L’héritage d’Einstein : les ondes gravitationnelles

Lors de mes études, il était pour moi assez clair que je voulais plutôt faire de la physique théorique. Les cours de relativité générale m'ont naturellement mis sur le chemin de l'astrophysique. Mais c'est surtout l'idée de travailler avec le plus grand laboratoire qui puisse exister (notre univers !) qui m'a définitivement séduit. Mon travail porte sur les ondes gravitationnelles, un domaine fascinant de l'astrophysique.

Que peut-on dire des ondes gravitationnelles ?

Comme expliqué dans la vidéo ci-dessous, la relativité générale prédit que ces ondes étirent et compressent l'espace-temps dans deux directions possibles : c'est ce qu'on appelle les modes de polarisation. Si on modifie un petit peu notre théorie, on voit alors l'émergence de déformations supplémentaires, jusqu'à six modes de polarisation au total. En détectant ou non ces modes, on possède un outil très puissant pour tester la relativité générale, mais également exclure certaines théories alternatives.

<iframe allowfullscreen frameborder="0" height="315" src="https://www.youtube.com/embed/mtCAmb_Mg1k" width="560"></iframe>

Vidéo: MaxPlanckSociety

Qui est Lionel Philippoz ?

Age : 29 ans
Travail : Doctorant à l'Institut de Physique de l'Université de Zurich
Etudes: Bachelor et Master en Physique (EPF Lausanne, ETH Zurich)
Participation aux olympiades: 2007, Leader aux IPhO depuis 2010
Gymnase: Lycée-Collège des Creusets

Chercheur préféré : Ludwig Boltzmann
Expérience préférée : L'expérience de Michelson-Morley
Hobbies : Technologie, lecture, art, piano, cuisine, culture japonaise

Mon projet

L'un des aspects de mon projet a porté sur la polarisation des ondes gravitationnelles dans le cadre d’une modification particulière de la relativité générale. Je cherche à présent à savoir comment extraire de façon optimale l'information sur la polarisation d'un signal mesuré par le futur détecteur LISA, un interféromètre qui sera envoyé dans l'espace vers 2030.

Comme souvent en théorie, je travaille simplement avec un papier et un crayon. Et bien entendu avec mon ordinateur pour quelques simulations destinées à tester mes résultats.

Photo: NASA/C. Henze

Où en est-on aujourd’hui ?

Jusqu’à présent, on a déjà pu observer trois collisions de trous noirs, mais de nombreuses découvertes nous attendent encore dans les années à venir. Par exemple, juste après le Big Bang, l'univers a subi une période d'expansion très rapide − l'inflation − ce qui a probablement produit des ondes gravitationnelles dont on pourrait détecter le signal particulier à l'heure actuelle.

En tous les cas, les idées ne manquent pas, nous n’en sommes qu’au début d’un chapitre passionnant de l’astrophysique.