Quand une vieille idée du 19e siècle pourrait enfin expliquer pourquoi notre Univers n’est pas vide

Heureusement, ce n’est pas le cas. Mais pourquoi ? On sait qu’il y a eu un tout petit déséquilibre, une minuscule erreur de calcul cosmique : une particule de matière supplémentaire pour chaque milliard de paires matière-antimatière. C’est cette infime différence qui a survécu à l’annihilation pour former tout ce que nous connaissons. Et pourtant, la physique actuelle n’arrive pas à expliquer d’où vient ce déséquilibre. C’est un peu frustrant, avouons-le.

Son idée était audacieuse, vraiment audacieuse pour l’époque : et si les atomes n’étaient que des tourbillons stables dans cet éther ? Vous voyez, un peu comme des anneaux de fumée que l’on peut souffler, mais qui, dans un fluide parfait, resteraient là indéfiniment. Kelvin pensait que les différents éléments chimiques (l’oxygène, le carbone, etc.) correspondaient simplement à ces tourbillons qui se seraient noués de différentes manières. Des nœuds simples pour l’Hydrogène, des nœuds plus complexes pour d’autres éléments. Très élégant comme concept.

Pourtant, l’idée des nœuds est restée fascinante. Aujourd’hui, les physiciens n’utilisent plus l’éther, mais ils parlent de « solitons noués » (un jargon un peu barbare qui désigne des structures isolées et stables) ou de « nœuds cosmiques » qui auraient pu se former dans l’Univers primordial. Ces nœuds modernes ne sont pas dans un fluide, mais ils sont assurés par des caractéristiques mathématiques appelées « invariants topologiques ». En clair, ces nœuds ne peuvent pas se défaire tant qu’ils ne sont pas cassés ou qu’une force quantique ne les y oblige. C’est leur stabilité étonnante qui les rend pertinents pour l’Univers très, très jeune.

Lorsque ces nœuds, qui étaient au départ très stables, finissent par se désagréger – peut-être par un phénomène étrange appelé « effet tunnel quantique », un peu comme une fissure qui apparaît dans une structure parfaite –, ils produisent des particules lourdes spécifiques : les neutrinos droits. Et c’est là que le miracle opère : la désintégration de ces neutrinos lourds crée un minuscule penchant en faveur de la matière sur l’antimatière. C’est subtil, c’est microscopique, mais c’est exactement ce qu’il fallait pour que nous existions.

Dans ce sens, les choses deviennent très claires, presque poétiques. Yu Hamada estime que ces neutrinos droits sont en quelque sorte les « parents » de toute la matière que nous voyons aujourd’hui, y compris nos propres corps. Et devinez quoi ? Ces fameux nœuds cosmiques, issus de l’idée de Lord Kelvin, peuvent être considérés comme nos « grands-parents ». C’est une perspective plutôt émouvante sur l’histoire de la physique et de l’Univers, vous ne trouvez pas ?

Bien sûr, tout ceci n’est qu’une théorie à un stade précoce, et il faudra du temps pour la confirmer. Mais la beauté de la science, c’est qu’on peut tester ces idées. Comment ? En cherchant les signatures de ces nœuds cosmiques dans l’Univers.