Et si l’Univers était simple ? Une nouvelle théorie quantique que le physicien Brian Cox trouve « exaltante »

On a deux théories incroyables qui décrivent le monde. D’un côté, la mécanique quantique, qui explique le monde de l’infiniment petit, celui des particules. De l’autre, la relativité générale d’Einstein, qui nous parle de la gravité et de l’infiniment grand, comme les planètes et les galaxies. Chacune a été prouvée maintes et maintes fois. Le problème ? Elles ne s’entendent pas du tout. C’est un peu comme avoir deux manuels d’instructions géniaux, mais qui se contredisent.

Ce désaccord devient un vrai problème quand on regarde des objets extrêmes, comme les trous noirs ou le Big Bang. Là, les deux théories devraient fonctionner ensemble, mais c’est la pagaille. C’est pour ça que les physiciens du monde entier cherchent désespérément une « théorie du tout » qui pourrait enfin les réconcilier.

Dans cette recherche, il y a quelques grandes pistes. Vous avez peut-être entendu parler de la théorie des cordes. L’idée, c’est que les particules les plus fondamentales ne sont pas des points, mais plutôt de minuscules cordes qui vibrent. La façon dont elles vibrent donnerait à chaque particule ses propriétés. C’est une image assez poétique, je trouve.

Une autre concurrente s’appelle la gravité quantique à boucles. Elle, elle imagine que l’espace n’est pas lisse et continu, mais qu’il est fait de tout petits morceaux indivisibles, des sortes d’atomes d’espace, qui s’assemblent pour former des boucles. Il y a plein d’autres idées, parfois très originales, comme celle où la gravité viendrait de l’entropie, c’est-à-dire du désordre. Bref, ça bouillonne d’idées, toutes basées sur des maths incroyablement complexes.

Et c’est là qu’arrive ce nouvel article, qui n’a pas encore été validé par d’autres scientifiques mais qui fait déjà beaucoup de bruit. Écrit par une équipe du prestigieux MIT, il s’attaque à un concept mathématique appelé « l’espace de Hilbert ». Pour faire simple, c’est une façon de prolonger notre géométrie en 3D à un nombre infini de dimensions. Oui, ça donne le vertige.

Les chercheurs ont appliqué cet outil à un univers « fermé », c’est-à-dire un univers qui pourrait un jour finir par s’effondrer sur lui-même dans un « Big Crunch ». Et là, ils ont découvert quelque chose de totalement inattendu.

Leur calcul montre que cet espace de Hilbert, avec toutes ses dimensions infinies, se réduit à… une seule dimension quand on parle de gravité quantique dans un univers fermé. C’est fou, non ? Une seule dimension. Pensez à une simple ligne droite.

La conséquence est énorme et assez philosophique : un tel univers ne peut pas avoir d’observateur extérieur. Personne ne peut le regarder « de dehors ». S’il est si simple, c’est peut-être nous, les observateurs à l’intérieur, qui créons l’illusion de la complexité. En fait, l’univers serait simple, et c’est nous qui serions compliqués.

Le célèbre physicien et présentateur britannique Brian Cox a qualifié l’article d’« exaltant », même s’il est très technique. Mais ce qui l’a vraiment amusé, c’est une petite note de bas de page. Juste après avoir expliqué qu’un tel univers ne pouvait avoir d’observateur externe, les auteurs ont écrit : « Nous laissons les implications théologiques de cette affirmation en exercice au lecteur ».

C’est une pirouette pleine d’humour. Bien sûr, l’article ne cherche ni à prouver ni à réfuter l’existence de Dieu. C’est un clin d’œil. D’ailleurs, dans un univers aussi simple, nous-mêmes n’existerions pas tels que nous sommes. Les auteurs explorent ensuite des pistes pour essayer de comprendre comment un observateur comme nous pourrait quand même y trouver sa place, en utilisant des principes comme l’holographie (l’idée qu’une surface plate peut contenir toute l’information d’un volume en 3D).

Soyons clairs, ce papier n’a pas résolu le grand mystère de l’unification de la physique. C’est une proposition, une nouvelle façon de voir les choses qui doit encore être débattue et vérifiée. Mais elle pourrait avoir des applications intéressantes, notamment pour mieux comprendre les trous noirs.

Ce qui est certain, c’est que cette approche est originale et donne à réfléchir. Et même si la théorie ne mène nulle part, sa fameuse note de bas de page, elle, est probablement déjà entrée dans les annales de la physique pour son esprit et son humour. La science, c’est aussi ça : des idées audacieuses et, parfois, un bon mot.