Des astrophysiciens canadiens de l'Université de la Colombie-Britannique pensent avoir réussi à expliquer l'un des plus grands mystères de la nature : qu'est-ce qui cause l'expansion de l'Univers?
Un texte d'Alain Labelle
L'étudiant au doctorat Qingdi Wang et ses collègues s’attaquent à la question dans ces travaux qui tentent de résoudre le problème majeur d'incompatibilité entre les deux théories dominantes qui expliquent le fonctionnement de notre Univers : la mécanique quantique et la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Ces résultats 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.» - Qingdi Wang
Pour le professeur d’astrophysique Bill Unruh, qui supervise les travaux de l’étudiant Wang, c’est une théorie nouvelle dans un domaine où il n'y a pas eu beaucoup de nouvelles idées pour tenter d'expliquer le problème.
Les scientifiques ont établi en 1998 que l’Univers se développe à un rythme toujours croissant, ce qui implique que l'espace n'est pas vide, mais qu’il serait plutôt rempli d'énergie noire qui éloigne la matière.
Lorsque les physiciens appliquent la théorie de la mécanique quantique à cette énergie du vide, il est prédit qu'il y aurait une densité incroyablement grande d'énergie.
En fait, cela équivaudrait à beaucoup plus que l'énergie totale que toutes les particules de l'Univers combinées.
La théorie de la relativité générale d'Einstein suggère, quant à elle, que l’énergie a un important effet gravitationnel. La plupart des physiciens pensent que si ces deux théories coexistaient, cela causerait l’explosion de l’Univers.
Heureusement, cette réalité ne s'avère pas, et l’Univers continue tranquillement son expansion. Mais la question demeure sans réponse. Les scientifiques devront pourtant expliquer ce mystère afin de faire progresser nos connaissances fondamentales en physique et de comprendre notre monde.
Une nouvelle approche
Contrairement à leurs collègues qui tentent de modifier les deux théories pour résoudre le mystère, l’équipe canadienne a pris une nouvelle approche. Elle a pris la grande densité d'énergie sous vide prédite par la mécanique quantique et a constaté qu'il manquait des informations importantes sur l'énergie du vide dans les calculs précédents.
Ses calculs fournissent une image physique complètement différente de l'Univers. Cette nouvelle image montre que l'espace dans lequel nous vivons fluctue énormément. À chaque endroit, il oscille entre expansion et contraction, et au fur et à mesure les deux se désolidarisent, mais un très petit effet net conduit l'Univers à se développer lentement à un rythme accéléré.
Le détail de ces travaux est l'objet d'un article publié dans la revue Physical Review.
Voir aussi:
Le soleil vu des planètes du système solaire
