L'imageur gravitationnel consiste à utiliser une lentille gravitationnelle pour former une image d'un sujet sur un capteur de lumière, un D.T.C. par exemple, et cela sans aucun autre objectif muni de lentilles ou de miroirs quelconques, mais simplement en intercalant entre la lentille gravitationnelle et le capteur, un dispositif décrit ci-dessous.

Il s'agit donc d'un concept entièrement nouveau. En effet l'imageur gravitationnel possède une particularité qui lui est propre. Les photons de lumière en provenance d'un sujet arrivent directement sur le capteur sans qu'il n'y ait eu aucun contact direct avec de la matière quelle qu'elle soit, sous forme de réfraction, de diffraction, ou de n'importe quelle autre manière.

L'élément principal de l'imageur gravitationnel est une lentille gravitationnelle. Il s'agit donc d'une masse quelconque qui comme toute masse, dévie les photons qui passent dans son champ de gravitation, comme elle le ferait pour n'importe quel objet voyageant à une vitesse proche de celle de la lumière, et cela quelles que soient leurs longueurs d'ondes. Les photons sont déviés de la même façon, qu'il s'agisse de rayons X, de rayons visibles ou d'ondes radios. Une lentille gravitationnelle ne provoque aucune distorsion chromatique, on dit alors qu'elle est achromatique.

Voyons comment se comporte une lentille gravitationnelle et observons pour cela la figure ci-dessus. On y voit une planète et une étoile alignées sur un axe optique, ainsi que des rayons lumineux en provenance d'un point de la planète situé sur l'axe optique. On constate que les rayons qui passent à proximité de l'étoile sont déviés en direction de celle ci et ce de façon d'autant plus marquée qu'ils passent plus près. Ils produisent alors des points de focalisations multiples à partir d'une certaine distance après l'étoile, déterminés par son rayon et par sa masse, (cette distance est d'environ 570 U.A. pour le soleil), qui s'étendent à l'infini.

Si on place un capteur de lumière, D.T.C. par exemple, sur un des points focaux le long de l'axe optique on capterait de la lumière en provenance d'endroits multiples autour du sujet à observer. On n'obtiendrait pas d'image du sujet, tout au plus on aurait une plus grande luminosité en provenance du sujet lorsque celui ci est proche de l'axe optique.

Pour former des points images correspondant chacun à un point unique d'un objet à observer, autrement dit pour former une image nette, une solution consiste à sélectionner un point focal unique. On peut alors y placer un capteur de lumière et réaliser ainsi une imagerie de l'objet à observer.

La figure 2 montre un tel dispositif. Il consiste à placer sur l'axe optique, entre l'étoile et le capteur, un sélecteur de lumière qui se présente sous la forme d'un cache muni d'une découpe circulaire autour de son centre. Ce cache est représenté de face figure 3. Il a pour effet de laisser passer uniquement les rayons de lumière en provenance de l'objet à observer, qui passent à une distance précise de l'étoile, et se focalisent ainsi en un point unique, formant une imagerie de bonne qualité. La lumière en provenance d'autres directions plus éloignées du sujet est arrêtée par un autre cache situé autour du capteur.

La résolution de l'image obtenue est directement proportionnelle au rapport entre la largeur de la découpe et le rayon de la couronne, tandis que la luminosité est directement proportionnelle à la largeur de la découpe de la couronne. (L'ensemble des formules mathématiques déterminant les caractéristiques techniques est reporté à part).

Si on veut obtenir une bonne résolution et une bonne luminosité, il faut donc augmenter le diamètre de la couronne au maximum pour pouvoir maintenir une largeur de découpe de couronne suffisante tout en ayant un bon rapport largeur de découpe sur rayon de couronne. On peut choisir par exemple un rayon de 50 mètres pour une largeur d'un centimètre, le diamètre total serait alors de 120 mètres environ. Un cache de ce diamètre pourrait être réalisé dans une toile que l'on ferait tourner sur elle-même. Cette technologie est déjà opérationnelle ; La masse d'une telle toile serait alors d'environ 100 kilogrammes. D'autres solutions décrites plus loin seraient néanmoins plus intéressantes.

Si on recherche une résolution maximale, une autre solution consisterait à prendre un cache de taille beaucoup plus petite formé dans une feuille de métal ou autre dans laquelle on découperait une couronne de largeur beaucoup plus fine, par exemple un micron pour un rayon d'un mètre. On aurait alors un rapport largeur sur rayon de la couronne d'un million, ce qui serait difficile à réaliser avec une toile. La largeur de la découpe doit cependant rester supérieure à la plus grande longueur d'onde à observer.

La résolution dépend aussi de la masse de l'étoile et de la distance focale, celle ci dépend du choix de l'étoile que l'on utilise comme lentille gravitationnelle.

Pour obtenir un imageur gravitationnel parfait, il faut utiliser comme lentille gravitationnelle une masse qui soit répartie uniformément autour de son centre de gravité. Cette masse peut être une planète ou une étoile. Le soleil peut convenir bien que sa masse ne soit pas tout à fait uniforme (il y a les turbulences solaires), elle s'en rapproche. Si on utilise le soleil comme lentille gravitationnelle il faut tenir compte du champ de gravitation des planètes qui tournent autour. En effet celui ci décroît selon le carré de la distance, et bien qu'il soit faible il n'est jamais totalement nul. Son effet se ressent plus particulièrement lorsqu'une des planètes se trouve devant ou derrière le soleil. Si on utilise une autre étoile, il est recommandé pour des raisons décrites ci dessous d'utiliser une étoile proche, quelques A.L. à quelques centaines d'A.L.

Il y a donc deux solutions principales pour l'imageur gravitationnel :

- la première est d'utiliser le soleil comme lentille gravitationnelle. Elle présente l'avantage de pouvoir explorer n'importe quelle partie du ciel, mais présente une difficulté difficile à résoudre avec les technologies actuelles ; il doit être propulsé à une distance d'au moins 800 U.A., ce qui représente la distance focale minimum utilisable en tenant compte des turbulences solaires. Cette distance est élevée et est difficile à atteindre en un temps raisonnable, bien que je propose une solution pour cela.

- La deuxième solution consiste à utiliser une autre étoile, par exemple l'étoile de Barnard. Dans ce cas on envoie l 'imageur gravitationnel dans une direction perpendiculaire à l'étoile vue de la terre, et cela jusqu'à ce qu'il soit sur l'axe optique formé par le sujet et l'étoile. Cette distance n'est pas forcément importante et dépend d'une part de l'angle formé par le sujet et l'étoile, et d'autre part de la distance de l'étoile, comme le montrent les formules. La distance focale est alors environ la même que la distance entre la terre et l'étoile. Cette solution semble assez facilement réalisable avec les techniques actuelles à condition de se limiter à une portion restreinte de l'espace autour de l'étoile. Ce sera probablement la solution retenue pour l'utilisation de l'imageur gravitationnel dans un avenir proche.

Dans tous les cas l'imageur gravitationnel est envoyé dans l'espace pour observer un endroit précis qu'il est recommandé de choisir judicieusement au préalable (je propose pour cela le projet éclipse), ce qui en fait un moyen d'observation complémentaire à nos méthodes d'observations actuelles.

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