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Le télescope Einstein proposé pour la feuille de route du ESFRI
La proposition d'inclure le télescope Einstein, un observatoire pionnier des ondes gravitationnelles de troisième génération, dans la mise à jour 2021 de la feuille de route du Forum Stratégique Européen pour les Infrastructures de Recherche (ESFRI) a été soumise.
La feuille de route de l'ESFRI décrit les futures grandes infrastructures de recherche en Europe. Le télescope Einstein est le projet le plus ambitieux pour un futur observatoire terrestre des ondes gravitationnelles. Les étonnantes réalisations scientifiques d'Advanced Virgo (en Europe) et d'Advanced LIGO (aux États-Unis) au cours des cinq dernières années ont ouvert l'ère de l'astronomie des ondes gravitationnelles. L'aventure a commencé avec la première détection directe des ondes gravitationnelles en septembre 2015 et s'est poursuivie en août 2017 lorsque Advanced Virgo et Advanced LIGO ont observé les ondes gravitationnelles émises par deux étoiles à neutrons en fusion. Simultanément, des signaux de cet événement ont été observés avec divers télescopes électromagnétiques (au sol et dans l'espace) sur toute la gamme des longueurs d'onde observables, des ondes radio aux rayons gamma. Cela a marqué le début de l'ère de l'astronomie multi-messagers avec les ondes gravitationnelles.
La récente observation par Advanced Virgo et Advanced LIGO de la fusion de deux trous noirs stellaires pour en créer un 142 fois plus massif que le Soleil (appelé trou noir de masse intermédiaire) a démontré l'existence de ces objets jusqu'alors inconnus dans notre Univers.
Pour exploiter pleinement le potentiel de cette nouvelle discipline, une nouvelle génération d'observatoires est nécessaire. Le télescope Einstein permettra aux scientifiques de détecter toute coalescence de deux trous noirs de masse intermédiaire dans l'ensemble de l'Univers et contribuera ainsi à la compréhension de son évolution. Cela permettra de jeter une nouvelle lumière sur l'Univers sombre et de clarifier les rôles de l'énergie sombre et de la matière noire dans la structure du cosmos. Le télescope Einstein explorera en détail la physique des trous noirs. Ce sont des corps célestes extrêmes qui sont prévus par la théorie de la relativité générale d'Albert Einstein, mais ce sont aussi des endroits où cette théorie peut échouer en raison du champ gravitationnel extrêmement fort. Le télescope Einstein détectera des milliers de coalescences d'étoiles à neutrons par an, améliorant ainsi notre compréhension du comportement de la matière dans des conditions de densité et de pression aussi extrêmes que celles qui ne peuvent être produites dans aucun laboratoire. En outre, nous aurons la possibilité d'explorer la physique nucléaire qui contrôle les explosions de supernovae des étoiles.
Ces objectifs scientifiques ambitieux nécessitent un nouvel observatoire capable d'observer les ondes gravitationnelles avec une sensibilité supérieure d'au moins un ordre de grandeur à celle des détecteurs actuels (la soi-disant 2ème génération). Le télescope Einstein sera situé dans une nouvelle infrastructure et utilisera des technologies considérablement améliorées par rapport aux technologies actuelles. La conception du télescope Einstein a été soutenue par une subvention de la Commission européenne. Un consortium de pays européens, d'institutions de recherche et d'universités européennes a officiellement soumis une proposition pour la réalisation d'une telle infrastructure avec le soutien politique de cinq pays européens, la Belgique, la Pologne, l'Espagne et les Pays-Bas, avec l'Italie en tête. L'Observatoire gravitationnel européen (OGE) en Italie constitue son siège transitoire. Le collaboration rassemble environ 40 institutions de recherche et universités dans plusieurs pays européens, dont également la France, l'Allemagne, la Hongrie, la Norvège, la Suisse et le Royaume-Uni. On espère qu'un projet complémentaire aux États-Unis, Cosmic Explorer, suivra.
Deux sites pour la réalisation de l'infrastructure du télescope sont actuellement en cours d'évaluation : l'Euregio Meuse-Rhin, aux frontières de la Belgique, de l'Allemagne et des Pays-Bas, et la Sardaigne, en Italie. Ces sites sont à l'étude et une décision sur la future localisation du télescope Einstein sera prise dans les 5 prochaines années.
L'Université de Genève joue un rôle de premier plan dans cet effort, grâce au rôle du prof. Michele Maggiore, au Département de Physique Théorique, en tant que responsable du dossier scientifique du télescope Einstein.
Contacts :15 septembre 2020
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