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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
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
Les effets des ondes gravitationnelles ne sont perceptibles que dans des conditions extrêmes de densite et de vitesse.
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 supermassifshistoire de la formation des galaxies
Horizon: 1ere Generation
NS-NS: ~15-20 Mpc (1 ev / siecle)
Horizon: 2ieme Generation ~2015NS-NS: ~200 Mpc (6 ev / an)
Etoiles à neutrons
rotation
- intérieur des étoiles à neutrons- vitesse maximale- propriétés physique: vitesse, champs magnétique- glitches des pulsars (?)
oscillations
accrétion de matière
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
GRBs
CMB
IR
Radio
-ray
x-ray
GW sky??