Alessandra Buonanno et Thibault Damour

Le 14 septembre 2015, à l’observatoire d’ondes gravitationnelles LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) aux États-Unis, des ondes gravitationnelles ont été détectées pour la première fois, près d’un siècle après les prédictions faites par Albert Einstein. Elles se forment lorsque des événements cosmiques libèrent une énergie considérable, par exemple suite à la fusion de trous noirs. Cette découverte permet de mieux comprendre la gravitation. Alessandra Buonanno et Thibault Damour ont reçu le prix Balzan car ils ont largement contribué à cette « découverte du siècle » par le biais de leurs travaux de recherche.

Alessandra Buonanno (née en 1968) est une physicienne italo-américaine et, depuis 2014, directrice à l’Institut Max Planck de physique gravitationnelle (Institut Albert Einstein) à Potsdam, où elle est responsable du département Théorie de la relativité astrophysique et cosmologique. Depuis 2005, elle est professeure à l’Université du Maryland, College Park. Thibault Damour (né en 1951) est professeur de physique théorique à l’Institut des Hautes Études Scientifiques (IHES) en France.

Le prix Balzan 2021 a été décerné à ces deux scientifiques « pour le rôle déterminant qu’ils ont joué dans la prédiction des signaux des ondes gravitationnelles produits lorsque des objets compacts comme des étoiles à neutrons et des trous noirs se rapprochent en décrivant une spirale et finissent par fusionner ». En 1999, ils ont développé ensemble l’« approche effective à un corps », qui permet de calculer le mouvement orbital et le rayonnement gravitationnel de systèmes binaires de trous noirs qui coalescent. Celle-ci s’est révélée d’une grande importance pour aider les détecteurs d’ondes gravitationnelles LIGO et Virgo à analyser et à traiter les données.

Ce que les chercheuses et chercheurs primés transmettent à la relève

Entretien d’Astrid Tomczak-Plewka avec Alessandra Buonanno

Alessandra Buonanno, vous vous intéressez aux trous noirs, aux ondes gravitationnelles, à l’univers. Comment expliqueriez-vous à un·e enfant les sujets de vos recherches ?

Les ondes gravitationnelles sont des messagères astronomiques provenant de l’univers sombre et profond. Elles résultent de l’accélération d’objets astrophysiques, par exemple lorsque deux trous noirs se rapprochent en décrivant une spirale. Les ondes gravitationnelles se propagent à la vitesse de la lumière en direction de la Terre, d’où nous pouvons alors les mesurer. Les ondes gravitationnelles sont les empreintes digitales de la source qui les a produites. Par exemple, en les observant, on peut déterminer la taille (masse) et la forme (rotation interne) des trous noirs et des étoiles à neutrons ainsi que la distance qui les sépare de la Terre. Les ondes gravitationnelles offrent donc une nouvelle façon d’explorer l’univers, et pas seulement grâce à la lumière, comme cela a été le cas au cours des 400 dernières années. Nous avons donc un nouvel instrument entre les mains.

Que signifie pour vous l’attribution du Prix Balzan ?

Je suis bien sûr ravie et très honorée. Je tiens à souligner que le travail récompensé par ce prix est une œuvre collective de chercheuses et chercheurs de tous âges, je suis donc également très heureuse qu’une partie de la dotation soit utilisée pour soutenir les jeunes chercheuses et chercheurs.

Quels conseils donneriez-vous à la jeune génération de chercheuses et chercheurs qui souhaitent suivre vos traces ?

La passion et la curiosité sont des qualités essentielles pour ce travail. La recherche peut s’avérer extrêmement exigeante, mais si l’on s’arme de ces qualités, on est paré pour la mener à bien. Les modèles et les mentor·e·s sont aussi très importants.

Vous travaillez dans un domaine qui est, ou du moins qui a été, dominé par les hommes. En tant que femme, avez-vous dû relever des défis particuliers ?

J’ai eu la chance de grandir dans un environnement qui ne m’a pas empêché de suivre mes passions et ma curiosité ou de faire carrière dans le domaine scientifique. Il est important pour la jeune génération, et en particulier pour les jeunes femmes, que les obstacles sociaux et culturels qui les empêchent d’entamer et de poursuivre une carrière scientifique soient levés. La diversité enrichit la science.