Ce nom désigne une théorie alternative à celle selon laquelle notre univers serait un univers en expansion, aboutissant éventuellement à un multivers. Elle a été proposée en 2018 par le physicien Neil Turok, ancien directeur du Perimeter Institute for Theoretical Physics à Waterlow, Canada et aujourd’hui directeur de recherche à l’Université d’Edimbourg ainsi que par Latham Boyle du Perimeter Institute.
Selon eux, la physique fondamentale a aujourd’hui atteint un tournant décisif. Les observations scientifiques les plus puissantes faites à ce jour décrivent la structure de l’univers avec une clarté jamais atteinte. Ceci à grande échelle, soit la totalité de l’univers visible, comme jusqu’au niveau le plus petit, celui des particules élémentaires et de leurs constituants. Entre les deux de nouvelles technologies permettent de franchir la frontière du quantique pour accéder aux lois les plus fondamentales de la nature. Il semble que l’on se trouve à la veille de révolutions qui pourraient changer radicalement nos conceptions du monde.
L’une de ces révolutions serait d’admettre l’hypothèse d’un univers miroir évoluant en arrière dans le temps à partir du Big Bang initial. Cette évolution ne signifierait pas inflation. Il s’agirait d’une évolution lente, comme la nôtre. Mais elle se ferait en sens inverse. Pour eux cette hypothèse pourrait expliquer non seulement celle de l’expansion mais d’autres mystères encore incompris, ceux de la matière noire et de l’énergie noire notamment.
Cet « anti-univers », tel que le nomment les scientifiques à l’origine de ce concept, serait l’exact opposé du nôtre : il serait donc constitué de particules de charges opposées et le temps s’y écoulerait à l’envers à partir du Big Bang.
L’hypothèse classique de l’inflation, ou expansion de l’univers, leur paraît artificielle. Elle oblige à admettre l’existence dans l’univers primordial d’une énergie initiale si puissante qu’elle ait pu déclencher l’explosion avec tous les phénomènes évolutionnaires ayant suivi. Mais aussi d’une énergie si chaotique qu’elle ait produit, au lieu d’un univers uniforme, un univers comprenant toute la diversité constatable aujourd’hui, depuis les galaxies jusqu’aux zones apparemment vides séparant ces dernières. Ainsi, pour rester compatible avec tous les phénomènes régulièrement constatés, l’hypothèse de l’inflation doit être constamment ajustée.
Les grandes théories de la physique sont différentes. Ainsi celles de l’électromagnétisme de Maxwell ou de la gravité d’Einstein qui à partir d’un petit nombre d’équations proposent une grande quantité de prédictions vérifiables.
Suivant la théorie dite CPT symmetry (Symétrie Charge, Particule, Temps (Wikipedia https://en.wikipedia.org/wiki/CPT_symmetry), tout système physique est fait de particules qui se déplacent en avant dans le temps en obéissant aux mêmes lois qu’un système physique identique fait d’antiparticules qui se déplacent en arrière dans le temps.
Ainsi un univers miroir du nôtre qui se déplacerait en avant dans son temps à lui paraîtrait se déplacer en arrière dans notre temps. Mais nous n’aurions pas de moyens à ce jour pour nous en apercevoir
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Pour en savoir plus,
voir https://trustmyscience.com/univers-miroir-pourrait-exister-oppose-du-notre/
Cet « anti-univers », tel que le nomment les scientifiques à l’origine de ce concept, serait l’exact opposé du nôtre : il serait donc constitué de particules de charges opposées et le temps s’y écoulerait à l’envers à partir du Big Bang. Cette théorie, présentée très sérieusement par une équipe internationale de physiciens théoriciens, pourrait par ailleurs expliquer pourquoi la matière noire, qui constitue 27% de notre univers, nous est invisible.
La théorie repose sur un ensemble de trois symétries fondamentales de la nature : la charge (l’inversion de la charge d’une particule dans une interaction donnée correspond à une charge égale et opposée) ; la parité (l’image miroir d’une interaction de particules donne le même résultat) ; et le temps (une interaction exécutée en arrière dans le temps a le même aspect). La plupart des interactions physiques obéissent à ces symétries ; il y a parfois des violations, mais les physiciens n’ont jamais observé de phénomène qui transgressait les trois symétries en même temps.
Toutes trois sont ainsi regroupées sous un concept de symétrie fondamentale, nommé « symétrie CPT ». Elle s’applique à toutes les interactions, donc aux forces et aux champs qu’exercent les particules de matière les unes sur les autres. Des scientifiques ont toutefois émis l’hypothèse que cette symétrie pourrait s’appliquer bien au-delà des interactions fondamentales et donc, sur l’Univers dans son ensemble, vu ici en tant que contenant. Ce qui impliquerait l’existence d’un autre univers qui lui serait parfaitement symétrique.
Si la symétrie CPT s’applique ainsi à l’ensemble de l’Univers, il devrait y avoir autant de neutrinos droits que de neutrinos gauches et leur abondance pourrait donc expliquer la matière noire. « Nous calculons son abondance en détail et montrons que, pour correspondre à la densité de matière noire observée, [la masse du neutrino droit] doit être de 4,8×108 GeV », précisent les chercheurs.
À partir de là, ils prédisent que les trois saveurs de neutrinos gauches connues devraient être des particules de Majorana (qui sont leurs propres antiparticules, au contraire des particules de Dirac telles que l’électron). Pour qu’une particule soit sa propre antiparticule, elle doit être électriquement neutre et posséder des moments dipolaires nuls, mais les physiciens ne savent pas si les neutrinos affichent ou non de telles propriétés. Ils pensent cependant que selon leur théorie l’un des neutrinos devrait être sans masse.
À ce jour, les physiciens n’ont déterminé qu’une masse maximale pour chacune des saveurs, mais on ne connaît pas leur masse exacte. Peut-être que l’une d’elles est effectivement de masse nulle, soutenant au passage l’idée d’un univers à symétrie CPT (cf. ci-dessous).
Nous ne pourrons probablement jamais visiter ou même mesurer quoi que ce soit dans cet anti-univers qui puisse confirmer l’hypothèse. Mais les expériences à venir, menées au sein de notre propre univers, permettront peut-être un jour de lever le doute.
Pourtant, plusieurs implications importantes découlent de cette théorie. Elle apporterait ainsi une explication crédible à certaines grandes questions cosmologiques qui ne sont toujours pas résolues avec certitude.
On suppose par exemple que l’univers observable a connu une phase d’expansion très rapide en un temps extrêmement bref (entre 10-36 et 10-33 secondes) après le Big Bang — un modèle cosmologique qui offre une solution à la fois au problème de l’horizon (le fait que l’Univers soit homogène et isotrope à très grande échelle bien que certaines régions soient très éloignées) et au problème de la platitude (le fait que la courbure de l’Univers ne soit pas détectable). Comme le rappelle Live Science, plusieurs preuves corroborent cette inflation cosmique, mais l’image théorique de cet événement reste à éclaircir. La théorie de l’anti-univers mérite donc d’être étudiée.
Aujourd’hui il est admis que l’inflation cosmique a tellement bouleversé l’espace-temps qu’elle a engendré des quantités d’ondes gravitationnelles. Plusieurs expériences visent actuellement à repérer ces ondes primordiales.
Si ces recherches restaient vaines, cela pourrait renforcer l’hypothèse de l’existence d’un univers miroir : un univers respectant la symétrie CPT pourrait en effet se dilater naturellement et se remplir de particules, sans avoir besoin d’une longue inflation cosmique.
Une explication possible à l’existence de matière noire
Par ailleurs, dans cet anti-univers, la matière noire serait principalement composée d’un nouveau type de neutrinos, des particules subatomiques à très haute énergie et à faible densité qui sont électriquement neutres. En effet, il existe trois types (trois saveurs) connus de neutrinos : le neutrino-électron (νe), le neutrino-muon (νμ) et le neutrino-tau (ντ), qui ont tous un sens de rotation (spin) dit « gauche » — les neutrinos dits « droits » ne sont pas observés, ils ne sont pas produits et n’interagissent pas.
Or, toutes les autres particules connues ont des variations gauche et droite. Il pourrait donc exister quelque part des neutrinos droits, que nous ne sommes pas capables de détecter
Un univers respectant la symétrie CPT impliquerait l’existence d’au moins un type de neutrino droit ; il serait invisible, mais influencerait le reste de l’Univers par la force gravitationnelle. Et c’est exactement ce qui caractérise aujourd’hui la matière noire : des particules indétectables, qui n’interagissent que par la gravité.
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