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Nous vivons au milieu de tunnels invisibles : les trous de ver microscopiques pourraient déformer notre réalité, selon des scientifiques

 Auteur: Mathieu Gagnon
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Nous vivons au milieu de tunnels invisibles : les trous de ver microscopiques pourraient déformer notre réalité, selon des scientifiques
Crédit: lanature.ca (image IA)
Chères lectrices, chers lecteurs, préparez-vous à une idée qui pourrait bien transformer notre vision de l’univers. Non, ce n’est pas de la science-fiction, mais bien le fruit du travail de scientifiques grecs : il semblerait que nous vivions, sans le savoir, au beau milieu de ce que l’on appelle des trous de ver microscopiques. Ces tunnels spatio-temporels, totalement invisibles, pourraient être la clé d’une grande énigme cosmique. On parle ici de quelque chose qui changerait la trame même de tout ce que nous connaissons, rien que ça.

Ces chercheurs ont élaboré un cadre mathématique pour combler un vide énorme dans notre compréhension actuelle. Un vide lié à la façon dont la gravité fonctionne à l’échelle immense de l’univers. Le problème, vous voyez, c’est que les cosmologistes n’arrivent pas à expliquer de manière cohérente comment l’expansion de l’univers s’est accélérée récemment – enfin, quand on dit « récemment », on parle d’une échelle de temps cosmique, bien sûr. Toutes les tentatives pour quantifier ce changement se heurtent à nos modèles mathématiques actuels. Et si la solution était minuscule, incroyablement dense, et juste là, sous nos pieds, dans le tissu même de l’espace ?

  Le grand mystère des 120 ordres de grandeur d'écart

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Crédit: lanature.ca (image IA)
Le cœur du problème réside dans un chiffre que les physiciens appellent la « constante cosmologique positive ». Ce terme est censé quantifier l’expansion de notre univers. Or, quand on essaie d’appliquer les théories de la physique quantique des champs pour calculer sa valeur, on tombe sur une absurdité. Les calculs prévoient une valeur jusqu’à 120 ordres de grandeur plus grande que celle que nous observons réellement. C’est un écart absolument monstrueux.

Pour vous donner une idée, un ordre de grandeur, ce n’est pas juste multiplier par dix. C’est exponentiel. Pensez-y comme si vous calculiez la probabilité d’être frappé par la foudre, et que vos calculs prédisaient que vous devriez être frappé cent fois par jour ! C’est tellement loin de la réalité que ça brise tous les modèles. Quand nous rencontrons une telle incohérence mathématique, cela nous dit forcément qu’il manque quelque chose d’essentiel dans notre équation.

  Matière noire, énergie sombre et la proposition grecque

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Crédit: lanature.ca (image IA)
Pour rééquilibrer les choses, les scientifiques proposent généralement d’ajouter un nouveau facteur de complication. Il y a deux grandes idées qui dominent le débat. La première, c’est l’idée que la constante cosmologique est en fait changeante, un phénomène souvent lié à l’énergie sombre, cette force mystérieuse qui pousse l’univers à s’étendre. La deuxième option, c’est de modifier notre théorie de la gravité elle-même, en la rendant plus complexe à l’échelle cosmique – pas un fond lisse, mais plutôt un paysage « accidenté » ou « craggy », un peu comme un fjord.

Mais les scientifiques grecs, dont les travaux ont été publiés dans la revue Physical Review D, suggèrent de ne pas choisir entre les deux. Pourquoi ne pas les combiner ? Et si la gravité était intrinsèquement plus rugueuse, couverte d’« instantons » et de trous de ver, et que ce paysage chaotique expliquait naturellement l’énergie sombre que nous observons ? C’est une pirouette conceptuelle, il faut bien le dire.

  La mousse quantique : où la physique se dérègle

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Crédit: lanature.ca (image IA)
Il faut définir certains termes pour comprendre où ces trous de ver peuvent se cacher. Lorsque les cosmologistes modélisent l’univers, ils utilisent des concepts comme la « théorie des variétés » (manifold theory), qui considère l’espace-temps comme une surface complexe guidée par des mathématiques imbriquées. Le but, c’est toujours de faire correspondre toutes les pièces du puzzle, même si les théories d’Albert Einstein pour le monde visible ne s’accordent pas toujours avec la mécanique quantique pour l’infiniment petit. C’est frustrant, n’est-ce pas ?

Un endroit où l’espace-temps se comporte de manière étrange est ce qu’on appelle la mousse quantique (ou quantum foam). À un niveau extraordinairement minuscule, on croit que même les phénomènes quantiques s’effondrent et créent de minuscules bulles où les principes habituels ne s’appliquent plus. Imaginez que c’est le bordel dans le bordel de la mécanique quantique. Et c’est justement dans cette mousse qu’il pourrait y avoir des trous de ver, des passages ultra-petits qui permettent de réconcilier les idées cosmiques sans enfreindre les règles établies. Il est important de noter que le terme « trou de ver » est peut-être trompeur; ce ne sont pas toujours des tunnels, mais parfois de simples perforations qui traversent des dimensions supérieures.

  Le théorème de Gauss-Bonnet et le 'mic drop' en astrophysique

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Crédit: lanature.ca (image IA)
Alors, que se passe-t-il une fois qu’on admet l’existence de ces trous de ver dans la mousse ? Les scientifiques expliquent que de nombreuses opérations mathématiques peuvent alors être construites sur cette base. La solution, qu’ils appellent une « constante cosmologique effective », apparaît lorsqu’on applique le théorème de Gauss-Bonnet.

Ce théorème, très technique, permet d’établir que « la variation du terme de Gauss-Bonnet sur une variété présentant des changements de topologie dus à la formation de trous de ver n’est pas nulle ». En astrophysique, croyez-moi, c’est ce qu’on pourrait appeler un « mic drop » (un coup d’éclat décisif). Cela signifie que ces changements de forme au niveau microscopique ont un impact mesurable sur la géométrie globale de l’univers. C’est puissant, ça !

  La densité requise : dix quadrillions par seconde

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Crédit: lanature.ca (image IA)
Maintenant, l’énigme de l’énergie sombre. Ces trous de ver, dans ce nouveau modèle, ne se contenteraient pas d’exister ; ils expliqueraient directement une partie de l’énergie sombre. Pourquoi ? Parce que la densité de ces trous de ver ne serait pas constante dans un espace-temps dynamique. Leur « agitation » ou leur renouvellement créerait un changement constant, ce qui correspond à un secteur d’énergie sombre dynamique et effectif.

Pour expliquer la constante cosmologique telle que nous l’observons, les scientifiques ont besoin d’une densité bien précise : il faudrait environ 1016 trous de ver microscopiques – soit dix quadrillions, imaginez un peu ! – « par mètre cube par seconde ». Franchement, ça semble beaucoup, voire effrayant. Mais, d’après les estimations des chercheurs, ce chiffre est tout à fait dans le domaine du possible. Ça me laisse pensif, cette idée que le vide n’est pas vide, mais grouillant de tunnels invisibles.

  Vers une nouvelle ère de la physique

Vers une nouvelle ère de la physique
Crédit: lanature.ca (image IA)
Cette proposition des chercheurs grecs, si elle est validée, représente un pas de géant vers une physique plus unifiée. Elle offre une manière élégante de résoudre l’énorme fossé mathématique entre l’observation et la théorie sans avoir à rejeter nos modèles existants de façon trop radicale. Elle incorpore une gravité plus rugueuse et donne un rôle actif aux trous de ver microscopiques, transformant une théorie souvent cantonnée à la science-fiction en une solution potentielle à l’une des plus grandes énigmes de la cosmologie.

L’univers est décidément beaucoup plus étrange et fascinant que nous ne l’imaginons. Savoir que notre réalité pourrait être tissée de ces ‘Orbeez’ spatio-temporels, changeant et fluctuant à chaque instant, est un rappel puissant que nous n’avons fait qu’effleurer la surface de la connaissance cosmique. Il reste encore tant à découvrir sur l’expansion, et surtout, sur ce qui se passe juste sous le nez de nos instruments.

Selon la source : popularmechanics.com

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