Gravitation

Astrophysique et Cosmologie
avec les
Ondes Gravitationnelles
Tania Regimbau
JSOCA07-Valbonne
Gravitation
Gravitation Universelle de Newton:
action instantannée à distance
Relativité Générale d’Einstein:
information transportée par une onde
gravitationnelle à la vitesse de la lumière
Ondes Gravitationnelles
John Archibald Wheeler
“Mass tells space-time how to curve,
and space-time tells mass how to move.“
Quand la matière est accelerée ou change
de configuration, elle modifie la courbure
de l’espace temps.
Ces changements se propagent vers
l’extérieur comme des rides a la surface de
l’eau: ce sont les ondes gravitationnelles.
Sources d’Ondes Gravitationnelles
Les effets des ondes gravitationnelles ne sont perceptibles que dans des conditions
extrêmes de densite et de vitesse.
 sources impulsionnelles
• formation d’étoiles à neutrons ou de trous noirs
• fusion de systèmes binaires massifs (étoiles a neutrons,
trous noirs)
 sources continues
• étoiles à neutrons en rotation rapide
• coalescence de systèmes binaires massifs
 fond gravitationnel stochastique
• cosmologique (époque du Big Bang)
• astrophysique
Systemes Binaires
Étoiles à neutrons et trous noirs stellaires
- population: taux de coalescence, évolution des progeniteurs
- propriétés physiques des étoiles à neutrons et des trous noirs (masse, vitesse de
rotation)
- énergie noire (chandelles standards)
- lien qvec les GRBs courts
Trous noirs supermassifs
histoire de la formation des galaxies
Horizon: 1ere Generation
NS-NS: ~15-20 Mpc (1 ev / siecle)
Horizon: 2ieme Generation ~2015
NS-NS: ~200 Mpc (6 ev / an)
Etoiles à neutrons
accrétion de matière
- intérieur des étoiles à neutrons
- vitesse maximale
- propriétés physique: vitesse, champs
magnétique
- glitches des pulsars (?)
rotation
oscillations
Sources Impulsionnelles
- supernovae
- formation d’étoiles à neutrons ou de trous
noirs
- collapses, instabilités initiales, oscillations
- fusions de systemes binaires
- captures par des trous noirs supermassifs
… l’inattendu!!
Fond Gravitationnel Stochastique
Superposition de toutes les sources depuis le Big Bang
Cosmologique
moyen unique de sonder les premiers instants de
l’Univers, une fraction de seconde après le Big Bang
Astrophysique
- histoire de la formation des galaxies et de la formation
stellaire
- évolution des systèmes binaires massifs
- taux de formation et propriétés des objets denses
- modèles cosmologiques
Une nouvelle fenêtre sur l’Univers
x-ray
Radio
GW sky??
g-ray
CMB
IR
GRBs