What the discovery of gravitational waves means | Allan Adams

Traducteur: François Girod Relecteur: Dilan Timucin

1.3 billion years ago,

Il y a 1,3 milliard d'années,

in a distant, distant galaxy,

dans une galaxie très, très lointaine,

two black holes locked into a spiral,

deux trous noirs tombèrent en spirale,

falling inexorably towards each other

inexorablement l'un vers l'autre

and collided,

et se heurtèrent,

converting three Suns' worth of stuff

convertissant la matière équivalente à 3 Soleils

into pure energy in a tenth of a second.

en énergie pure, en un dixième de seconde.

For that brief moment in time,

Pendant ce très court moment,

the glow was brighter than all the stars

le rayonnement fut plus vif que toutes les autres étoiles

in all the galaxies

de toutes les galaxies

in all of the known Universe.

dans tout l'univers connu.

It was a very

Ce fut un vrai

big

big

bang.

bang.

But they didn't release their energy in light.

Mais ils n'ont pas transformé leur énergie en lumière,

I mean, you know, they're black holes.

car bien sûr, ce sont des trous noirs.

All that energy was pumped into the fabric of space and time itself,

Toute cette énergie a été injectée dans la matière-même de l'espace-temps,

making the Universe explode in gravitational waves.

faisant exploser l'Univers en ondes gravitationnelles.

Let me give you a sense of the timescale at work here.

Voici un exemple de l'échelle de temps en jeu ici.

1.3 billion years ago,

Il y a 1,3 milliard d'années,

Earth had just managed to evolve multicellular life.

la Terre venait à peine de développer la vie pluricellulaire.

Since then, Earth has made and evolved

Depuis ce temps-là, la Terre a produit et fait évoluer les coraux,

corals, fish, plants, dinosaurs, people and even -- God save us -- the Internet.

les poissons, les plantes, les dinosaures, les humains et même, Dieu merci, Internet.

And about 25 years ago,

Et il y a à peu près 25 ans,

a particularly audacious set of people --

un groupe de gens très audacieux

Rai Weiss at MIT, Kip Thorne and Ronald Drever at Caltech --

Rai Weiss du MIT, Kip Thorne et Ronald Drever de Caltech

decided that it would be really neat

ont décidé qu'il serait vraiment bien

to build a giant laser detector

de construire un détecteur laser géant

with which to search for the gravitational waves

pour chercher les ondes gravitationnelles

from things like colliding black holes.

venant de choses comme les collisions de trous noirs.

Now, most people thought they were nuts.

La plupart des gens les croyaient fous.

But enough people realized that they were brilliant nuts

Mais assez de gens ont compris qu'ils étaient des fous géniaux,

that the US National Science Foundation decided to fund their crazy idea.

pour que la US National Science Foundation décide de financer leur idée folle.

So after decades of development,

Donc après des dizaines d'années de développement,

construction and imagination

de construction et d'imagination

and a breathtaking amount of hard work,

et d’époustouflants efforts,

they built their detector, called LIGO:

ils ont construit leur détecteur, le LIGO :

The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

Le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory.

For the last several years,

Ces dernières années,

LIGO's been undergoing a huge expansion in its accuracy,

le LIGO a fait d'énormes avancées en précision,

a tremendous improvement in its detection ability.

un progrès considérable en capacité de détection.

It's now called Advanced LIGO as a result.

On l'appelle donc maintenant Advanced LIGO.

In early September of 2015,

Au début du mois de septembre 2015,

LIGO turned on for a final test run

LIGO est entré dans la phase finale des tests

while they sorted out a few lingering details.

pendant qu'ils s'occupaient de quelques détails résiduels.

And on September 14 of 2015,

Et le 14 Septembre 2015,

just days after the detector had gone live,

seulement quelques jours après que le détecteur ait été mis en service,

the gravitational waves from those colliding black holes

les vagues gravitationnelles issues de la collision de ces trous noirs

passed through the Earth.

ont traversé la Terre,

And they passed through you and me.

ainsi que vous et moi,

And they passed through the detector.

et sont passées dans le détecteur.

(Audio) Scott Hughes: There's two moments in my life

(Audio) Scott Hughes : Il y a eu 2 moments dans ma vie

more emotionally intense than that.

plus intenses en émotion que ça :

One is the birth of my daughter.

la naissance de ma fille,

The other is when I had to say goodbye to my father when he was terminally ill.

et quand j'ai dû dire au revoir à mon père à la fin de sa vie.

You know, it was the payoff of my career, basically.

Vous savez, c'était la récompense de ma carrière, tout simplement.

Everything I'd been working on -- it's no longer science fiction! (Laughs)

Tout ce sur quoi j'ai travaillé jusque-là n'est plus de la science fiction ! (Rires)

Allan Adams: So that's my very good friend and collaborator, Scott Hughes,

Allan Adams : C'est mon très cher ami et collaborateur, Scott Hughes,

a theoretical physicist at MIT,

physicien théorique au MIT,

who has been studying gravitational waves from black holes

qui étudie les ondes gravitationnelles des trous noirs

and the signals that they could impart on observatories like LIGO,

et les signaux qu'ils peuvent transmettre aux observatoires comme le LIGO,

for the past 23 years.

depuis les 23 dernières années.

So let me take a moment to tell you what I mean by a gravitational wave.

Permettez que je vous décrive ce que j'entends par onde gravitationnelle.

A gravitational wave is a ripple

Une onde gravitationnelle est une ondulation

in the shape of space and time.

dans l'espace-temps.

As the wave passes by,

Lorsque l'onde passe,

it stretches space and everything in it

elle étire l'espace et tout ce qu'il contient

in one direction,

dans une direction,

and compresses it in the other.

et le compresse dans les autres.

This has led to countless instructors of general relativity

Ceci a conduit bon nombre de profs de relativité générale

doing a really silly dance to demonstrate in their classes on general relativity.

a faire une danse idiote pour le mimer pendant leur cours de relativité générale.

"It stretches and expands, it stretches and expands."

« Ça s'étire et ça s'étend, ça s'étire et ça s'étend. »

So the trouble with gravitational waves

Mais le problème avec les ondes gravitationnelles,

is that they're very weak; they're preposterously weak.

c'est qu'elles sont très faibles, ridiculement faibles.

For example, the waves that hit us on September 14 --

Par exemple, la vague qui nous a atteints le 14 septembre.

and yes, every single one of you stretched and compressed

Eh oui, chacun d'entre vous a été étiré et compressé

under the action of that wave --

par l'action de cette vague.

when the waves hit, they stretched the average person

Quand l'onde est arrivée, elle a étiré la personne moyenne

by one part in 10 to the 21.

d'un facteur 10 exposant 21-ième.

That's a decimal place, 20 zeroes,

c'est-à-dire 20 zéros après la virgule,

and a one.

et un 1.

That's why everyone thought the LIGO people were nuts.

C'est pourquoi, tout le monde pensait que les gens du LIGO étaient fous.

Even with a laser detector five kilometers long -- and that's already crazy --

Même avec un détecteur laser de 5 km de long, et c'est déjà insensé,

they would have to measure the length of those detectors

ils devaient mesurer la longueur de ces détecteurs

to less than one thousandth of the radius of the nucleus

avec une précision de moins d'un millième du rayon d'un noyau

of an atom.

d'un atome.

And that's preposterous.

Et c'est ça qui est ridicule.

So towards the end of his classic text on gravity,

Ainsi, vers la fin de son article classique sur la gravité,

LIGO co-founder Kip Thorne

le co-fondateur du LIGO, Kip Thorne

described the hunt for gravitational waves as follows:

a décrit sa chasse aux ondes gravitationnelles comme ceci :

He said, "The technical difficulties to be surmounted

« Les difficultés techniques à surmonter

in constructing such detectors

pour construire de tels détecteurs

are enormous.

sont énormes.

But physicists are ingenious,

Mais les physiciens sont ingénieux

and with the support of a broad lay public,

et avec le soutien d'un large public,

all obstacles will surely be overcome."

tous les obstacles tomberont sûrement. »

Thorne published that in 1973,

Thorne a publié ceci en 1973,

42 years before he succeeded.

42 ans avant son succès.

Now, coming back to LIGO,

Revenons alors au LIGO,

Scott likes to say that LIGO acts like an ear

Scott aime dire que le LIGO agit comme une oreille

more than it does like an eye.

plutôt que comme un œil.

I want to explain what that means.

Je vais expliquer ce que ça signifie.

Visible light has a wavelength, a size,

La lumière a une longueur d'onde, une taille,

that's much smaller than the things around you,

qui est bien plus petite que ce qui est autour de vous,

the features on people's faces,

les parties du visage des gens,

the size of your cell phone.

la taille de votre téléphone,

And that's really useful,

et c'est très utile,

because it lets you make an image or a map of the things around you,

car ça permet de faire une image ou une carte de votre environnement

by looking at the light coming from different spots

en regardant la lumière venant de points distincts

in the scene about you.

de la chose observée.

Sound is different.

Le son est différent.

Audible sound has a wavelength that can be up to 50 feet long.

Les sons audibles ont une longueur d'onde qui peut aller jusqu'à 15 m.

And that makes it really difficult --

et ceci rend très difficile...

in fact, in practical purposes, impossible -- to make an image

en fait, c'est impossible en pratique, de se faire une image

of something you really care about.

de ce qui vous intéresse vraiment.

Your child's face.

Le visage de votre enfant.

Instead, we use sound to listen for features like pitch

Par contre, on utilise les sons pour écouter des choses comme le ton,

and tone and rhythm and volume

le timbre, le rythme et le volume

to infer a story behind the sounds.

pour déduire une histoire cachée derrière les sons.

That's Alice talking.

Là, Alice parle.

That's Bob interrupting.

Là, Bob l'interrompt

Silly Bob.

Quel idiot ce Bob !

So, the same is true of gravitational waves.

La même chose est vraie pour les ondes gravitationnelles.

We can't use them to make simple images of things out in the Universe.

On ne peut pas s'en servir pour imaginer simplement les choses de l'Univers.

But by listening to changes

Mais en écoutant les changements

in the amplitude and frequency of those waves,

d'amplitude et de fréquence de ces ondes,

we can hear the story that those waves are telling.

nous pouvons écouter l'histoire qu'elles racontent.

And at least for LIGO,

Au moins pour le LIGO,

the frequencies that it can hear are in the audio band.

les fréquences qu'il peut écouter sont dans la bande audible.

So if we convert the wave patterns into pressure waves and air, into sound,

Donc si nous convertissons les motifs d'ondes en pression de l'air, donc en son,

we can literally hear the Universe speaking to us.

nous pouvons littéralement écouter l'Univers nous parler.

For example, listening to gravity, just in this way,

Par exemple, écouter la gravité, de cette manière simple,

can tell us a lot about the collision of two black holes,

peut nous en dire beaucoup sur la collision des trous noirs.

something my colleague Scott has spent an awful lot of time thinking about.

Mon collègue Scott a passé énormément de temps à y réfléchir.

(Audio) SH: If the two black holes are non-spinning,

(Audio) SH : Si les 2 trous noirs ne tournoient pas,

you get a very simple chirp: whoop!

on a un simple bruit : ouuup !

If the two bodies are spinning very rapidly, I have that same chirp,

S'ils tournent très rapidement, j'ai le même gazouillis,

but with a modulation on top of it,

mais avec une modulation par dessus,

so it kind of goes: whir, whir, whir!

du type : ouah, ouah, ouahla !

It's sort of the vocabulary of spin imprinted on this waveform.

C'est une sorte de vocabulaire de rotation qui est imprimée dans la forme des vagues.

AA: So on September 14, 2015,

AA : Donc le 14 septembre 2015,

a date that's definitely going to live in my memory,

une date qui restera définitivement gravée dans ma mémoire,

LIGO heard this:

LIGO a entendu ceci :

[Whirring sound]

[Son: ouuuuah]

So if you know how to listen, that is the sound of --

Donc si vous savez comment l'écouter, C'est le son de...

(Audio) SH: ... two black holes, each of about 30 solar masses,

(Audio) SH : ... 2 trous noirs, d'environ 30 masses solaires chacun,

that were whirling around at a rate

qui se tournent autour à une vitesse

comparable to what goes on in your blender.

comparable à ce qui se passe dans votre mixeur.

AA: It's worth pausing here to think about what that means.

AA : Arrêtons-nous un peu ici pour réfléchir sur ce que ça veut dire.

Two black holes, the densest thing in the Universe,

2 trous noirs, les choses les plus denses de l'Univers.

one with a mass of 29 Suns

L'un ayant 29 masses solaires

and one with a mass of 36 Suns,

et l'autre 36 masses solaires,

whirling around each other 100 times per second

tourbillonnant l'un autour de l'autre 100 fois par seconde

before they collide.

avant de s'entrechoquer.

Just imagine the power of that.

Imaginez-en la puissance.

It's fantastic.

C'est fantastique.

And we know it because we heard it.

Nous le savons, car nous l'avons entendu.

That's the lasting importance of LIGO.

C'est l'importance durable du LIGO.

It's an entirely new way to observe the Universe

C'est une façon entièrement nouvelle d'observer l'Univers,

that we've never had before.

que nous n'avions jamais eu avant.

It's a way that lets us hear the Universe

C'est une manière d'écouter l'Univers,

and hear the invisible.

et d'entendre l'invisible.

And there's a lot out there that we can't see --

Il y a plein de choses invisibles là haut...

in practice or even in principle.

en pratique, mais aussi en théorie.

So supernova, for example:

Les supernovas, par exemple :

I would love to know why very massive stars explode in supernovae.

j'adorerais savoir pourquoi les étoiles supermassives explosent en supernovas.

They're very useful;

Elles sont très utiles ;

we've learned a lot about the Universe from them.

elles nous ont beaucoup appris sur l'Univers.

The problem is, all the interesting physics happens in the core,

Le problème est que toute la physique intéressante est dans le noyau

and the core is hidden behind thousands of kilometers

et le noyau est caché par des milliers de km

of iron and carbon and silicon.

de fer, de carbone et de silicium.

We'll never see through it, it's opaque to light.

Nous ne verrons jamais à travers, c'est opaque.

Gravitational waves go through iron as if it were glass --

Les ondes gravitationnelles passent à travers le fer comme si c'était du verre

totally transparent.

totalement transparent.

The Big Bang: I would love to be able to explore

Le Big Bang : j'adorerais être capable d'explorer

the first few moments of the Universe,

les premiers instants de l'Univers,

but we'll never see them,

mais nous ne les verrons jamais,

because the Big Bang itself is obscured by its own afterglow.

car le Big Bang lui même est obscurci par sa propre postluminescence.

With gravitational waves,

Avec les ondes gravitationnelles,

we should be able to see all the way back to the beginning.

nous devrions pouvoir voir tout jusqu'à l'origine.

Perhaps most importantly,

Et peut-être le plus important,

I'm positive that there are things out there

je vous certifie qu'il y a des choses là-haut

that we've never seen

que nous n'avons jamais vues,

that we may never be able to see

que nous ne pourrons jamais voir,

and that we haven't even imagined --

que nous n'avons même pas imaginées...

things that we'll only discover by listening.

des choses que nous ne découvrirons qu'en écoutant.

And in fact, even in that very first event,

En effet, même dans ce tout premier évènement,

LIGO found things that we didn't expect.

le LIGO a trouvé des choses inattendues.

Here's my colleague and one of the key members of the LIGO collaboration,

Voici mon collègue, un des principaux collaborateurs du LIGO,

Matt Evans, my colleague at MIT, addressing exactly that:

Matt Evans, mon collègue au MIT, qui vous présente :

(Audio) Matt Evans: The kinds of stars which produce the black holes

(Audio) Matt Evans: Les types d'étoiles qui génèrent les trous noirs

that we observed here

que nous avons vus ici

are the dinosaurs of the Universe.

sont les dinosaures de l'Univers.

They're these massive things that are old, from prehistoric times,

Ces choses massives, vieilles, des temps préhistoriques,

and the black holes are kind of like the dinosaur bones

et les trous noirs sont comme les os des dinosaures

with which we do this archeology.

pour faire cette archéologie.

So it lets us really get a whole nother angle

Donc ça nous place dans un autre angle de vue

on what's out there in the Universe

sur ce qu'il y a dans l'Univers

and how the stars came to be, and in the end, of course,

et comment naissent les étoiles et finalement, bien sûr,

how we came to be out of this whole mess.

comment nous sommes sortis de ce sacré bazar.

AA: Our challenge now

AA : Notre défi est maintenant

is to be as audacious as possible.

d'être aussi audacieux que possible.

Thanks to LIGO, we know how to build exquisite detectors

Grâce au LIGO, nous savons comment construire des détecteurs raffinés

that can listen to the Universe,

qui peuvent écouter l'Univers,

to the rustle and the chirp of the cosmos.

les froissements et les bruits du Cosmos.

Our job is to dream up and build new observatories --

Notre travail est de rêver et construire d'autres observatoires...

a whole new generation of observatories --

une nouvelle génération d'observatoires...

on the ground, in space.

sur la matière et l'espace.

I mean, what could be more glorious than listening to the Big Bang itself?

Je veux dire, qu'est-ce qui pourrait être plus glorieux que d'écouter le Big Bang ?

Our job now is to dream big.

Notre travail est de rêver en grand.

Dream with us.

Rêvez avec nous.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)