Si l’on pouvait vider l’univers de son contenu, que resterait-il ? L’espace-temps. Mais que signifie ce terme ? Pour la théorie générale de la relativité due à Albert Einstein l’espace-temps n’existe pas en lui- même. Il est défini par la masse et l’énergie, lesquelles donnent naissance à la gravité. De plus les équations d’Einstein sont continues ce qui signifie que l’espace temps est régulier.
Aujourd’hui cependant beaucoup de physiciens considèrent que l’espace-temps doit obéir aux lois de la mécanique quantique qui gouvernent le comportement des particules sub-atomiques et des champs. Dans ce cas, il pourrait être quantifié, c’est décomposé en parties discrètes, comme toutes les choses du monde matérielle.
Malheureusement, nous n’avons pas de preuve directes que l’espace-temps puisse être quantifié. Dans ce cas en effet, ses composantes élémentaires seraient si petites qu’il serait impossible de les observer directement.
Ne restent que les observations indirectes. A cette fin, des physiciens ont imaginé récemment une série d’expériences qui pourraient répondre une fois pour toutes à la question de savoir si l’espace-temps pourrait, comme la lumière, être « pixélisé ».
C’est ainsi que le physicien italien Giovanni Amelino-Camelia de l’Université de Naples, avait présenté en juin 2023 une série d’expériences portant sur les neutrinos. Il s’agit de particules fondamentales si légères qu’elles ont de la peine à interagir avec d’autres particules matérielles et que l’on suppose provenir de galaxies lointaines.
Dans un espace classique, autrement dit non quantifié, elles devraient se déplacer à des vitesses proches de celle de la lumière. Mais dans certaines hypothèses relatives à l’existence d’une espace-temps quantique, leur vitesse devrait dépendre de leur énergie.
En observant des neutrinos détectés par le Ice Cub Neutrino Observatory situé dans l’Antarctique, Amelio-Camelino et son équipe remarquèrent des neutrinos paraissant avoir des trajectoires plus ou moins rapides en dépit de leurs origines communes. Cela ne mettait-il pas en évidence l’existence d’un espace-temps quantifié où les trajectoires fluctuent selon les distances ?
Dans ce cas, l’Observatoire Interférométrique d’ondes gravitationnel LIGO devrait être assez sensible pour pouvoir détecter ces rides dans l’espace temps que certains qualifient déjà de gravitons. Les expériences vont continuer.
(à suivre)
Europe Solidaire 