(Tiré du livre du physicien Brian GREENE : « La magie du cosmos »)
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(G) – PETIT PENSE-BÊTE (suite)
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– UNIVERS ou MULTIVERS ?
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Il y a un monde fascinant dans lequel il apparaît que notre perception de l’univers est fausse.
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Brian GREENE nous emmène dans un voyage qui bouscule les lois de l’expérience humaine.
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Pourquoi ne voit-on jamais les évènements se dérouler à l’envers ?
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Selon les lois de la physique, c’est pourtant tout à fait possible.
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Cet autre monde transparaît quand on explore les phénomènes les plus extrêmes du cosmos, des trous noirs au big bang ou au coeur même de la matière.
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Ici, le vide est le siège d’une activité intense.
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Le monde en 3 dimensions n’est peut-être qu’une illusion. Et il n’y a pas de distinction entre passé, présent et futur.
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– Mais comment est-ce possible ?
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– Comment pouvons-nous nous tromper à ce point sur quelque chose de si familier ?
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C’est une perspective révolutionnaire qui ouvre les portes à une multitude de possibles.
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– Et si de nouveaux univers naissaient constamment ?
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Dans ce scénario, le BIG-BANG n’est pas un évènement unique.
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– Et si notre univers était constitué de nombreuses réalités parallèles ?
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Nous avons tous un double quelque part.
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PARIS, par exemple, est une ville réputée sans égale.
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Comptant 2 258 000 habitants, elle abrite d’innombrables bâtiments, structures et monuments.
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Des édifices uniques ; du moins, le croit-on.
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L’unicité est une idée si familière qu’il ne nous vient même pas à l’esprit de la mettre en doute.
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L’expérience nous apprend que les gens et les objets sont uniques. Autrement, quel intérêt y aurait-il à visiter des musées et à collectionner des chef-d’oeuvres ?
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Mais pourtant, une nouvelle vision du cosmos se dessine.
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Une vision dans laquelle rien n’est unique.
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Cela ne veut pas dire que les tableaux de maîtres sont des copies.
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En fait, il est question d’une chose bien plus profonde : une nouvelle vision du cosmos qui remet en cause la notion même d’unicité et dans laquelle les doubles sont inévitables.
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Et on peut aller plus loin encore ; il existe peut-être des doubles non seulement des objets mais aussi de chacun d’entre nous, de tout le monde.
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– Mais si cette vision est exacte, où se trouvent ces doubles ?
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– Et pourquoi ne les a-t-on jamais vus ?
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La réponse se trouve peut-être en-dehors de notre univers.
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– LA REPONSE :
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A l’origine, le mot « univers » désignait l’ensemble de tout ce qui existe.
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Hier encore, la notion d’univers multiples – le fait qu’il puisse y avoir plus d’un tout -, semblait impossible.
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– Mais si on pouvait aller au-delà de notre système solaire ? Au-delà de la voie lactée ? Et même au-delà de galaxies distantes, par delà les limites de l’univers observable, peut-être constaterait-on que c’est faux.
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Peut-être découvrirait-on que notre univers n’est pas unique.
Qu’il en existe d’autres.
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En fait, peut-être que de nouveaux univers se forment à tous moments.
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Peut-être sommes nous plongés dans un océan en expansion où les univers se multiplient : UN MULTIVERS.
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Si on pouvait visiter ces autres univers, on s’apercevrait sans doute que certains possèdent des unités de base qui nous sont si étrangères que la matière telle qu’on la connaît ne pourrait y exister.
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D’autres pourraient comporter des galaxies, des étoiles, voire une planète en apparence familière mais avec des différences notables.
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Si le MULTIVERS recelle un nombre infini d’univers, il existe forcément quelque part, un monde presque semblable au nôtre, à quelques détails près.
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On peut, par exemple, imaginer qu’un autre soi-même y ait choisi une autre voie.
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Si le MULTIVERS est réellement infini, ça ouvre tout un tas de possibilités qu’on a du mal à imaginer.
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Quelque part ailleurs, il y a des « doubles » qui ont la même tête que nous, qui pensent et agissent comme nous.
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Et puis, il y a des « nous-mêmes » presque pareils ; qui pensent et agissent presque comme nous.
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– Est-ce de la science ? De la métaphysique ? De la philosophie ? De la religion ?
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Les physiciens ont tendance à ne pas se poser ces questions.
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Ils se contentent de suivre la logique et c’est là, c’est vers le concept de MULTIVERS, que la logique des physiciens semble mener.
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Aussi étrange et troublant que puisse paraître le concept de MULTIVERS, un nombre croissant de chercheurs pense qu’il pourrait constituer la dernière étape d’une longue série de bouleversements majeurs de notre vision du cosmos.
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A une époque, on pensait que la terre était au centre du cosmos et que tous les autres astres tournaient autour de nous.
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Puis vinrent des savants comme GALILEE et COPERNIC qui montrèrent que c’est le soleil et non la Terre qui est au centre de notre système solaire.
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Et notre système solaire, ce n’est qu’une petite région, à la périphérie d’une gigantesque galaxy.
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Et notre galaxy, c’est l’une des centaines de milliards de galaxies qui composent notre univers.
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Voyez-vous, toutes ces idées semblaient extravagantes quand elles ont été émises.
Alors qu’aujourd’hui on ne les remet plus en question.
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Peut-être en est-il de même du concept de MULTIVERS.
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Peut-être faut-il simplement faire évoluer notre perception du cosmos.
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D’un autre côté, certains scientifiques pensent que le MULTIVERS n’est qu’une impasse pour la physique.
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Certains scientifiques (comme Andréas ALBRECHT, par exemple) sont très mal à l’aise avec le MULTIVERS. Ils pensent que cette idée doit encore beaucoup mûrir avant de devenir concrète.
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D’autres physiciens (comme Alan GUTH) pensent que « s’il faut parier » le MULTIVERS est plutôt gagnant, et qu’il y a de bonnes chances que le MULTIVERS soit réel. Que, dans 100 ans, les gens en soient convaincus.
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– D’où nous est donc venue cette idée de MULTIVERS ?
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– DE QUELLES PREUVES DISPOSE-T-ON DE L’EXISTENCE D’UN MULTIVERS ?
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Plusieurs découvertes laissent à penser que nous ferions véritablement partie d’un MULTIVERS.
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(H) PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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I – ALAN GUTH et HENRY TYE
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OU : LA THEORIE DE L’INFLATION
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La première des découvertes est : LA THEORIE DE L’INFLATION d’Alan GUTH.
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Cette première découverte est relative à la théorie communément admise des origines de notre univers : le BIG-BANG.
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C’est un physicien du nom d’Alan GUTH qui, un peu par hasard, a contribué à poser les bases de ce concept.
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Selon la théorie du BIG BANG, notre univers se serait formé il y a environ 14 milliards d’années, sous l’effet d’une immense explosion.
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Au fil des milliards d’années, l’univers s’est ensuite refroidi.
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La matière s’est condensée et a donné naissance aux étoiles, aux planètes et aux galaxies.
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Suite à cette explosion initiale, l’univers continue aujourd’hui à s’étendre.
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– Mais si on pouvait remonter le cours de l’histoire jusqu’au commencement de l’univers, on découvrirait que la théorie du BIG-BANG ne nous dit rien de ce fameux BANG initial qui a expulsé la matière dans toutes les directions.
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On appelle ça « la théorie du BIG-BANG » mais (selon Alan GUTH), ça ne nous dit rien sur le BANG lui-même, sur ce qui a pu faire BANG, ni pourquoi, ni ce qu’il y avait avant.
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– Qu’est-ce qui a alimenté cette violente explosion ?
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– Quelle est la force qui a dispersé la matière ?
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C’est en cherchant les réponses à ces questions, que les scientifiques se sont trouvés confrontés à l’idée d’un MULTIVERS.
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Et c’est le physicien Alan GUTH qui, un peu par hasard, a contribué à poser les bases de ce concept.
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Aujourd’hui, Alan GUTH enseigne au MIT Department of physics.
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Mais, en 1979, ce jeune chercheur et son collègue, Henry TYE, avaient formulé une nouvelle hypothèse sur la façon dont s’étaient formées les particules aux premiers instants de l’univers.
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Henry TYE s’est demandé si ce nouveau processus auquel lui-même et Alan GUTH pensaient, pouvait avoir une influence sur l’expansion de l’univers.
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Les 2 hommes n’avaient pas pour objectif d’étudier le taux d’expansion de l’univers dans les premiers instants après le BIG-BANG.
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Mais la question d’Henry TYE amène Alan GUTH à revoir une nouvelle fois leurs calculs.
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Au fil des heures, Alan GUTH découvre quelque chose d’extraordinaire dans les équations, décrivant comment de nouvelles particules se seraient formées au début de l’univers.
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Alan GUTH en est arrivé à la conclusion que sa théorie allait avoir une incidence considérable sur le taux d’expansion de l’univers.
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Le processus qu’il décrivait aurait plongé l’univers dans une période d’expansion exponentielle fulgurante.
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D’après les calculs d’Alan GUTH, il est possible que, dans l’environnement extrême des tout débuts de l’univers, la gravité se soit exercée en sens inverse.
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Au lieu de rapprocher les particules, cette gravité répulsive aurait repoussé la matière environnante, engendrant une expansion phénoménale.
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Selon Alan GUTH, il s’agit d’une découverte capitale. Il a compris à quel point cela pouvait être important.
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En découvrant cette gravité répulsive, Alan GUTH a involontairement apporté une lumière nouvelle sur les premiers instants du BIG-BANG.
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En termes mathématiques, cette force est si puissante, qu’elle peut transformer une portion d’espace aussi infime qu’une molécule, en un objet de la taille de la voie lactée en moins d’un milliardième de milliardième de milliardième de battement de cils.
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Après cette poussée extrêmement brève, l’espace aurait connu une phase d’expansion plus lente et se serait refroidi, permettant aux étoiles et aux galaxies de se former comme dans le modèle standard du BIG-BANG.
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Alan GUTH donne à cette courte phase d’expansion, le nom : d’INFLATION.
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Alan GUTH pense avoir découvert ce qui a provoqué l’expansion de l’univers.
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La répulsion gravitationnelle intense de l’INFLATION, c’est justement le BANG du BIG-BANG.
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Alan GUTH s’est donc déplacé partout pour donner des conférences.
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L’idée d’Alan GUTH a connu un succès immédiat. Les salles de conférence étaient bondées. Il y avait des gens de tous les domaines de la physique.
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Si la théàrie de l’INFLATION suscite un tel attrait, c’est en partie parce que ses prédictions peuvent être vérifiées par l’observation.
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Si la théorie de l’INFLATION d’Alan GUTH est valide, le ciel nocturne devrait fournir aux scientifiques des preuves.
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Imaginons qu’on puisse éteindre le soleil et enlever toutes les étoiles.
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Si nos yeux étaient capables de détecter l’énergie restante, nous verrions une gigantesque lueur rouge embraser le ciel.
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Ce rayonnement est ce qu’on appelle : le fond diffus cosmologique.
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Le fond diffus cosmologique est le dernier vestige de l’intense chaleur produite par le BIG-BANG lui-même.
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Or, si l’on en croit la théorie de l’INFLATION, la violente expansion de l’espace, pendant l’INFLATION, a dû laisser une empreinte dans ce rayonnement : comme l’image d’un schéma de variations de températures avec des points légèrement plus chauds et d’autres légèrement plus froids.
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Mais il faudra encore une dizaine d’années avant que la technologie ne soit capable de tester la validité de cette prédiction.
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– L’EXPERIENCE :
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En 1989, la NASA lance le satellite COBE, suivi par le satellite WMAP en 2001.
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2 missions qui vont mettre la théorie inflationnaire d’Alan GUTH à l’épreuve.
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Les instruments mesurent le rayonnement avec une précision remarquable. Les résultats sont stupéfiants.
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Les variations de températures observées dans l’espace correspondent presque exactement aux prédictions de la théorie.
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WMAP a mesuré ce que les mathématiciens avaient prédit, et ça : c’est très convainquant.
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Le travail d’Alan GUTH, de même que celui d’autres physiciens, est salué comme un nouveau jalon sur la voie de la compréhension des origines de l’univers.
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(I) PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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– ALEX VILENKIN et ANDREÏ LINDE
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OU : le concept d’INFLATION ETERNELLE – qui a pour corollaire : LE MULTIVERS
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Mais bientôt, 2 physiciens russes : Alex VILENKIN et Andreï LINDE, découvrent que les équations de l’INFLATION recellent un fabuleux secret : NOTRE UNIVERS NE SERAIT PAS UNIQUE.
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Le premier de ces physiciens, Andreï LINDE, a déjà apporté des contributions majeures à la théorie inflationnaire.
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Le second, Alex VILENKIN, a assisté à l’une des toutes premières conférences du jeune Alan GUTH.
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« Il a fait une présentation magistrale. Je ne l’avais jamais rencontré mais ce que j’entendais expliquait de nombreuses caractéristiques du BIG-BANG. C’était remarquable. » (Alex VILENKIN)
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Pendant plusieurs mois, Alex VILENKIN ne cesse de penser à cette présentation.
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Plus il réfléchit au processus d’INFLATION, plus il se demande ce qui pourrait y mettre un terme.
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Alex VILENKIN s’est posé la question de savoir :
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– Comment une région de l’espace pourrait-elle sortir de cette phase d’INFLATION ?
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– Que se passerait-il exactement, au moment où l’inflation prendrait fin ?
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En y réfléchissant, Alex VILENKIN a compris que la phase d’INFLATION ne finissait pas partout en même temps.
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Mais si la phase d’INFLATION ne s’achève pas partout au même moment, alors il existe des régions de l’espace où elle est actuellement en train de se poursuivre.
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Dans le scénario d’Alex VILENKIN, le BIG-BANG n’est pas un évènement unique.
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Selon VILENKIN, de multiples BANGS se sont produits avant le nôtre. Et d’innombrables autres BANGS se produiront dans le futur.
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Dans ce nouveau modèle, aussi surprenant qu’inattendu, l’INFLATION s’est achevée dans certaines régions de l’espace mais se poursuit dans d’autres.
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De nouveaux BIG-BANGS se produisent perpétuellement, faisant naître des univers toujours plus nombreux.
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Un MULTIVERS en éternelle expansion.
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LINDE – et surtout VILENKIN – ont défendu cette idée que l’INFLATION puisse ne jamais s’achever. Le fait que ce gonflement puisse se reproduire encore et encore et encore, engendrant univers après univers.
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– Mais s’agit-il vraiment d’une révolution scientifique ou d’une simple théorie pleine de lacunes ?
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Ce concept a été baptisé : INFLATION ETERNELLE.
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Voilà comment on pourrait se le représenter.
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Imaginons un gros fromage.
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Imaginons que ce fromage représente l’espace avant la formation des étoiles et des galaxies.
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Dans la théorie inflationnaire, cet espace est uniformément rempli d’une énorme quantité d’énergie.
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Et cette énergie provoque une expansion de l’espace extrêmement rapide.
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De ce fait, des décharges électriques se produisent ça et là, des sortes d’étincelles d’électricité statique.
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Mais il faut raisonner à l’échelle cosmique.
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Ainsi, lorsqu’une décharge se produit, toute cette énergie est rapidement transformée en matière, sous forme de minuscules particules.
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Ce processus correspond à la naissance d’un nouvel univers, ce que l’on désigne communément sous le nom de : BIG BANG.
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A l’intérieur de ces nouveaux univers – comparables à des trous qui se forment dans le gruyère -, l’espace continue de s’étendre mais à un rythme bien plus lent et, parfois, des étoiles et des planètes se forment comme nous l’observons actuellement dans notre univers.
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Parallèlement, en-dehors de ces nouveaux univers, l’espace garde une densité d’énergie énorme et continue de s’étendre à une vitesse vertigineuse.
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Ce mouvement d’expansion crée de nouveaux endroits où l’énergie peut générer de nouveaux BIG-BANGS et faire naître de nouveaux univers.
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Cela signifie que ce processus pourrait se dérouler indéfiniment.
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Autrement dit, selon la théorie de l’INFLATION, ce fromage ressemble plus à du gruyère dans lequel de nouveaux univers (trous) se forment perpétuellement, créant un MULTIVERS.
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– LE MULTIVERS :
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Le MULTIVERS est un corollaire de l’INFLATION ETERNELLE.
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Pourtant – Alex VILENKIN ne va pas tarder à le découvrir -, ce concept d’INFLATION ETERNELLE ne fait pas l’unanimité.
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« On sait que l’amplitude des fluctuations quantiques varie d’une région à l’autre dans l’espace. Et donc, dans certaines régions de l’espace, l’INFLATION va durer plus longtemps que dans d’autres…. » (VILENKIN)
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Toutefois, l’un des problèmes que pose le MULTIVERS réside dans le fait qu’il semble impossible à déceler car si chaque univers s’étend, l’espace situé entre chaque univers s’étend lui-aussi.
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Cela signifie que rien, pas même la lumière, ne peut nous parvenir depuis l’un d’eux.
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« Les physiciens n’ont pas très bien réagi à cette idée d’INFLATION ETERNELLE. Dès que je leur annonçais que j’allais leur parler de choses qui dépassent notre horizon et qui donc, en principe, ne peuvent pas être observées, la plupart d’entre eux se désintéressaient de la question. » (VILENKIN)
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Alex VILENKIN pense avoir fait une découverte majeure mais, face au scepticisme de ses collègues, il décide, à contre-coeur, d’abandonner ses recherches sur l’INFLATION ETERNELLE.
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« Qui s’intéressait à un univers qu’on ne pourra jamais voir ? Ce scénario ne peut rien prédire. Il ne peut pas être vérifié. » (VILENKIN)
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« On pourrait dire que ce n’est pas vraiment de la science. Comment avoir la moindre certitude alors qu’on ne peut pas observer le reste du MULTIVERS ? On peut seulement voir notre petit nuage de galaxies en expansion. Il n’y a aucun moyen de savoir. » (WEINBERG)
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« On ne peut pas prouver que le MULTIVERS existe. On ne peut pas prouver non plus le contraire. Alors pourquoi y croirait-on ? » (Paul Steinhardt)
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VILENKIN tente d’oublier le MULTIVERS.
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En l’absence de preuve tangible, ce concept semble dans l’impasse.
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« Pour beaucoup de gens, quand on parle de choses qu’on ne peut pas observer, ce n’est pas de la science. » (VILENKIN)
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« Et pendant presque 10 ans, je n’ai pas ré-abordé la question. » (VILENKIN)
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De son côté, le collègue de VILENKIN, Andreï LINDE, entretient la flamme.
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Andreï LINDE a élaboré sa propre version de l’INFLATION ETERNELLE, et, contrairement à VILENKIN, il ne se laisse pas décourager.
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« Je suis peut-être un peu plus arrogant. Et quand j’ai eu cette idée de MULTIVERS, j’ai compris que c’était peut-être la chose la plus importante que j’allais faire dans ma vie. Et si quelqu’un ne voulait pas en entendre parler, c’était son problème. » (Andreï LINDE)
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Andreï LINDE publie plus d’une douzaine d’articles mais son travail reçoit également un accueil mitigé.
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« Il semble que personne ne veuille entendre parler de MULTIVERS. » (LINDE)
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Si les équations de l’INFLATION ETERNELLE avaient été les seuls indices de l’existence d’un MULTIVERS, l’histoire se serait sans doute arrêtée là. Mais le concept de MULTIVERS va se voir étayer par 2 arguments scientifiques différents.
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Le premier est un modèle appelé : « La THEORIE des CORDES » qui a été conçue pour expliquer le fonctionnement de l’univers à l’échelle de l’infiniment petit.
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Le second est une découverte stupéfiante faite par des astronomes explorant l’espace à l’échelle de l’infiniment grand.
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Une découverte qui semble incompréhensible s’il n’existe qu’un seul univers. Mais qui prend tout son sens dans le contexte d’un MULTIVERS.
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Cette découverte concerne l’expansion de l’univers.
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C’est facile à expliquer avec une balle de base ball.
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Si on lance cette balle en l’air, on sait tous ce qui va se passer. Tout en montant, la balle va ralentir sous l’effet de la gravité.
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Les astronomes savaient que l’univers s’étendaient. Et ils supposaient que cette expansion allait ralentir à cause de la force de gravitation des étoiles et des galaxies, tout comme la balle ralentit à cause de la force de gravitation de la Terre.
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Mais en effectuant des mesures, ils ont découvert une chose incroyable qui venait ébranler les bases de la physique. D’après les calculs, l’expansion ne ralentit pas, elle s’accélère.
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C’est comme si on prenait la balle de base-ball, qu’on la lançait et qu’au lieu de ralentir au cours de sa monté, elle accélérait.
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Si on voyait une balle de base-ball accélérer, on supposerait qu’une force invisible contrebalance la gravitation et pousse la balle, la forçant à s’éloigner de plus en plus vite.
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Les astronomes sont arrivés à la même conclusion concernant l’univers.
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Dans l’espace, une certaine forme d’énergie exerce une poussée sur l’ensemble des galaxies, provoquant une accélération de l’expansion.
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Cette énergie étant invisible à nos yeux, les chercheurs l’ont baptisée : ENERGIE NOIRE.
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(J) PETIT PENSE-BÊTE (suite)
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– L’ENERGIE NOIRE ; et la théorie des CORDES.
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– LE PREMIER CONCEPT : L’ENERGIE NOIRE
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C’est une découverte stupéfiante faite par des astronomes explorant l’espace à l’échelle de l’infiniment grand.
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Cette découverte semble incompréhensible s’il n’existe qu’un seul univers.
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Mais cette découverte prend tout son sens dans le contexte d’un MULTIVERS.
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Cette découverte concerne l’expansion de l’univers.
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C’est facile à expliquer avec une balle de base-ball.
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Si on lance la balle de base-ball en l’air, on sait tous se qui va se passer. Tout en montant, la balle va ralentir sous l’effet de la gravité.
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Les astronomes savaient que l’univers s’étendaient. Et ils supposaient que cette expansion allait ralentir à cause de la force de gravitation des étoiles et des galaxies, tout comme la balle ralentit à cause de la force de gravitation de la Terre.
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Mais en effectuant des mesures, ils ont découvert une chose incroyable qui venait ébranler les bases de la physique. D’après les calculs, l’expansion ne ralentit pas, elle s’accélère.
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C’est comme si on prenait la balle de base-ball, qu’on la lançait et qu’au lieu de ralentir au cours de sa monté, elle accélérait.
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Si on voyait une balle de base-ball accélérer, on supposerait qu’une force invisible contrebalance la gravitation et pousse la balle, la forçant à s’éloigner de plus en plus vite.
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Les astronomes sont arrivés à la même conclusion concernant l’univers.
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Dans l’espace, une certaine forme d’énergie exerce une poussée sur l’ensemble des galaxies, provoquant une accélération de l’expansion.
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Cette énergie étant invisible à nos yeux, les chercheurs l’ont baptisée : ENERGIE NOIRE.
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C’est l’une des plus importantes découvertes expérimentales de l’Histoire de la science.
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La plupart des chercheurs ne s’attendait pas à une telle découverte.
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Et on tente encore aujourd’hui, d’élucider cette énigme.
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Découvrir que l’ENERGIE NOIRE éloigne toutes les galaxies les une des autres à un rythme qui s’accélère, a été un premier choc.
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Mais ce qui a été plus surprenant encore, c’est la valeur de cette énergie noire.
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Pendant plus de 10 ans, les scientifiques ont été incapables d’expliquer pourquoi les mesures donnaient une valeur aussi particulière.
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Or, ce mystère semble plus facile à résoudre, si l’on pose comme hypothèse que notre univers fait partie d’un MULTIVERS bien plus vaste.
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L’idée que le vide puisse contenir de l’énergie semble étrange. Mais, selon les lois de l’infiniment petit (les molécules, les atomes, ce qu’on appelle la mécanique quantique), il y a beaucoup d’activités dans le domaine microscopique. Une activité qui pourrait produire une énergie dans l’espace.
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Selon les équations, cette activité microscopique devrait générer une quantité d’énergie considérable.
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Seulement voilà : quand les astronomes ont mesuré la quantité d’énergie contenue dans l’univers, une énergie capable d’éloigner les galaxies au rythme accéléré qu’on peut observer, ils ont obtenu le chiffre suivant : 0,000 (122 zéro avant le chiffre 1). Une quantité d’énergie négligeable proche de 0.
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Rien à voir avec ce à quoi ils s’attendaient.
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C’étaient des milliards et des milliards et des milliards et des milliards de fois plus petit. On était très loin du compte.
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Les chercheurs ont tout essayé pour expliquer pourquoi la valeur de l’ENERGIE NOIRE est aussi faible et ça n’a rien donné.
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Le fait que la quantité d’ENERGIE NOIRE dans l’espace soit infiniment plus faible que ce qu’on avait prédit, ne pose pas seulement un problème académique. La valeur exacte de cette force répulsive a de profondes implications pour chacun d’entre nous.
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Par exemple, si on augmentait la valeur de l’ENERGIE NOIRE juste un petit peu (en effaçant 4 ou 5 zéro sur les 122), le chiffre resterait dérisoire mais l’univers serait radicalement différent.
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En effet, une ENERGIE NOIRE légèrement plus puissante, repousserait tout à une telle vitesse, que les galaxies – et donc, les étoiles et les planètes -, ne se seraient jamais formées.
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Ce qui signifie que nous n’existerions pas.
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Et pourtant, nous sommes là.
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– Alors, POURQUOI la quantité d’ENERGIE NOIRE est-elle nettement plus faible que prévu ?
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– Et POURQUOI a-t-elle pile la valeur nécessaire à l’apparition des galaxies, d’étoiles, de planètes, et donc de la vie ?
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Et bien, on n’en sait rien.
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Le décalage entre les prédictions théoriques et les observations des astronomes reste, à ce jour, l’un des plus grands mystères de la science.
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A présent, imaginons que nous vivions dans un MULTIVERS. Alors le mystère de l’ENERGIE NOIRE n’en serait plus vraiment un.
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En fait, si nous faisions partie d’un MULTIVERS, la valeur de l’ENERGIE NOIRE fournie par les mesures serait tout à fait plausible.
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Pour comprendre comment le MULTIVERS pourrait résoudre l’énigme de l’ENERGIE NOIRE, imaginez que vous vous arrêtez dans un hôtel et qu’on vous donne un numéro de chambre comme : 10.000.001 (10 millions 1)
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C’est un numéro de chambre plutôt étrange.
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Si on nous donnait réellement un tel numéro, on serait surpris, tout comme les scientifiques ont été surpris de découvrir la valeur de l’ENERGIE NOIRE dans notre univers.
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Mais reposons le problème.
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Si cet hôtel comportait un très grand nombre de chambres, disons des milliards et des milliards de milliards, avoir la chambre numéro 10.000.001 n’aurait rien d’étonnant.
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Dans un hôtel aussi grand, on s’attendrait à trouver une chambre comportant ce numéro.
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De la même façon, si nous faisons partie d’un MULTIVERS englobant une infinité d’univers – chacun ayant une valeur d’ENERGIE NOIRE qui lui est propre -, on peut s’attendre à en trouver un où cette valeur sera aussi faible que celle que nous obtenons.
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Si on considère chacune de ces chambres comme un univers, sachant que la valeur de l’ENERGIE NOIRE diffère de l’un à l’autre, alors la plupart de ces univers ne peut pas accueillir la vie telle qu’on la connaît.
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POURQUOI ? Parce que la valeur de leur ENERGIE NOIRE ne permet pas la formation de galaxies, d’étoiles, de planètes.
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Les univers où l’ENERGIE NOIRE serait bien plus faible que dans le nôtre, s’effondreraient sur eux-mêmes.
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A l’inverse, les univers où l’ENERGIE NOIRE serait plus grande que dans le nôtre, s’étendraient si vite que la matière n’aurait jamais la possibilité de s’agréger pour former des étoiles et des galaxies.
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Donc, bien sûr, nous nous trouvons dans un univers où la valeur de l’ENERGIE NOIRE est propice à la vie.
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Si non on ne serait pas là pour en parler.
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Donc, si nous faisons partie d’un MULTIVERS, le mystère de l’ENERGIE NOIRE n’en est plus vraiment un.
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Pourtant, il manque une pièce au puzzle.
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– COMMENT SAVOIR si la diversité, au sein du MULTIVERS, est suffisante pour que chaque valeur d’ENERGIE NOIRE – y compris l’étrange valeur mesurée dans notre univers -, soit représentée quelque part ?
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– LA REPONSE :
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La réponse nous a été fournie par un tout autre domaine de la physique.
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Il s’agit d’une théorie révolutionnaire née de l’exploration de l’univers aux frontières de l’infiniment petit.
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Nous savons qu’à l’intérieur des atomes se trouvent de plus petites particules appelées protons et neutrons, elles-mêmes constituées de particules encore plus petites : les QUARKS.
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Mais les physiciens ont compris que la chaîne ne s’arrête peut-être pas là.
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Ces particules subatomiques seraient constituées d’éléments encore plus infimes, de minuscules brins d’énergie vibrants appelés : CORDES.
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(K) PETIT PENSE-BÊTE :
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(b) LE SECOND CONCEPT : LA THEORIE DES CORDES.
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Selon cet ensemble de concepts baptisés « THEORIE des CORDES », toute chose est constituée de cette entitée fondamentale unique.
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Et tout comme une corde de violoncelle peut produire différentes notes selon la façon dont elle vibre, les cordes peuvent avoir différentes propriétés selon leur mode de vibrations, créant de nombreux types de particules.
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Conjuguant simplicité et élégance, ce modèle recelait la promesse d’une équation fondamentale unique, à même d’expliquer tout ce que l’on observe dans le monde qui nous entoure.
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Mais cette belle théorie ne pouvait fonctionner que si l’on ajoutait aux équations, quelque chose qui défiait le sens commun : un élément qui allait justement ouvrir la voie au concept de MULTIVERS : des dimensions spatiales supplémentaires.
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3 dimensions nous sont familières dans l’espace.
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La hauteur ; la largeur ; et la prolondeur.
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Mais, selon la théorie des CORDES, il existerait d’autres dimensions.
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Selon les scientifiques, les équations ne sont cohérentes que si les CORDES bougent et vibrent non seulement dans les 3 dimensions connues mais également dans 6 autres. Soit 9 dimensions spatiales en tout.
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– Si la théorie des CORDES est exacte, où sont donc ces dimensions supplémentaires ?
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– Et POURQUOI ne les voyons-nous pas ?
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Prenons le câble qui alimente un feu de signalisation.
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A une certaine distance, il ressemble à une ligne unidimensionnelle.
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Mais si on pouvait rapetisser jusqu’à atteindre la taille d’une fourmi, on découvrirait une autre dimension : une dimension circulaire qui s’enroule autour du câble.
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D’après la théorie des CORDES, si on pouvait rapetisser jusqu’à être des milliards de fois plus petit que des fourmis, on découvrirait que de minuscules dimensions supplémentaires sont enroulées partout dans l’espace.
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A chaque point de l’espace, il y a des dimensions spatiales supplémentaires enroulées sur elles-mêmes et qui forment des noeuds si petits qu’on ne peut pas les voir.
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La forme de ces dimensions supplémentaires détermine les propriétés fondamentales de notre univers.
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Tout comme l’air qui traverse un instrument de musique comme un cor d’harmonie a différents modes vibratoires, selon la forme de l’instrument, la forme de ces dimensions détermine la façon dont les CORDES vibrent.
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Ces modes vibratoires déterminent les propriétés des particules.
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Ainsi, l’ensemble des propriétés fondamentales de notre univers, serait déterminé par la forme de ses dimensions supplémentaires.
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De par la façon dont elles sont combinées, ces dimensions spatiales supplémentaires se présentent, à bien des égards, comme l’ADN de l’univers.
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Elles déterminent le comportement de l’univers tout comme l’ADN détermine l’aspect physique d’un animal.
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Le problème c’est que plus les théoriciens étudiaient les formes des dimensions supplémentaires, plus ils en découvraient de nouvelles.
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Et les mathématiques ne fournissaient aucun indice sur la manière de choisir celles qui correspondraient à notre univers.
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Le nombre de possibilités paraît astronomique. Tout le monde est d’accord là-dessus.
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Parmi les auteurs publiés, certains dénombrent jusqu’à 10 puissance 500 formes possibles, soit un 1 suivi de 500 zéro.
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10 puissance 500 possibilités apparemment toutes aussi pertinentes les unes que les autres.
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Le résultat pouvait prêter à rire. Surtout pour une théorie en quête d’une équation unique qui décrirait l’univers dans son ensemble.
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Certains théoriciens des CORDES ont alors découvert qu’il était peut-être possible d’aborder la question sous un autre angle.
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Et cette nouvelle perspective allait redonner vie au concept de MULTIVERS.
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« 10 puissance 500 THEORIES des CORDES … Cela apparaissait comme un véritable désastre. A quoi bon avoir une THEORIE avec 10 puissance 500 solutions ? On ne peut rien en tirer. » (SUSSKIND)
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« Les spécialistes de la THEORIE des CORDES étaient malheureux, démoralisés. Moi, au contraire, j’ai dit : c’est fabuleux. C’est exactement ce que recherchent les cosmologistes. » (SUSSKIND)
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« Une multitude de possibilités : ne soyez pas malheureux ; ça veut dire que la THEORIE des CORDES s’intègre parfaitement avec toutes ces idées intéressantes sur les multi-recherches. » (SUSSKIND)
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Transformant en vertu ce qui apparaissait comme un vice, certains théoriciens – comme SUSSKIND – en sont venus à la conclusion que les multiples solutions aux équations de la THEORIE des CORDES pouvaient représenter chacune un univers réel et très différent.
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Autrement dit, la THEORIE des CORDES décrit un MULTIVERS qui plus est extrêmement divers.
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A la surprise générale, la THEORIE des CORDES décrirait facilement un nombre considérable de solutions correspondant chacune à un univers possible.
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« On a donc eu notre MULTIVERS gratis. » (VILENKIN)
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« La THEORIE des CORDES et l’INFLATION produisent toutes deux ces univers. » (Delia SCHWATZ-PERLOV)
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« Des univers où la quantité d’ENERGIE NOIRE est chaque fois différente. » (SCHWARTZ-PERLOV)
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En fait, d’après les équations, la quantité d’ENERGIE NOIRE serait tellement variable d’un univers à l’autre, que l’étrange valeur que nous avons mesurée devrait forcément apparaître quelque part.
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« La THEORIE des CORDES a résolu ce problème sans même l’évoir cherché. » (BOUSSO)
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Ainsi, près d’une décennie après la découverte de l’INFLATION ETERNELLE par Andreï LINDE et Alex VILENKIN, le MULTIVERS reprenait vie.
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(L) PETIT PENSE-BÊTE (Suite)
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3 PROPOSITIONS ABOUTISSAIENT A LA MÊME CONCLUSION, à savoir : au MULTIVERS :
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1°) – L’INFLATION ETERNELLE ;
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2°) – l’ENERGIE NOIRE ; et
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3°) – la THEORIE des CORDES.
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Tout comme il faut 3 pieds pour soutenir un tabouret, ces 3 idées combinées les unes aux autres étayent l’argument selon lequel on vivrait dans un MULTIVERS.
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Quand plusieurs axes de recherches convergent tous vers une même idée, ça ne veut pas dire qu’elle est exacte. Mais quand tous les rayons d’une roue pointent vers la même idée, il est clair que ça la rend plutôt convaincante.
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Aujourd’hui, le MULTIVERS fait encore l’objet d’un vif débat.
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Les critiques restent nombreuses.
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Mais les défenseurs du MULTIVERS comme Alex VILENKIN, Alan GUTH et Andreï LINDE, ne sont plus seuls.
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« Le vent semble avoir tourné. Aujourd’hui, ces idées sont nettement mieux acceptées. » (VILENKIN)
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« Le géni est sorti de sa lampe ; pas question de l’y remettre. » (LINDE)
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Aujourd’hui, ces idées sont nettement mieux acceptées.
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– MAIS A QUOI RESSEMBLE DONC CE MULTIVERS ?
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– Si on pouvait voyager vers certains de ces univers, que verrait-on ?
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Certains seraient fondamentalement différents du nôtre et dotés de propriétés totalement inconnues.
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En fait, dans certains univers, il se pourrait qu’il n’y ait ni lumière, ni matière, ni rien de reconnaissable.
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D’autres pourraient présenter des caractéristiques proches de celles qui nous sont familières, et pourtant abriter des formes de vie radicalement différentes, communiquant de façon extrêmement bizarre à nos yeux.
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Les équations montrent que si l’on parvenait à visiter un nombre suffisant de ces univers, on finirait par trouver des modèles comparables aux nôtres, avec une voie lactée, un système solaire, et une Terre.
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Mais qui, pourtant, seraient légèrement différents.
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Dans l’un d’eux, par exemple, l’astéroïde responsable de la disparition des dinosaures – il y a 65 millions d’années -, ne se serait pas écrasé.
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L’évolution aurait alors suivi une autre voie.
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Dans un autre, « une Terre » accueillerait des êtres en tous points semblables à nous sauf qu’ils seraient plus multitâches (plusieurs bras, par exemple).
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Chose plus étrange encore, nous trouverions quelque part ailleurs, des copies conformes de notre univers, où chaque chose aurait son équivalent et chacun aurait son double.
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– COMMENT EST-CE POSSIBLE ?
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– Comment pourrait-il exister des doubles de nous-mêmes quelque part dans l’univers ?
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Pour tenter de comprendre, prenons un jeu de cartes composé de 52 cartes différentes.
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Si on les distribue, chaque joueur aura un jeu différent.
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Mais, au bout d’un très grand nombre de parties, cetaines combinaisons vont commencer à se répéter.
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– POURQUOI ?
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Parce que, avec 52 cartes, il y a un nombre limité de combinaisons possibles.
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Donc, si on distribue les cartes une infinité de fois, les combinaisons se répèteront forcément.
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– ET DANS LE MULTIVERS, UN PRINCIPE SIMILAIRE S’APPLIQUE.
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En effet, selon les lois de la physique, les ingrédients fondamentaux de la matière – ou particules -, sont un peu comme des cartes à jouer.
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Quelle que soit la région de l’espace considéré, il existe un nombre fini d’agencements possibles.
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Si l’espace est infini, s’il existe un nombre infini d’univers, alors ces combinaisons vont nécessairement se répéter.
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Et comme chacun d’entre nous n’est qu’une combinaison particulière de particules, nous avons tous un double quelque part .. tout le monde à son double.
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« Il y a peut-être un de mes doubles quelque part ailleurs qui fait toutes les choses que je ne trouve jamais le temps de faire. » (JOHNSON)
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« Je trouve ça très déprimant de se dire qu’on n’est pas unique. » (VILENKIN)
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« C’est la conséquence d’un ensemble d’idées qui semblent très justifiées. » (SUSSKIND)
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– EST-CE DE LA SCIENCE ? DE LA METAPHYSIQUE ? DE LA PHILOSOPHIE ? DE LA RELIGION ?
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Les physiciens ont tendance à ne pas se poser ces questions.
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Ils se contentent de suivre la logique et c’est là, c’est vers le concept de MULTIVERS, que la logique des physiciens semble mener.
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Aussi étrange et troublant que puisse paraître le concept de MULTIVERS, un nombre croissant de chercheurs pense qu’il pourrait constituer la dernière étape d’une longue série de bouleversements majeurs de notre vision du cosmos.
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Pourtant, certaines critiques objectent que le MULTIVERS n’est qu’un moyen commode d’expliquer les choses qui nous échappent, comme la valeur très faible de l’ENERGIE NOIRE dans notre univers, ou les multiples formes que peuvent revêtir les dimensions supplémentaires dans la THEORIE des CORDES.
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« Le problème, c’est que ce type de raisonnemnet n’explique pas la valeur de l’ENERGIE NOIRE. Il dit seulement que c’est le fait du hasard. » (STEINHARDT)
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« Je ne trouve pas ça satisfaisant. On peut appliquer ce genre de raisonnement chaque fois qu’on n’a pas de meilleure explication. » (CROSS)
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De leur côté, les défenseurs du MULTIVERS font valoir que, parfois, il n’existe tout simplement pas de meilleure façon d’expliquer pourquoi les choses sont comme elles sont.
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Prenons, par exemple, l’orbite que la Terre décrit autour du soleil.
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Nous nous trouvons à environ 150 millions de Km du soleil, une distance propice au développement de la vie.
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Si nous étions beaucoup plus près, notre planète serait trop chaude pour abriter la vie telle que nous la connaissons.
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Si, au contraire, nous étions beaucoup plus loin, elle serait trop froide pour accueillir la vie.
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– MAIS POURQUOI SOMMES-NOUS JUSTEMENT A CETTE DISTANCE ?
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A la fin des années 1500, le célèbre astronome Johannes KEPLER, s’est posé la question.
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Il a passé des années à chercher une cause physique, une loi de la nature qui expliquerait pourquoi la Terre doit nécessairement se trouver à 150 millions de Km du soleil.
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Mais ses recherches sont restées vaines, et pour cause. Il n’existe pas de loi physique qui dit que la Terre doit être à cette distance du soleil.
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Il s’agit simplement d’une possibilité parmi toutes celles qu’on peut s’attendre à trouver dans un univers dont on sait qu’il renferme de nombreux systèmes solaires.
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« Vous vous dites peut-être qu’il s’agit d’une extraordinaire coïncidence. Mais c’est juste qu’il y a des tas de planètes dans l’univers. » (SUSSKIND)
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D’autre part, certains font observer que la véritable explication de nombreuses propriétés fondamentales de notre monde risque fort de nous échapper si nous n’examinons pas l’hypothèse de l’existence d’un MULTIVERS.
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« S’il y avait une raison physique, ce serait fabuleux. C’est sûr que cela nous rendrait plus heureux. » (Alan GUTH)
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« Il faut se faire une raison. Aucun principe inscrit dans les lois de la nature ne dit que les physiciens théoriciens devraient être contents. » (WEINBERG)
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« C’est une hypothèse. C’est la principale hypothèse, sachant que personne n’en a proposé d’autre qui soit aussi cohérente. » (SUSSKIND)
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– Le MULTIVERS est une possibilité terriblement séduisante. Mais, en l’absence de preuve expérimentale, faut-il y croire ?
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On ne peut avoir des certitudes tant qu’on n’a pas de preuve observationnelle ou expérimentale.
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Mais on a découvert, au cours des derniers siècles, que les mathématiques constituent un guide fiable pour appréhender la nature des choses qu’on n’a pas encore été capable d’observer ni d’expérimenter.
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Les mathématiques ont prédit l’existence d’objets comme les TROUS NOIRS et certaines particules subatomiques, bien avant qu’on parvienne à les observer.
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Or, les mathématiques suggèrent que ces autres univers pourraient exister. Ce n’est pas une certitude. Mais cette science nous a souvent permis de mieux appréhender la réalité.
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« Je comprends que certains soient sceptiques puisqu’on n’a pas encore de preuves. Or, ce qu’il y a de fabuleux en science, c’est qu’on s’appuie sur des preuves et pas sur des croyances. » (Clifford JOHNSON)
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« Si on travaille uniquement sur ce qui est déjà bien établi, on ne risque pas de contribuer à la prochaine grande découverte. »
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A en croire certains scientifiques, on pourrait aujourd’hui être en mesure de trouver ces preuves.
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En effet, si notre univers est né presque en même temps qu’un autre univers, peut-être une collision s’est-elle produite entre eux.
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Cette collision a pu laisser son empreinte, à savoir : des rides dans le rayonnement de fond cosmologique, le vestige de la chaleur initiale du BIG-BANG.
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Si l’existence du MULTIVERS se confirmait, notre vision du monde s’en trouverait chamboulée comme elle l’a été il y a 500 ans quand COPERNIC a prouvé que la Terre n’est pas le centre de l’univers.
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Et, pour certains, cela achèverait de détrôner l’Homme de sa place centrale.
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« Qu’importe ! Le plus important, c’est d’avoir la chance de pouvoir comprendre l’univers. » (SCHWARTZ-PERLOV)
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« C’est un beau voyage et ces tensions sont bénéfiques pour la science. Mais où ça va nous mener, ça …. » (Andréas ALBRECHT)
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Alors, que signifie tout cela ?
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Y a-t-il une infinité de formes identiques à nous ? à toutes choses existant en ce moment même, dans une infinité d’autres univers ?
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Le MULTIVERS est-il la nouvelle révolution Copernicienne ?
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Nous ne le savons pas. Du moins, pas encore.
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Mais si l’idée que nous vivons dans un MULTIVERS se révèle exacte, alors nous serons témoins de l’une des plus formidables avancées dans notre compréhension du cosmos.
