La détection des ondes gravitationnelles grâce à des instruments géants installés en différents points du globe a permis de confirmer certains points de la théorie de la relativité comme la déformation du tissu de l’espace-temps par certains événements cosmiques tels que la fusion de deux trous noirs.
Il faut pour cela des installations distantes de plusieurs milliers de kilomètres mais des dispositifs plus grande ampleur permettraient de fournir des données plus fines et de mieux explorer l’histoire de l’Univers jusqu’aux premiers temps, avant même la formation des étoiles et des galaxies.
L’Agence spatiale européenne (ESA) vient de valider une mission LISA à laquelle participera la NASA et qui permettra de disposer d’un outil géant installé…dans l’espace.
Un instrument spatial géant
S’appuyant sur les travaux pionniers de la mission LISA Pathfinder réalisée dans les années 2010, le système LISA (Laser Inferometer Space Antenna) va consister en trois modules en orbite autour du Soleil et s’échangeant des faisceaux laser à 2,5 millions de kilomètres de distance.
Les variations observées dans le positionnement des faisceaux et le temps mis pour parcourir la distance entre les modules aideront à détecter des ondes gravitationnelles de fréquence bien plus basse que ce qu’il est possible d’observer sur Terre avec les instruments Virgo et LIGO.
Les trois sondes du système LISA, en formation de triangle équilatéral, embarquent chacune un cube d’or et de platine flottant librement et servant de cible aux faisceaux laser. La mesure de distance y est si précise que toute modification signalera un étirement de l’espace-temps à l’échelle du picomètre (10-12 mètre) provoqué par une onde gravitationnelle.
Plus sensible, plus riche en données
L’étendue du détecteur LISA permettra également de mieux cerner l’origine de la perturbation de l’espace-temps et de façon beaucoup plus précise que sur Terre où les mesures doivent composer avec des vibrations naturelles ou artificielles et les perturbations de l’atmosphère.
L’instrument spatial pourra détecter des longueurs d’onde de 300 000 kilomètres à 3 milliards de kilomètres, au-delà des capacités des équipements terrestres et même de celle des pulsars qui pourraient être utilisés comme balises naturelles pour la détection d’ondes gravitationnelles.
Au-delà de la fusion de trous noirs, toujours intéressante, la mission LISA de l’ESA pourrait peut-être aussi détecter le bruit de fond d’ondes gravitationnelles désordonnées aux premiers temps de l’Univers. Les trois modules commenceront à être construits en 2025, pour un lancement de la mission prévu pour 2035.