Les astronomes ont capturé le signal d’onde gravitationnelle produit par la plus forte collision de trous noirs de l’histoire grâce à l’Observatoire américain des ondes gravitationnelles à interféromètre laser (LIGO). Cette découverte fournit à ce jour la preuve observationnelle la plus solide pour vérifier la théorie de la relativité générale d’Einstein et la théorie du trou noir de Hawking.

Cet événement d’onde gravitationnelle s’est produit au plus profond de l’univers lointain, lorsque deux trous noirs d’une masse 33,6 et 32,2 fois celle du Soleil ont fusionné en spirale. En janvier 2025, deux détecteurs LIGO situés en Louisiane et dans l’État de Washington aux États-Unis ont enregistré conjointement ce signal au rapport signal/bruit extrêmement élevé. Grâce à une sensibilité multipliée par trois ces dernières années, LIGO a clairement capturé des détails auparavant difficiles à observer.

Le nouveau trou noir fusionné subit un bref phénomène de « sonnerie » avec une fréquence de 247 cycles par seconde et dure environ 10 millisecondes. En analysant les principales oscillations et harmoniques de l'oscillation de l'anneau, les chercheurs ont vérifié la prédiction de la relativité générale selon laquelle les trous noirs sont déterminés par seulement deux paramètres : la masse et le spin, et ont confirmé que leur fréquence et leur taux de désintégration sont mathématiquement liés.

L'analyse montre que la superficie de l'horizon des événements du trou noir fusionné a augmenté jusqu'à environ 400 000 kilomètres carrés. Bien que la masse totale du système ait été réduite en raison du rayonnement des ondes gravitationnelles, la zone de l'horizon des événements est toujours plus grande que la somme des zones des deux trous noirs d'origine, vérifiant directement le théorème de Hawking selon lequel « la surface d'un trou noir ne rétrécit jamais ».

Bien que l’analyse tente d’éviter d’introduire un biais de présupposition théorique, les chercheurs soulignent que d’autres tests indépendants du modèle sont nécessaires. À l'avenir, à mesure que la sensibilité de LIGO continue de s'améliorer, les scientifiques devraient détecter davantage de modes de vibration, testant ainsi plus précisément la relativité générale et explorant même son champ d'application.