La physique a une double personnalité. La relativité générale régit les grandes choses, la gravité courbant l’espace-temps en arcs de balayage. La mécanique quantique gère les petites choses, les particules qui grouillent en probabilités.
Les deux refusent de se serrer la main.
Depuis plus d’un siècle, nous sommes coincés. Comment faire correspondre la courbure douce de l’univers avec la nature numérique et en blocs des lois quantiques ? Nous avons des dizaines de théories qui tentent de forcer le syndicat. Gravité quantique, théorie des cordes, gravité quantique en boucle. La plupart d’entre eux tentent la même chose : prendre l’espace-temps lui-même et le décomposer en morceaux. Rendre l’espace-temps quantique.
Jonathan Oppenheim n’est pas d’accord.
Physicien à l’University College de Londres, Oppenheim propose une voie que personne d’autre ne semble vouloir emprunter. Il appelle cela la gravité post-quantique.
Le temps n’est pas fluide
L’idée de base est contre-intuitive. Peut-être que l’espace-temps n’est pas du tout constitué de petits blocs. C’est peut-être continu. Lisse. Fondamental. Pas de quanta pour la structure de l’univers.
Mais voici le kicker. Si vous effectuez le calcul sur cette hypothèse – si vous laissez un espace-temps fluide interagir avec des particules, des champs et des forces quantiques qui sont définitivement quantifiés – quelque chose de bizarre apparaît.
Le hasard.
Plus précisément, le temps bancal.
Pensez au temps tel que vous le vivez. Il coule vers l’avant. Une seconde ici. Une minute là. Régulier. Prévisible. Les équations d’Oppenheim indiquent qu’à une échelle microscopique, ces secondes tremblent. Les tics de l’horloge universelle ne sont pas synchronisés. Ils fluctuent. C’est subtil. Nous ne le ressentons pas. Mais le temps s’écoule de manière imprévisible. Ça tremble.
« Cela se produirait à des échelles trop petites pour que nous puissions le remarquer, mais le temps serait « bancal ». »
Pourquoi? Oppenheim ne le sait pas.
Les équations l’exigent, mais elles n’indiquent pas de cause physique. Une particule cachée ? Un shunt dimensionnel ? Il n’a pas encore lié le caractère aléatoire à un mécanisme spécifique. C’est un problème, bien sûr. Mais Oppenheim affirme que c’est aussi une fonctionnalité. Ces oscillations expliquent pourquoi le monde quantique nous semble quantique.
Ils expliquent le problème de mesure. Cette règle quantique bizarre selon laquelle un système existe dans plusieurs états jusqu’à ce que vous le regardiez, auquel cas il se transforme en un état défini. Le chat de Schrödinger. Mort et vivant. Jusqu’à ce que vous ouvriez la boîte. Les fluctuations aléatoires de l’espace-temps pourraient être la raison même pour laquelle le chat doit choisir son destin.
Oppenheim admet que la communauté scientifique adore détester cette idée. Il est probablement le seul à croire que cela pourrait être vrai.
Pouvons-nous le prouver ?
Bonne nouvelle pour les sceptiques : vous pouvez tester cela.
C’est rare. De nombreuses théories de la gravité sont des éléments mathématiques élégants qui flottent au-dessus de l’expérimentation. Ils sont beaux mais intouchables. La gravité post-quantique descend suffisamment bas pour toucher la saleté.
Giuseppe Fabiano du Lawrence Berkeley National Laboratory affirme que cette testabilité compte plus que la théorie elle-même. “Tant que cela donne des prédictions que je peux tester en laboratoire, c’est utile.”
Les tests sont grossiers. Vous prenez deux messes. Vous mesurez l’attraction gravitationnelle entre eux avec une précision folle. La relativité générale relie l’espace et le temps à la gravité. Si la partie temporelle de cette équation est bancale, la gravité devrait également bouger.
“Nous verrons cette imprévisibilité lorsque nous mesurerons la gravité.”
Nous n’en sommes pas encore là.
Construire des capteurs offrant cette précision est un projet qui s’étale sur plusieurs décennies. Nous venons de confirmer que ces expériences sont même théoriquement possibles récemment. Les obstacles techniques sont énormes. Mais les chercheurs conviennent que cela vaut la peine d’essayer.
Pourquoi? Car si Oppenheim a raison, tout change. La gravité est déjà une exception. C’est plus faible que les autres forces. Cela ne rentre pas dans le modèle standard. Mais une réalité post-quantique suggère que ce n’est pas seulement faible ou différent en degré – c’est différent en genre. Radicalement distinct.
Nous réécririons l’histoire de l’univers. Résoudre le conflit relativité-quantique serait bien, mais c’est secondaire par rapport au choc. Un univers où le temps bégaie aux limites de la perception ? Là où la réalité n’a pas de fondement solide ?
Le calcul fonctionne. Les expériences sont en cours de planification. La seule variable qui reste est de savoir si nous sommes prêts à recevoir une réponse qui n’est pas soigneusement emballée.
Nous attendrons peut-être longtemps pour savoir si le temps est réellement solide.
