Notre univers aurait un jumeau maléfique. Selon des scientifiques, il expliquerait l’existence de la matière

Le grand mystère de l’existence face au vide

Le modèle standard de la physique des particules s’est avéré redoutablement efficace pour accompagner la quête incessante de l’humanité visant à comprendre l’univers et notre place en son sein. Cet outil conceptuel majeur laisse cependant des questions immenses et fondamentales sans aucune réponse. L’une des interrogations les plus vertigineuses de la cosmologie moderne se résume ainsi : pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ?

Le cœur de cette énigme repose sur l’asymétrie matière-antimatière, également connue sous le nom d’asymétrie baryonique. Les calculs théoriques indiquent que lors de la formation de l’univers primitif, la matière et l’antimatière auraient dû être générées dans des quantités strictement identiques.

Ces deux types de particules présentent la particularité de s’annihiler mutuellement dès qu’elles entrent en contact, convertissant alors l’intégralité de leur masse en énergie pure. Selon cette logique implacable, notre univers devrait être totalement dépourvu de matière. L’observation quotidienne contredit formellement ce scénario : vous, moi, ainsi que chaque élément perceptible de notre environnement prouvons de manière irréfutable que les événements ne se sont pas déroulés de cette façon.

Quand les règles fondamentales vacillent

Une méthode simple pour justifier ce déséquilibre flagrant consiste à imaginer une violation des règles physiques établies. L’univers est régi par trois principes fondamentaux connus sous l’acronyme CPT : la conjugaison de charge (C), la transformation de parité (P) et le renversement du temps (T). Ces lois dictent le comportement du cosmos en tout lieu et à tout moment.

Cette perfection théorique admet pourtant des nuances, suggérant que ces lois s’appliquent à presque tous les moments. L’hypothèse avance qu’au cœur du chaos caractérisant les premiers instants de l’univers, une violation de cette fameuse symétrie CPT aurait pu provoquer une asymétrie dans les mésons, marquant une différence infime entre la matière et l’antimatière.

Ce subtil dérèglement aurait le potentiel de générer une infime disparité, produisant potentiellement une particule de matière supplémentaire pour chaque milliard de particules d’antimatière. Une fraction minuscule, mais suffisante pour basculer le destin cosmique.

L’hypothèse vertigineuse d’un monde inversé

Une nouvelle étude parue dans la revue scientifique The European Physical Journal C apporte un éclairage inédit. Les chercheurs y soutiennent que des violations locales de la symétrie CPT auraient été tout à fait possibles dans l’univers primitif, tout simplement parce que nous n’observons pas le tableau dans son intégralité. Le Big Bang pourrait avoir engendré un univers miroir évoluant parallèlement au nôtre.

Ce second univers posséderait des orientations spatiales opposées et des coordonnées temporelles inversées. Le temps s’y écoulerait de manière effectivement rétrograde par rapport à notre perception temporelle. Si l’on considère ces deux entités conjointement, la symétrie CPT globale reste parfaitement préservée. C’est uniquement à l’intérieur de chaque univers individuel que ces lois, réputées immuables, semblent subir une violation locale.

« La symétrie CPT combinée est largement considérée comme exacte, et sa violation indiquerait nécessairement une physique au-delà du modèle standard (MS) de la physique des particules », ont écrit les auteurs de l’étude. « Nous proposons que le Big Bang ait généré […] une paire d’univers avec des orientations opposées, et que la symétrie CPT ait pu être violée localement durant les tout premiers stades de l’évolution cosmique. »

Le rôle déterminant du champ de l’inflaton

Les auteurs avancent que cette rupture de symétrie locale aurait engendré un déséquilibre suffisant au sein du champ de l’inflaton de l’univers primitif. Ce phénomène serait à l’origine directe de l’asymétrie matière-antimatière que nous observons de nos jours.

Pour comprendre la mécanique de ce processus, il faut définir ce fameux champ. Le champ de l’inflaton est un champ quantique scalaire hypothétique, considéré par les physiciens comme le moteur de l’expansion de l’univers à une vitesse supérieure à celle de la lumière lors des tout premiers instants qui ont suivi le Big Bang. En intégrant leurs données mathématiques à ces champs, les scientifiques ont identifié l’asymétrie attendue dans les deux univers, s’établissant à environ une part pour un milliard. Ce ratio précis s’avère suffisant pour amorcer la création d’un univers dominé par la matière, ou à l’inverse, par l’antimatière.

« Une différence de masse entre l’inflaton et son champ anti-inflaton correspondant peut conduire à des taux inégaux de production de particules et d’antiparticules pendant le réchauffement », ont écrit les auteurs. « Le modèle de l’univers jumelé préserve l’intégrité géométrique des symétries de l’espace-temps tout en fournissant un cadre naturel dans lequel la symétrie CPT peut être globalement conservée mais localement brisée. »

Des ondes primordiales comme preuves tangibles

La formulation de cette théorie du double univers amène inévitablement une question cruciale : existe-il un moyen concret de la prouver ? Les scientifiques à l’origine de cette publication estiment que les ondes gravitationnelles primordiales offrent une piste sérieuse. Ces ondes, générées durant la période inflationniste, pourraient porter en elles l’empreinte de ces asymétries CPT issues de l’aube de l’univers.

Les asymétries repérées dans les neutrinos constituent une autre signature potentielle évoquée par les auteurs. Ces particules, traversant le cosmos de part en part, pourraient conserver et transmettre les vestiges de ce déséquilibre fondamental né lors du Big Bang.

La validation éventuelle de cette proposition théorique ne se limiterait pas à expliquer notre présence matérielle. Elle aurait des répercussions majeures sur notre façon d’appréhender d’autres mystères cosmologiques anciens et tenaces. Comprendre cette mécanique intime du cosmos pourrait notamment fournir des clés inédites pour décrypter la nature fuyante de la matière noire et de l’énergie noire.

Selon la source : popularmechanics.com