Son dernier article détaillant sa théorie sur l’origine de l’Univers coécrit avec le physicien Thomas Hertog aura été le dernier coup d’éclat du physicien britannique Stephen Hawking peu avant son décès
Publié il y a quelques heures, l’article avance que l’Univers serait finalement beaucoup moins complexe que ne le suggèrent les théories actuelles sur les multivers. Le papier s’appuie sur un concept appelé « inflation éternelle » présenté pour la première fois en 1979. Après le Big Bang, l’Univers a connu une période d’inflation exponentielle avant de ralentir, l’énergie se convertit alors en matière et rayonnement. Cette phase d’inflation pourrait cependant ne pas s’être arrêtée partout. Selon la théorie de « l’inflation éternelle », notre univers serait une « poche » parmi d’autres et toutes sont séparées par des morceaux d’espace-temps dans lesquels l’inflation continue.
Ainsi, selon cette théorie, tout ce que nous voyons dans notre Univers observable est contenu dans une seule de ces bulles dans laquelle l’inflation s’est arrêtée, permettant la formation d’étoiles et de galaxies. « La théorie habituelle de l’inflation éternelle prédit que globalement, notre univers est comme une fractale infinie avec une mosaïque de différentes poches-univers séparées par un océan en inflation », expliquait Stephen Hawking à l’automne dernier. « Les lois locales de la physique et de la chimie peuvent différer d’une poche-univers à l’autre et ensemble, elles forment un multivers ».
Peut-on alors imaginer une infinité possible de poches d’univers ? Pas tout à fait, selon la théorie. En revenant aux tout premiers instants de l’univers, de nouveaux calculs aboutissent à une sortie différente de la phase d’inflation : « Nous supposons que la sortie de l’inflation éternelle ne produit pas un multivers infini de type fractal, mais qu’elle est finie et raisonnablement plus en douceur », écrivent les deux physiciens. Ainsi, la variété de « poches-univers » disponibles pourrait ne pas être si importante qu’on le pensait. Ici, l’idée ne va donc pas à l’encontre d’un multivers, mais elle implique une réduction significative du multivers à un éventail beaucoup plus petit d’univers possibles.
Pourrait-on un jour prouver cette nouvelle théorie par l’observation ? Le contenu de l’article expose ici les données mathématiques nécessaires à l’envoi d’une sonde dans l’espace lointain pour recueillir des preuves de l’existence d’autres univers. Ce travail hautement théorique stipule que les preuves de l’existence de multivers devraient être mesurables dans le rayonnement de fond datant du début de l’Univers.
Aurons-nous bientôt à disposition un cadre mathématique révolutionnaire qui permettrait aux humains de tester l’existence d’autres univers ? Le professeur Hertog doit maintenant étudier les implications de cette théorie à des échelles plus petites qui pourraient se trouver à portée des télescopes spatiaux. Il pense notamment que les ondes gravitationnelles primordiales, des vagues dans l’espace-temps générées lorsque l’univers est sorti de la fameuse inflation, pourraient permettre de tester ce modèle. Ces ondes sont trop grandes pour être détectées par LIGO, mais le futur interféromètre à ondes gravitationnelles LISA (Laser Interferometer Space Antenna) pourrait bien être capable de le faire.
La recherche de l’équipe a été publiée dans le Journal of High Energy Physics et peut être lue en entier sur arXiv.
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