Les gravitons sont au cœur de ce l’on nomme la Théorie du Tout. Ce terme représente un ensemble d’équations censé décrire toutes les forces et particules identifiées dans l’univers.
Dans celui-ci, le graviton est une particule élémentaire correspondant à la force de gravité dite aussi force de l’interaction gravitationnelle ou gravitation.
La gravitation, l’une des quatre interactions ou forces fondamentales qui régissent l’Univers, est l’interaction physique responsable de l’attraction des corps massifs. Elle se manifeste notamment par l’attraction terrestre qui nous retient au sol. Plusieurs manifestations naturelles en découlen: les marées, l’orbite des planètes autour du Soleil, la sphéricité de la plupart des corps célestes. D’une manière plus générale, la structure à grande échelle de l’univers est déterminée par la gravitation.
Les autres forces fondamentales sont l’électromagnétisme (particule photon), la force nucléaire faible (particule gluon), la force nucléaire forte (particule bosons lourds).
Voir https://science.nasa.gov/universe/overview/forces/
Malheureusement l’identification non ambiguë de gravitons individuels n’a pas été possible jusqu’à présent, faute de détecteurs de taille raisonnable https://en.wikipedia.org/wiki/Graviton
Ceci tient à la taille minuscule des interactions du graviton avec la matière.
Pour sa part la physicienne Claudia de Rham dit avoir été séduite par la simplicité apparente du concept de gravité. Ceci la motiva pour l’approfondir, en comprenant mieux la nature des gravitons. La première question posée était de connaitre la masse du graviton. Claudia de Rham n’était pas la première à s’être posée cette question. Mais elle signifie que les gravitons peuvent présenter différentes formes, l’une d’entre elles étant dotée d’énergie négative. Comme ceci paraissait impossible, l’idée de gravitons dotés de masse, dite aussi de gravité massive, fut abandonnée.
Claudia de Rham la reprit et put élaborer une nouvelle définition de la gravité massive qui ne supposait pas de recourir à des gravitons ou particules d’énergie négative. Elle reçut pour cela un prix académique en 2020. Restait à prouver que la gravité pouvait se manifester sous la forme de gravitons.
Même si ces particules existaient et avaient une masse, elles devraient se manifester avec une force extrêmement faible, les rendant pratiquement indétectables.
On évoque souvent la vitesse de la lumière, mais jamais la vitesse de la gravité, vitesses auxquelles se déplacent les désormais célèbres ondes gravitationnelles étudiées à partir de 2015 par les interféromètres du programme LIGO. Ces ondes pourraient produire sous l’influence des gravitons des effets « arc en ciel » dans les très basses fréquences
La technologie permettant de détecter ces effets n’est pas encore disponible. Mais si elle y réussit, ce sera la preuve que les gravitons existent et qu’ils ont une masse.
De plus, cette découverte devrait selon Claudia de Rham permettre de mieux comprendra la mystérieuse énergie noire responsable de l’expansion de l’univers, ainsi que de nombreuses disposition de la Théorie des Cordes, encore actuellement pratiquement inutilisable.
Source
Cet article comporte outre leur traduction, des extraits et adaptations de Falling for gravity Newscientist 20 march 2024, p. 4O
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