Trois jeunes chercheurs de l’Université de Vancouver proposent une nouvelle théorie expliquant l’expansion accélérée de l’Univers qui réconcilie en plus relativité générale et mécanique quantique. L’un des plus grands mystères de la nature serait-il résolu ?
Les physiciens savent depuis les années 90 que l’Univers est en expansion. Les galaxies s’éloignent en effet les unes des autres dans l’espace. Si les galaxies s’éloignent, c’est que l’Univers se dilate, les écartant les unes des autres. Aujourd’hui que cette expansion s’accélère. Mais alors, qu’est-ce qui provoque cette expansion accélérée de notre univers ?
L’explication convenue à ce jour par la communauté scientifique impliquait la présence d’une énergie « noire » qui le dilate en opposition à la gravité censée contracter l’Univers. L’autre solution était d’attribuer l’accélération de l’expansion observée à l’énergie du vide, telle qu’elle est prédite dans la théorie de la mécanique quantique. Mais les calculs prédisent que cette énergie aurait une densité incroyablement grande, très supérieure à l’énergie totale de toutes les particules de l’Univers combinées.
L’étudiant de doctorat Qingdi Wang, de l’Université de Vancouver au Canada, et deux de ses collègues ont alors abordé cette question dans une nouvelle étude qui tente de résoudre ce problème majeur d’incompatibilité entre ces deux théories. Les trois physiciens n’ont pas cherché à modifier l’une ou l’autre, mais à les réconcilier par une toute nouvelle approche. Ces résultats qui tapissent un rapport de 35 pages dans la revue Physical Review D laissent à penser que si nous réalisons un gros plan dans l’Univers, nous constaterons qu’il est constitué d’un espace et d’un temps en constante fluctuation.
« L’espace-temps n’est pas aussi statique qu’il le paraît, il est en constant mouvement », explique le jeune chercheur. Et ça, ça change tout. Chaque point de l’espace voit alors à très petite échelle une oscillation entre expansion et contraction de très grande amplitude, mais les deux mouvements se compensent presque complètement. C’est alors cette différence faible qui fait « gagner » le mouvement d’expansion. En s’accumulant aux échelles toujours plus grandes, les effets microscopiques se font alors ressentir aux échelles cosmologiques. Pour imager, William Unruh compare le processus avec les vagues d’un océan dont le mouvement n’est pas affecté directement par le mouvement pourtant intense des atomes individuels formant les molécules d’eau.
L’étude, très séduisante, devra encore être évaluée par des pairs, mais si ces derniers ont raison, ils pourraient bien changer notre vision du monde et de la cosmologie.
