Kip Thorne, prix Nobel de physique : "Ce que nous avons fait est comparable à ce que Galilée a fait"

Voici l'interview réalisée l'an dernier par La Libre :

Que signifierait ce prix Nobel pour vous ?

Je travaille avec une équipe de milliers de scientifiques, brillants, super doués, et qui ont travaillé de façon super efficace pour détecter les ondes gravitationnelles. Je suis en quelque sorte le "visage" de cette équipe. Si je reçois le prix Nobel, ce serait en tant qu'"icône" pour cette équipe du Ligo ! C'est vraiment l'équipe qui mérite ce prix !

Qu'avez-vous pu voir exactement ? Ces ondes proviennent de la collision de trous noirs, c'est exact ? Racontez-nous cela.

Il y a 1,3 milliard d'années, quand la vie multicellulaire était en train de se former et se répandre sur Terre, dans une galaxie très très lointaine, ces deux trous noirs se mouvaient en spirale l'un à côté de l'autre, se rapprochant de plus en plus… Ils rentrèrent en collision, et créèrent une tempête dans le "tissu", la forme, de l'espace et du temps, un peu comme une tempête dans un océan. Brièvement, la forme de l'espace et du temps devint extrêmement déformée, comme s'il y avait eu une vague énorme. Cette tempête relâcha tellement d'énergie, que cette énergie se propagea à travers tout l'Univers, sous forme d'ondulations, de rides, de compressions… De galaxie en galaxie, elle atteignit notre propre galaxie, il y a 50 000 ans, quand nos ancêtres partageaient la Terre avec Neanderthal.

Mais l'histoire ne s'arrête pas là…

Les ondes ont ensuite atteint la Terre et, le 14 septembre 2015, voyagèrent à travers elle. Elles atteignirent Livingston, en Louisiane, et étirèrent et comprimèrent notre détecteur. Ces vagues touchèrent deux miroirs placés à 4 km de distance. On peut repérer de minuscules mouvements dans ces miroirs, de la largeur d'un noyau d'atome ! La vague arriva une seconde plus tard à Washington où un autre détecteur réagit de la même façon. Les instruments, automatisés, envoyèrent un signal et l'ordinateur l'identifia. Quand je me suis réveillé ce matin-là et que j'ai vu le mail, je me suis dit : "c'est trop beau pour être vrai". Ça a pris quatre mois pour être sûrs qu'il s'agissait bien d'ondes gravitationnelles.

Pourquoi était-ce si important de découvrir ces ondes gravitationnelles ?

Ce que nous avons fait est comparable à ce que Galilée a fait lorsqu'il a tourné son télescope vers le ciel pour la première fois, et a initié l'astronomie optique par télescope. Il a vu des choses dont les gens n'étaient pas conscients avant. Cela a mené à l'astronomie moderne. Les ondes gravitationnelles sont des sortes de radiations complètements différentes, faites de la déformation du tissu de l'espace et du temps. Et Ligo a initié l'observation de l'Univers avec de nouvelles sortes de radiations. Les ondes gravitationnelles seront un nouvel outil pour étudier l'Univers, spécialement l'Univers à son tout début. Pas seulement pour les prochaines décennies, mais pour les prochains siècles.

"Avec le film 'Insterstellar', je voulais que les gens s'enthousiasment pour la science"

Kip Thorne a travaillé sur "Interstellar", film de science-fiction sorti en 2014 qui met en scène Matthew McConaughey à la recherche d'une planète habitable, après que la Terre est devenue inhospitalière en raison du réchauffement climatique. Le film est le récit de son voyage "interstellaire".

Pourquoi avoir accepté le rôle de conseiller scientifique sur "Interstellar" ?

En fait, j'ai moi-même initié le film, avec Lynda Obst, qui était partenaire du mathématicien Carl Sagan, sur le film "Contact" ! Donc la question est pourquoi Christopher Nolan et ses collègues ont-ils accepté de faire un film avec nous (rires) ? Ils ont changé complètement l'histoire qu'on avait écrite - donc, en ce sens c'est en effet leur film et non le nôtre - mais ils ont préservé la science derrière. Et, après m'avoir consulté, ils l'ont même étendue. Pour moi, le challenge intéressant était de faire un film où la vraie science est intégrée depuis le tout début, où les scientifiques sont présents depuis le commencement. Ce fut une vraie collaboration. Mon but était de créer un film qui stimule, qui enthousiasme les gens à propos de la science, de sorte que les gens qui rêvent grâce à la science, en deviennent curieux et en apprennent plus.

Vous avez réussi ?

Je

Dans le film, les héros voyagent à travers des trous de ver. Qu'est-ce qu'un trou de ver, et est-ce vraiment possible de voyager à travers ?

C'est quelque chose dont les lois de la relativité affirment la réalité (NdlR : théoriquement). C'est une connexion entre deux endroits différents de l'espace, une sorte de raccourci, disons. Une ouverture peut être ici, l'autre, très très loin, dans l'espace interstellaire. Une des ouvertures, une des bouches d'entrée ressemble à une sphère, comme une boule de cristal. Quand vous regardez dans cette sphère, vous voyez ce qu'il y a à l'autre entrée. La lumière va dans la sphère d'entrée, voyage à l'intérieur du trou de ver et en sort. L'intérieur du trou de ver n'est pas part de notre Univers, c'est une dimension supérieure. C'est un raccourci dans cette dimension supérieure.

Et pour le voyage ?

La question, c'est de savoir si les trous de ver existent vraiment dans la réalité. Beaucoup de scientifiques travaillent là-dessus depuis longtemps. Moi-même, j'ai commencé dans les années 80. Pour garder le trou de ver ouvert, vous devez avoir une certaine sorte de matière, une matière bizarre, qui repousse la gravitation. On sait que nous pouvons avoir cette matière, mais il apparaît qu'il n'y en aura jamais assez, pour garer le trou de ver ouvert, empêcher le trou de ver de se détruire. Ce qu'on pense, c'est que s'il y avait un trou de ver, il s'effondrerait avant qu'on puisse passer à travers.

Les voyages dans le temps sont-ils possibles ? Vous avez travaillé là-dessus aussi…

C'est la même question. Ma réponse est : probablement pas, mais on n'est pas sûr ! Là, c'est les lois de la physique quantique (la physique à très petite échelle) qui contrôlent la réponse. On ne sait pas encore ou non, si on peut ou pas construire une machine à voyager dans le temps. On ne comprend pas encore assez bien la physique quantique. Mais un jour, on la comprendra, dans la décennie prochaine, ou dans deux, ou trois. Mais pas encore maintenant…

Le dernier graal de la physique

Détection. Plus que le boson de Higgs, la détection d'ondes gravitationnelles était considérée comme un des derniers graals de la physique, permettant d'ouvrir une nouvelle fenêtre sur l'univers et ses phénomènes les plus violents. La première observation de ces ondes, dont Albert Einstein a prédit l'existence dans sa théorie de la relativité générale en 1915, a été rendue public en février 2016. Des scientifiques du Caltech (California Institute of Technology), du MIT et du Ligo (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory) ont entre autres participé à ces travaux.

Les ondes gravitationnelles sont produites par de légères perturbations subies par la trame de l'espace-temps sous l'effet du déplacement d'un objet de grande masse, comme des trous noirs ou des étoiles à neutron. C'est en observant la collision de deux trous noirs et leur fusion que cette détection a été faite, fin 2015. La possibilité d'observer ces ondes, qui sont très faibles à une échelle microscopique, ouvre une nouvelle fenêtre sur des phénomènes astronomiques encore mystérieux, comme l'effondrement gravitationnel d'étoiles massives, la fusion de deux étoiles à neutrons ainsi que sur les phénomènes associés aux trous noirs qui se trouvent souvent au centre des galaxies. La gravité est la principale force de l'Univers et ses effets sur l'espace temps produisent des ondes gravitationnelles qui se diffusent partout dans le cosmos. La capacité de détecter ces ondes devrait permettre d'accéder à une nouvelle dimension d'observation qui jusqu'ici se limitait à la détection de la lumière émise par les différents corps célestes.