Existe-t-il des mondes parallèles ?

2024 Auteur: Seth Attwood | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-16 16:04

La réalité physique peut être beaucoup plus étendue qu'un simple morceau d'espace dans le temps que nous appelons l'Univers. Notre environnement spatial peut être construit à une échelle incroyable et nos instruments astronomiques sont incroyablement limités. Nous, comme les fourmis, ne savons pas à quel point le monde est immense en dehors de la fourmilière.

Ainsi, certains physiciens théoriciens envisagent sérieusement la théorie du multivers, selon laquelle notre monde n'est qu'un parmi tant d'autres. De plus, en appliquant la théorie quantique à l'Univers, force est de constater qu'il existe simultanément dans de nombreux états.

Autrement dit, en permettant l'application des fluctuations quantiques à l'Univers, on est pratiquement obligé d'admettre l'existence de mondes parallèles. Il est également intéressant de noter que la combinaison de la théorie des cordes et de la version « éternelle » de la cosmologie inflationniste (en parlant du modèle inflationniste de l'Univers) fournit une base naturelle pour le soi-disant « multivers paysage ».

Théorie du multivers: l'inflation

Pour commencer, le concept de multivers émerge dans plusieurs domaines de la physique (et de la philosophie) à la fois, mais l'exemple le plus frappant est la théorie de l'inflation, qui décrit un événement hypothétique qui s'est produit lorsque notre univers était très jeune - moins d'un deuxième vieux. Selon la NASA, en un laps de temps incroyablement court, l'Univers a traversé une période d'expansion rapide, de « gonflement », devenant de plus en plus gros.

On pense que l'inflation dans notre univers a pris fin il y a environ 14 milliards d'années. Cependant, l'inflation ne s'arrête pas partout en même temps. Les chercheurs pensent qu'à mesure que l'inflation se termine dans une région, elle se poursuit dans d'autres.

Ainsi, alors que l'inflation a pris fin dans notre univers, il pourrait y avoir d'autres régions beaucoup plus éloignées où l'inflation a continué - et continue en ce moment. De plus, les univers individuels, selon LiveScience, peuvent « pincer » des univers plus grands, gonflés et en expansion, créant une mer sans fin d'inflation éternelle, remplie de nombreux univers individuels.

Dans ce scénario d'inflation éternelle, chaque univers apparaîtrait avec ses propres lois physiques, sa propre collection de particules, sa propre disposition des forces et ses propres valeurs de constantes fondamentales, disent les chercheurs.

Cela peut expliquer pourquoi notre univers possède des propriétés qu'il possède, et surtout celles qui sont difficiles à expliquer à l'aide de concepts tels que la matière noire ou la constante cosmologique. "S'il y avait un multivers, alors nous aurions des constantes cosmologiques aléatoires dans différents univers, et c'est juste une coïncidence si celle que nous avons dans notre univers prend la valeur que nous observons", explique Dan Heling, cosmologiste à l'Université. Arizona et expert en théorie des multivers.

Théorie du multivers: observations et preuves

Fait intéressant, une autre preuve de l'existence du dessin animé est l'observation - dans notre univers, tant de choses ont dû se produire que l'existence de la vie semble incroyable. Et s'il n'y avait qu'un seul Univers, il ne devrait probablement pas y avoir de vie. Mais dans le multivers, la probabilité de vie est beaucoup plus élevée. Mais cette théorie peut difficilement être qualifiée de convaincante, c'est pourquoi la plupart des scientifiques restent sceptiques quant à l'idée d'un multivers.

Et pourtant, beaucoup ont essayé de trouver des preuves plus physiques et convaincantes de son existence. Par exemple, si un univers voisin se trouvait près du nôtre il y a longtemps, il peut être entré en collision avec lui, laissant une empreinte notable.

Cette empreinte pourrait être sous la forme de distorsions dans le rayonnement de fond cosmique micro-ondes ou le rayonnement relique (lumière résiduelle de l'époque où l'univers était un million de fois plus petit qu'il ne l'est aujourd'hui) ou dans les propriétés étranges des galaxies dans la direction de la collision, selon un article publié par des chercheurs de l'University College London. …

Certains astrophysiciens sont allés encore plus loin, à la recherche de types particuliers de trous noirs qui pourraient être des artefacts provenant de parties de notre univers qui se sont séparées dans leur propre univers par un processus appelé tunnel quantique.

Si certaines zones de notre univers étaient ainsi divisées, elles laisseraient derrière elles des "bulles" dans notre univers, qui se transformeraient en ces trous noirs uniques, qui, selon les chercheurs, "pourraient exister aujourd'hui".

"La découverte potentielle de ces trous noirs pourrait alors indiquer l'existence d'un multivers", disent les théoriciens. Cependant, tous ces types de recherches n'ont jusqu'à présent mené nulle part, donc aujourd'hui le Multivers reste hypothétique.

Théorie du multivers: rayonnement de fond

En 1964, les physiciens Arno Penzias et Robert Wilson ont travaillé aux laboratoires Bell à Holmdel, New Jersey, créant des récepteurs micro-ondes ultra-sensibles pour les observations de radioastronomie. Mais quoi qu'ils aient fait, ils n'ont pas réussi à débarrasser les récepteurs du bruit de fond radio qui, assez curieusement, semblait venir de toutes les directions en même temps.

Penzias a contacté le physicien de l'Université de Princeton, Robert Dicke, qui a émis l'hypothèse que le bruit radio pourrait être le rayonnement de fond cosmique micro-ondes (CMB), qui est le principal rayonnement micro-ondes qui remplit l'univers.

C'est l'histoire de la découverte du CMB, simple et élégant. Pour leur découverte, Penzias et Wilson ont reçu le prix Nobel de physique en 1978, et pour cause. Leurs travaux ont inauguré une nouvelle ère de la cosmologie, permettant aux scientifiques d'étudier et de comprendre l'univers comme jamais auparavant.

Il est intéressant de noter que les travaux des physiciens ont également conduit à l'une des découvertes les plus étonnantes de l'histoire récente: les caractéristiques uniques du rayonnement relique peuvent être la première preuve directe qu'un nombre infini de mondes en dehors de l'univers connu existent réellement. Cependant, pour bien comprendre cette affirmation inhabituelle, il est nécessaire de faire un voyage au début des temps.

Théorie du multivers: le Big Bang

Selon la théorie généralement acceptée de l'origine de l'univers, au cours des premiers centaines de milliers d'années après le Big Bang, notre univers était rempli d'un plasma incroyablement chaud, composé de noyaux, d'électrons et de photons qui diffusaient la lumière.

Vers 380 000 ans environ, l'expansion continue de notre univers l'a refroidi à des températures inférieures à 3 000 Kelvin, ce qui a permis aux électrons de fusionner avec les noyaux pour former des atomes neutres, et l'absorption d'électrons libres a permis à la lumière d'éclairer l'obscurité.

La preuve - sous la forme du CMB mentionné précédemment - est ce que Penzias et Wilson ont trouvé. Leur découverte a finalement aidé à établir la théorie du Big Bang.

Pendant de nombreux éons, l'expansion en cours a refroidi notre univers à une température d'environ 2,7K seulement, mais cette température est inégale. Les différences de température sont dues au fait que la matière est inégalement répartie dans l'univers. On pense que cela est causé par de minuscules fluctuations de la densité quantique qui se sont produites juste après le Big Bang.

En 2017, des chercheurs de l'Université de Durham au Royaume-Uni ont publié un article suggérant que les empreintes CMB (appelées points froids) pourraient être la preuve d'autres mondes. Les auteurs ont émis l'hypothèse que les taches dans le rayonnement de fond micro-ondes sont apparues à la suite d'une collision entre notre univers et un autre.

En général, les taches dans le rayonnement des reliques peuvent être considérées comme la première preuve de l'existence du multivers - des milliards d'autres univers, similaires au nôtre, - écrivent les chercheurs.

Théorie du multivers: la matière noire

Un autre élément de preuve dans le trésor de la théorie du multivers ajoute une nouvelle étude extrêmement intéressante. Ses résultats, écrit Vice, suggèrent que les trous noirs formés à partir d'univers effondrés génèrent de la matière noire, et notre propre univers peut ressembler à un trou noir pour les étrangers.

Notez que la matière noire est une substance invisible qui représente la majeure partie de la masse de l'Univers - même si elle n'émet pas de lumière détectable, elle existe toujours, car elle a un effet gravitationnel sur les amas de galaxies et autres objets émetteurs dans l'espace.

Un éventail vertigineux d'hypothèses a été proposé pour expliquer la matière noire, mais maintenant les scientifiques ont suggéré que les trous noirs primordiaux, des objets hypothétiques remontant aux premiers jours de l'univers, "sont un candidat viable pour la matière noire". Cette conclusion a été tirée par une équipe internationale de chercheurs des États-Unis, du Japon et de Taïwan, dans un article publié dans la revue scientifique Physical Review Letters en janvier de cette année.

Et pourtant, pour le moment, tous ces concepts sont spéculatifs, bien que les physiciens s'attendent à de nouvelles façons d'observer avec des télescopes sophistiqués dans les années à venir pour aider à répondre à de nombreuses questions.

Théorie du multivers: l'inflation à nouveau

Le célèbre physicien théoricien britannique Stephen Hawking est décédé le 14 mars 2018 après avoir passé des décennies confiné dans un fauteuil roulant et dépendant d'un synthétiseur vocal en raison des souffrances causées par la sclérose latérale amyotrophique. Le dernier travail de recherche du scientifique, publié à peine 10 jours avant sa mort, a été écrit avec le professeur de physique théorique Thomas Hertog et concernait le multivers.

Dans un article intitulé « A Smooth Way Out of Perpetual Inflation ? Hawking et Hertog ont émis l'hypothèse que l'expansion rapide de l'espace-temps après le Big Bang pourrait se produire à plusieurs reprises, créant plusieurs univers.

Leur travail est essentiellement une extension de la théorie de l'inflation, qui suggère qu'avant le Big Bang, l'univers était rempli d'énergie qui faisait partie de l'espace lui-même et que cette énergie provoquait une expansion de l'espace à un rythme exponentiel. C'est cette énergie qui a donné naissance au Big Bang, et c'est ce dont nous avons parlé plus tôt.

Cependant, comme l'inflation, comme tout le reste, est de nature quantique, cela signifie qu'il doit y avoir des régions de l'espace dans l'univers où l'inflation se termine et le Big Bang commence. Cependant, ces zones ne peuvent jamais entrer en collision, car elles sont séparées par des zones d'espace de gonflage.

Théorie du multivers: critique et conclusions

En conclusion, il faut dire que lorsque quelqu'un parle de la théorie du multivers, cela peut sembler à la fois arrogant et humble. Mais de nombreux physiciens ont une réaction complètement différente: à leur avis, l'idée d'un multivers n'est pas scientifique et peut-être même « dangereuse » dans la mesure où elle peut conduire à des efforts scientifiques mal orientés.

Par exemple, Paul Steinhardt, professeur de sciences naturelles à l'Université de Princeton, a appelé la théorie du multivers "La théorie de n'importe quoi", car elle est compatible avec l'observation arbitraire et, par conséquent, n'a aucun biais empirique.

D'une manière ou d'une autre, malgré la critique de la théorie de la pluralité des mondes, les données de la recherche scientifique (dont certaines sont décrites dans cet article) permettent d'avancer même des théories en apparence aussi folles. Après tout, revenant à l'analogie de la fourmilière, que savons-nous du monde dans lequel nous vivons ?