PISE (AFP) - Quatre ans après son inauguration, l'observatoire Virgo près de Pise est opérationnel, mais ses concepteurs français et italiens savent désormais qu'il faudra attendre les nouvelles évolutions de cet équipement pour atteindre leur objectif: détecter des ondes gravitationnelles.
Prédites par Albert Einstein mais jamais encore observées, ces déformations de l'espace-temps sont causées par les mouvements violents de corps célestes massifs. Comme une pierre lancée dans un lac va générer des ridules à sa surface, supernovas ou trous noirs vont déformer la texture de l'Univers, créant des ondes qui se déplacent à la vitesse de la lumière.
Installé à Cascina (Italie), à quelques kilomètres de la tour de Pise d'où Galilée effectua ses expériences sur la gravité, Virgo a été édifié pour 150 millions d'euros par le Centre national de la recherche scientifique (CNRS) et l'Institut national de physique nucléaire (INFN) italien.
Depuis la mi-mai, Virgo a commencé ses observations et produit des données d'une qualité comparables à celles des autres instruments existants: les deux observatoires américains Ligo et l'observatoire Geo de Hanovre (Allemagne).
"Cette longue mise au point reflète simplement la complexité de notre détecteur", relève le chercheur Benoît Mours (CNRS). Car si la gravité est la force fondamentale de l'Univers que l'on connaît depuis le plus longtemps, c'est aussi celle que l'on connaît le plus mal, car de loin la moins puissante.
Virgo est formé d'un laser dont le faisceau est divisé en deux et dirigé vers deux tunnels perpendiculaires longs de trois kilomètres.
Par des jeux complexes de miroirs, les deux faisceaux y effectuent un trajet d'une centaine de kilomètres avant de venir se recombiner au centre du détecteur. En situation normale, les deux rayons de lumière s'y annulent.
Le passage d'ondes gravitationnelles doit, prédit la théorie, "étirer" l'un des tunnels et "contracter" le second.
Les deux rayons lasers se retrouveraient légèrement décalés et un peu de lumière parviendrait à s'échapper du détecteur, avec une intensité proportionnelle à la force de l'onde.
Il est demandé à Virgo de mesurer cette dilatation/contraction des deux tunnels avec une précision... du milliardième du diamètre d'un atome !
Pour que la lumière puisse y circuler sans entrave, il doit régner un vide absolu dans les deux tuyaux, d'un diamètre de 1,2 mètre. Virgo est le plus grand tunnel sous vide au monde, affirment ses concepteurs.
Et tous ses instruments doivent être suspendus pour éviter les perturbations du signal liées à l'environnement: passages d'avion, travaux agricoles et surtout bruit de la mer, distante de plusieurs kilomètres... "On voit même sur notre détecteur passer le gardien qui fait sa tournée de surveillance", plaisante Fabien Cavalier (CNRS).
Une bonne partie des quatre dernières années a été consacrée par l'équipe de Virgo à apprendre à éliminer ces bruits parasites omniprésents.
Mais elle lui a aussi appris les limites de son équipement. "On pensait au départ qu'une supernova pouvait dissiper 10% de son énergie sous forme d'ondes gravitationnelles.
Entre-temps, les théoriciens ont refait leurs calculs et c'est peut-être plus proche de 1 pour cent ou 1 pour mille", reconnaît M. Mours.
La campagne actuelle de mesures ne durera donc que quatre mois, avant une première modernisation, d'un coût de 2 M EUR, qui va améliorer la sensibilité de Virgo d'un facteur 2 à 5.
Les chercheurs ne se donnent actuellement qu'une chance sur cent de détecter en un an les ondes gravitationnelles provoquées par des étoiles à neutrons. Les améliorations projetées feront passer cette possibilité à 1 par an, puis à 40 par an dans une seconde étape, à l'horizon 2014.
Par Frédéric GARLAN
