dû être détectable. Cela a conduit à l’hypothèse que les trous noirs n’étaient pas en orbite l’un autour de l’autre, mais se sont simplement rencontrés et ont fusionné.
Lai et ses collègues suggèrent que si la fusion de trous noirs binaires créait un trou de ver qui s’effondrerait ensuite, nous pourrions observer une seule et courte explosion d’ondes gravitationnelles lors de cet effondrement.
Les chercheurs ont développé un modèle de forme d’onde correspondant à ce scénario et l’ont comparé aux données de Ligo et Virgo, ainsi qu’à une forme d’onde de fusion de trous noirs binaires standard.
Le modèle de fusion de trous noirs binaires s’ajustait légèrement mieux aux données observées que le modèle de trou de ver, mais la différence était minime. Les chercheurs estiment qu’il existe suffisamment d’incertitude pour que le scénario du trou de ver reste plausible. Cela signifierait que GW190521 pourrait être la première observation indirecte d’un autre univers.
Il est important de noter que cette explication nécessite des hypothèses sur une physique exotique. Néanmoins, l’exploration de cette piste pourrait s’avérer fructueuse.
Un autre événement, GW231123, impliquant la fusion du trou noir le plus massif détecté à ce jour (225 fois la masse du Soleil), présentait également une durée relativement courte, similaire à GW190521. La comparaison de ces événements avec d’autres observations pourrait permettre de tester les modèles et de déterminer quel scénario est le plus probable.
Les résultats de cette recherche sont disponibles sur le serveur de prépublication arXiv.
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