Nous avons généralement tendance à considérer l’espace-temps comme la structure de base de l’univers, mais est-ce une réalité réelle ou découle-t-il de quelque chose de plus profond ? C’est la question qui préoccupe les physiciens nuit après nuit. « Ce n’est pas seulement une question philosophique dont on discute autour d’une bière ; cela fait partie du travail quotidien des physiciens dans ce domaine », explique Marika Taylor de l’Université de Birmingham au Royaume-Uni.
Pour comprendre cela, il faut commencer par la mécanique quantique, qui décrit le comportement des particules à des échelles infimes. On sait que l’un des principes fondamentaux de la mécanique quantique est que les connexions entre les particules peuvent aller au-delà de nos concepts traditionnels d’espace et de temps. Cela se produit grâce à un phénomène appelé intrication quantique, dans lequel les particules peuvent s’influencer instantanément même lorsqu’elles se trouvent à une distance pouvant atteindre la moitié de l’univers !
Ressemblant à un énorme filet de pêche en caoutchouc, lorsqu’on pose quelque chose de lourd dessus, il se plie sous l’effet de son poids (ESA). Aujourd’hui, les cosmologistes admettent que l’intrication quantique est étroitement liée à l’origine de l’espace lui-même. Si nous connaissons l’étendue de l’intrication entre deux particules quantiques, nous pouvons calculer la distance qui les sépare. Par conséquent, la prise en compte de l’intrication d’un réseau de particules peut commencer à former une géométrie de l’espace, où l’espace émerge de l’intrication quantique elle-même.
De plus, la théorie des cordes, candidate à la « théorie du tout », affirme que ce qui se passe à l’intérieur de l’espace peut être parfaitement décrit par des données situées aux limites extérieures de cet espace, ce qu’on appelle la dualité holographique. En combinant l’intrication quantique, nous pouvons comprendre la structure de l’univers spatial, où les distances entre les objets représentent la géométrie de l’espace.
Les scientifiques Spyridon Michalakis du California Institute of Technology, Sean Carroll de l’Université Johns Hopkins et Charles Kao de Virginia Tech ont construit une explication énigmatique de l’origine de l’espace-temps, dans laquelle l’intrication entre les particules à ses limites révèle l’émergence possible de l’espace-temps. et forme ces géodésiques, que les particules suivent lorsqu’elles se déplacent dans tout l’univers.