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La valse des neutrons

Des étoiles appuient la théorie d'Einstein

Au début du XXe siècle, la théorie générale de la relativité d'Albert Einstein a changé les perceptions fondamentales de l'espace et du temps. Dans les décennies qui ont suivi, les scientifiques ont essayé de tester cette théorie par divers moyens, mais ils se heurtaient toujours au même problème : l'incapacité de reproduire en laboratoire les forces gravitationnelles extrêmes.

En 1974, la découverte d'un pulsar binaire (une paire d'étoiles à neutrons qui tournent l'une autour de l'autre) a offert des conditions uniques pour éprouver plus à fond la théorie de la relativité.

« Le double pulsar a une caractéristique fascinante que nous avons eu la chance de détecter : l'une des étoiles éclipse l'autre pendant la rotation orbitale, explique l'astrophysicienne de l'Université McGill, Victoria Kaspi. La position de notre planète est idéale pour observer ce phénomène. »

Mme Kaspi a récemment contribué de façon significative à la validation de la théorie de la relativité lorsque son équipe a pris, à l'aide d'un radiotélescope et de puissants processeurs, des mesures détaillées qui devaient confirmer ou infirmer l'hypothèse d'Einstein. Elle avait alors recruté un étudiant au doctorat, René Breton, pour relever ce défi. Les deux chercheurs ont réussi à établir une correspondance entre le comportement orbital des deux étoiles à neutrons et le comportement que prédit la théorie d'Einstein.

La découverte de Mme Kaspi et de son étudiant a fait la manchette dans le monde entier et représenté une autre réalisation dans la remarquable carrière de cette astrophysicienne qui s'intéresse principalement aux étoiles à neutrons. Elle lui a aussi valu le Prix John-C.-Polanyi du CRSNG, qui rend hommage à un chercheur ou à une équipe de chercheurs dont les travaux réalisés au Canada sont à l'origine d'une percée remarquable récente dans le domaine des sciences naturelles ou du génie.

Pour Mme Kaspi, l'avantage d'étudier ces objets éloignés incroyablement denses est clair : mieux comprendre les lois physiques fondamentales qui régissent l'Univers. « Nous ne pouvons prévoir ce que feront les futures générations avec les nouvelles connaissances sur la matière dense et la gravité, tout comme il était impossible de prédire au XXe siècle que la découverte de l'électromagnétisme mènerait à l'invention des téléphones cellulaires. »

L'équipe de Mme Kaspi a aussi découvert l'étoile à neutrons qui a la rotation la plus rapide jamais détectée. Les étoiles à neutrons sont les débris d'une supernova qui a explosé. Elles sont plus massives que le Soleil, mais leur diamètre ne mesure parfois que 20 kilomètres. Ces caractéristiques uniques offrent des possibilités d'explorer la nature propre de la matière. Cette découverte d'un objet qu'il était auparavant impossible de détecter nous incite à penser qu'il existe probablement des étoiles à neutrons qui tournent encore plus vite.

Grâce à une autre étude révolutionnaire, l'équipe de Mme Kaspi a trouvé le lien manquant entre les pulsars et les magnétars (un autre type d'étoile à neutrons caractérisé par un champ magnétique ultrapuissant). Cette découverte a clarifié le lien mal compris entre ces parents distants.

« Le fait d'avoir reçu le Prix Polanyi me donne accès à des ressources supplémentaires pour acheter une plus grande capacité de traitement, ce qui est essentiel à l'interprétation de grandes quantités de données. En outre, ces ressources me permettront de continuer d'attirer des étudiants diplômés brillants et travailleurs. J'ai été très chanceuse jusqu'à maintenant », d'ajouter Mme Kaspi.

La volonté de faire participer davantage de chercheurs à ses travaux se manifeste aussi à l'extérieur du campus universitaire. En effet, Mme Kaspi a recours à ses talents de communicatrice pour convaincre les jeunes gens de s'orienter vers les sciences. En outre, elle participe souvent et avec enthousiasme à des émissions scientifiques présentées à la télévision et à la radio pour expliquer les principes de l'astronomie et de la physique au grand public.

« Les enfants auxquels je m'adresse posent toutes sortes de questions au sujet de l'Univers et de son fonctionnement. Même si ces questions peuvent paraître "bizarres", il vaut amplement la peine d'envisager les réponses, car elles pourraient un jour changer la destinée de l'humanité », conclut Mme Kaspi.