A-t-on trouvé la trace d’un univers parallèle?

L’étude d’un cosmologue de l’Institut californien de technologie (CalTech) vient éclairer une question qui provoque de nombreux débats chez les scientifiques spécialistes de la question : a-t-on découvert un indice de l’existence d’univers parallèles sur des cartes d’une lumière qui remonterait à l’origine de l’univers ?

Pour mieux comprendre, il est nécessaire d’expliciter certains concepts.

 

Mais enfin, c’est quoi, un univers parallèle ?

 

En fonction des types de théories, les autres univers peuvent avoir des configurations très différentes.

On imagine notamment des univers où les lois de la physique sont totalement différentes du nôtre. Où il y aurait différentes quantités d’énergie sombre, de matière sombre, où la vitesse de la lumière ne serait pas la même, où la gravitation ne serait pas assez forte pour permettre aux étoiles (et aux planètes) de se former…

Des mondes nés de constructions mathématiques qui nous seraient étrangères, ou encore, des mondes ressemblant de très près au nôtre, mais avec de subtiles différences.

La science-fiction a souvent décrit des univers où la même personne aurait eu un autre destin, comme si Einstein avait poursuivi une carrière de violoniste au lieu de devenir physicien… Mais si l’on embrasse totalement le concept, et s’il y a vraiment une infinité d’univers dans le multivers, tout devient envisageable.

 

Quelle « preuve » a-t-on découverte ?

 

La théorie du Big Bang veut que la naissance de notre univers ait laissé des traces encore observables aujourd’hui, un « rayonnement fossile » que l’on pourrait détecter.

Pour les physiciens, ce rayonnement correspondrait au « fond diffus cosmologique » (ou cosmic microwave background, CMB), un rayonnement dans la gamme des micro-ondes que des satellites ont pu cartographier ces dernières années. C’est notamment le cas du satellite européen Planck, qui en a dressé une carte d’une précision inégalée.

En comparant cette carte avec d’autres images du ciel nocturne prises par le même satellite, le cosmologiste Ranga-Ram Chary, de CalTech, y aurait trouvé des zones d’émissions lumineuses qui pourraient résulter de « chocs » entre notre univers et d’autres. Reste qu’il ne s’agit là que d’une interprétation, et qu’il pourrait y avoir d’autres explications.

Le Dr Chary espère que de futurs instruments spatiaux (notamment le projet PIXIE, destiné à étudier les traces de la phase d’inflation de l’univers), apporteront de l’eau à son moulin. En attendant, le multivers et ses « univers parallèles » restent des concepts théoriques…

La science des univers parallèles en quatre points 

 

S’ils ont été le thème de nombreux romans de science-fiction, les univers parallèles, ou univers multiples, n’en demeurent pas moins un sujet très sérieux pris en considération par les théoriciens. Un thème de recherche discuté, contesté, argumenté, et qui touche à des théories complexes.

Pour ses opposants, le « multivers » n’est qu’une « explication pratique » pour tout ce que l’on n’arrive pas encore à expliquer avec les théories actuelles. Ce qui n’empêche pas ses partisans d’élaborer des explications en phase avec notre connaissance des mécanismes qui régissent notre propre univers.

Des portes d’entrée vers de possibles autres univers se cacheraient donc dans les théories actuelles, très bien décrites par les travaux de Max Tegmark, cosmologiste au Massachussets Institute of Technology, l’un des partisans de l’existence du multivers :

1.  Et si l’univers était vraiment infini ?

Parmi les modèles possibles de l’univers, on pourrait aussi imaginer que celui-ci soit vraiment infini. Si c’était le cas, alors tous les mondes imaginables se retrouveraient à l’intérieur, et les « univers parallèles » existeraient bien, mais au-delà de « l’horizon cosmologique » qui représente la distance à partir de laquelle nous n’avons aucune possibilité de jamais observer ce qui se passe.

Pour avoir un ordre de grandeur, aujourd’hui, nous pouvons observer jusqu’à 42 milliards d’années-lumière, ce qui représente la distance que la lumière a pu parcourir depuis le Big Bang, il y a 13,8 milliards d’années.

Dans ce modèle, on peut très bien concevoir des observateurs ayant chacun son « horizon », mais ceux-ci seraient tellement éloignés qu’ils n’auraient aucune chance de jamais s’observer ou interagir de quelque manière que ce soit. De vrais univers parallèles.

2. Une inflation, des inflations ?

Selon ce que nous savons aujourd’hui, peu de temps après le Big Bang et bien avant la formation des premières étoiles et galaxies, l’univers aurait connu une phase d’expansion accélérée, que l’on nomme « inflation » (un peu comme si l’univers était une sorte de super-ballon et que l’on demande à Chuck Norris de souffler dedans).

Pour certains scientifiques, l’inflation ne se serait pas arrêtée partout en même temps . Il y aurait donc ici et là des sortes de « bulles », chacune correspondant à un univers. Le nôtre aurait été créé par une zone de cette inflation, mais d’autres auraient eu des durées différentes, et peut-être a-t-elle encore lieu en certains endroits. Il s’agit là de la théorie de « l’inflation multiple » ou « inflation éternelle ».

On pourrait alors imaginer le multivers comme une sorte de fromage de gruyère géant, les trous, qui se formeraient en permanence, correspondant à différents univers, où d’ailleurs les lois de la physique ne seraient pas forcément les mêmes…

  1. Les particules dans tous leurs états

La physique quantique est plus difficile à appréhender que la physique classique, car elle est basée non pas sur une réalité simple, mais sur des probabilités. Ainsi, par exemple, si vous voulez mesurer la vitesse et la position d’un électron autour d’un noyau atomique, il vous faudra choisir : soit vous connaîtrez sa vitesse, soit sa position, mais pas les deux en même temps. Pourtant, nous vivons dans un monde ou les objets sont bien réels, et pas des probabilités d’objets. Le monde quantique se limite donc à l’infiniment petit…

Depuis de nombreuses années, les physiciens se sont attelés à une véritable quête du Graal théorique afin de réconcilier relativité et mécanique quantique, ce que l’on nomme « théorie de la grande unification ». Des réponses possibles ont été fournies, notamment la théorie des cordes, mais nous y reviendrons. Pour l’instant, restons dans le domaine quantique, celui des particules.

Pour les tenants des univers multiples, l’incertitude présente à l’échelle quantique serait justement une démonstration de leur existence. Pour chaque état quantique, on obtiendrait un univers différent. Dans la fameuse expérience du « chat de Schrödinger », qui met en scène un matou théorique enfermé dans une boîte avec un système mortel régi par les probabilités quantiques, on considère que tant que la boîte n’a pas été ouverte, le chat à l’intérieur n’est ni mort ni vivant, mais dans une superposition de ces deux états. En introduisant le concept d’univers différents, il y aurait donc un univers où le chat serait vivant, et un autre ou le chat serait mort…

Une autre théorie voudrait que les phénomènes quantiques soient causés par l’interaction entre différents univers : des physiciens ont par exemple calculé que la rencontre de 41 « univers » était nécessaire pour expliquer le fait que la lumière puisse être à la fois une onde et une particule.

  1. Les dimensions des cordes

Encore du domaine de la physique de pointe, la théorie des supercordes (ou plus exactement, LES théories, car il y en a plusieurs) est une tentative d’unifier la relativité, qui décrit fort bien les phénomènes de l’univers à notre échelle, et la mécanique quantique, qui, elle, explique ce qui se passe à l’échelle subatomique.

Sans entrer dans les détails, les théories des supercordes impliquent que les particules élémentaires soient issues de la vibration de « cordes » extrêmement petites, ainsi que l’existence d’autres dimensions spatiales en plus des trois que nous connaissons déjà.

Les équations mathématiques qui définissent les théories des cordes ont beaucoup plus de solutions que l’on en aurait besoin, autant que de « formes » possibles pour les cordes en question.

Aujourd’hui, certains pensent que chacune de ces solutions décrirait en fait un univers différent, le nôtre n’étant que l’une des solutions possibles à ces équations, et il y en aurait des milliards de milliards (plus précisément, de l’ordre de grandeur de dix à la puissance 500).

Jean-Paul Fritz, Le Nouvel Obs, Le Plus, 01.11.2015.
http://leplus.nouvelobs.com/contribution/1443715-a-t-on-trouve-la-trace-d-un-univers-parallele-4-portes-d-entree-vers-des-mondes-multiples.html

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