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18 Feb

Les ondes gravitationnelles et le concept d’espace

Publié par francois delcourt

Les ondes gravitationnelles et le concept d’espace

Ce mercredi 11 février 2016, à grand renfort d’annonce, la communauté scientifique d’astrophysiciens (plus de 1000 personnes) ayant travaillé depuis des années sur les ondes gravitationnelles, ont annoncé leur découverte. Un siècle après Einstein et sa théorie de la relativité, l’instant est historique, de mémoire de scientifique, on n’avait pas vu ça depuis Galilée !

Kesako exactement ?

Einstein a introduit l'idée, il y a 100 ans, que tout, dans l'univers - les planètes, les étoiles - vit dans un tissu, une matière faite d'espace et de temps : c’est l'espace-temps. La présence des planètes dans ce tissu va provoquer des déformations qui sont proportionnelles à leur masse, un peu comme une boule de pétanque posée sur la toile d’un trampoline la déforme bien plus que ne le ferait une bille.

Cette déformation, c’est la gravitation.

On imagine cette image de façon très nette, néanmoins l’espace temps est en 3D ; imaginons plutôt une sorte de gelée  - de la « gelée de veau » comme disent non sans humour certains astrophysiciens - dans laquelle baignent nos chères planètes.

Si deux de ces planètes s’agitent et tournoient entre elles – un peu comme deux enfants qui sautillent sur le trampoline – elles vont créer des vagues - les fameuses ondes gravitationnelles - comme le caillou qui tombe dans l’eau calme d’un lac. Ces vagues se propagent et vont elles-mêmes déformer l’espace-temps (la gelée).

Ces ondes de déformation sont très faibles et ne sont perçues que lorsque des masses énormes interagissent (trous noirs, pulsars, super novae).

Les détecter, c’est capter des informations sur l’état de l’univers – au passé, et au présent – dans d’autres modalités que le visible. Jusqu’à ce jour, nous étions capable de nous configurer le cosmos à l’aide d’outils enregistrant les données de planètes ou d’étoiles émettant de la lumière, ce qui n’est pas le cas des trous noirs. Ainsi, ces ondes gravitationnelles tenteraient à prouver l’existence de ceux-ci.

 

Ce n’est pas tant la prouesse technique qui a permis de les détecter mais surtout cette notion de tissu qui se déforme. Cette notion est à la base de la science des résistances des matériaux, et que penser de notre corps, notre tissu conjonctif si ce n’est comme un matériau déformable ?

Notre « chair » constituée de réseau de fibres collagéniques, de cellules, de gel de glycoaminoglycannes, est aussi de la « gelée de coing », certes renforcée par des structures osseuses calciques nous érigeant noblement au rang des vertébrés afin de nous distinguer de la vulgaire limace.

Comme les ondes gravitationnelles, les ondes de choc que nous créons en marchant, en courant, en chutant, se propagent dans nos tissus. Cette propagation est plus ou moins rapide selon la rigidité du matériau qu’elles traversent. Dans un tissu osseux les ondes de choc se propagent plus vite que dans du tissu graisseux ou nerveux (le cerveau en fait c’est de la gelée…). Imaginons taper sur une « frite de bain » comparé à une poutre métallique, quid de la vitesse de propagation de la sonorité ? Elle est plus rapide dans la poutre métallique.

 

Ces ondes de choc se propageant, vont déformer le tissu – si l’on regarde les vidéos en slow motion via google d’une claque sur un abdomen ventripotent, on peut se faire une petite idée du phénomène – et laisser parfois une « empreinte » palpable dans nos tissus, sous la forme d’une déformation plastique, d’un spasme musculaire, voire dans les cas extrêmes d’une rupture du matériau – c’est la déchirure ou la fracture, quelque soit le tissu.

La surface d’un trou noir est la limite d’élasticité, c’est une déformation plastique. A l’intérieur d’un trou noir, on est dans la rupture du « matériau » espace-temps. L’espace-temps est déchiré.

 

Sans entrer dans un délire à la JC Van Damme, il est intéressant de constater que quelque soit l’échelle, le mode de comportement et la représentation mentale que l’on peut avoir du « tissu univers » et du « tissu humain » diffèrent peu.

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