Notre Univers est presque idéalement adapté à l'émergence de l'homme et d'autres êtres intelligents. Qu'y a-t-il derrière cela - des puissances plus élevées ou des facteurs aléatoires? Bernard Carr, ami et élève de Stephen Hawking, raconte comment cette question est liée aux mondes parallèles et si l'on peut être sûr de leur existence.
"Navire d'éternité" noir
Le professeur Carr s'est récemment rendu à Moscou et a donné une conférence à l'Institut de physique de l'Académie des sciences de Russie sur la façon dont les trous noirs auraient pu apparaître dans les premiers instants de la vie de l'Univers et quel rôle ils ont joué dans son évolution. Le scientifique a expliqué à RIA Novosti pourquoi il est arrivé à la conclusion que des mondes parallèles existent et que notre Univers est l'un d'entre eux.
«Nous avons encore une mauvaise idée de ce qui s'est passé avant le Big Bang. D'un autre côté, la théorie des cordes prédit que nous pourrons, grâce à l'observation des ondes gravitationnelles primordiales, comprendre à quoi ressemblait l'univers dans les premiers instants de son existence. Et sur la base de cela pour présenter une image du monde avant le début des temps », - a déclaré Carr, répondant aux questions de RIA Novosti.
Par exemple, si notre Univers n'est pas né d'un vide, mais à l'intérieur des restes d'un autre Univers, qui a mis fin à sa vie au cours d'une forte compression de l'espace, alors son "embryon" devrait contenir de nombreux trous noirs. Comme l'explique Carr, ils peuvent survivre au Big Bang et être présents dans l'univers même aujourd'hui, bien qu'il soit peu probable que nous déterminions lesquels des trous modernes ont une origine aussi exotique.
«Ces trous noirs, en fait, devraient être les seuls objets capables de survivre à la fin d'un univers. Tout le reste - vous et moi, les planètes, les étoiles et les galaxies - sera broyé dans un «big bang». Si de tels objets existent, alors ils ont joué un rôle important dans l'évolution de l'Univers, servant d'embryons, sorte d '«ADN» de trous noirs supermassifs au centre des galaxies. Ils ont, à leur tour, «orchestré» la formation des étoiles et régissent leur vie aujourd'hui », explique le professeur.
Vérifier cela, admet-il, est extrêmement difficile - de nombreux scientifiques doutent que cela soit possible en principe. D'autre part, selon lui, les détecteurs d'ondes gravitationnelles sont capables de voir une autre chose importante, expliquant potentiellement l'émergence de l'humanité dans un univers "commode" pour nous.
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Le fait est que de nombreux astronomes et cosmologistes croient aujourd'hui que notre Univers possède un certain nombre de caractéristiques uniques, notamment le rapport des proportions de matière visible, de matière noire et d'énergie, grâce auquel les étoiles, les planètes et les conditions appropriées à l'origine de la vie y existent.
Bernard Carr dans les murs de l'Institut de physique de l'Académie des sciences de Russie à Moscou / Photo: FIAN.
Les moindres écarts dans les valeurs de ces constantes physiques et d'autres, comme le croient les partisans de cette idée, appelée le «principe anthropique», rendront l'Univers sans vie ou raccourciront tellement sa durée de vie que ni l'humanité ni les «frères en tête» n'auront le temps d'y apparaître. …
Dans le même temps, les théories cosmologiques modernes disent que l'Univers ne doit pas nécessairement posséder un tel ensemble de propriétés. En conséquence, la question se pose: pourquoi existons-nous et comment notre monde est-il né?
«Cette question a deux réponses, parmi lesquelles nous ne devons en choisir qu'une. Premièrement, les propriétés uniques de l'Univers pourraient être définies «d'en haut», ce que je n'exclus pas personnellement, contrairement à de nombreux collègues. D'un autre côté, l'existence du soi-disant Multivers est également possible. À cela, comme je dois constamment le souligner, je suis plus enclin qu'à la présence de certaines forces surnaturelles », explique le cosmologiste.
Carr et de nombreux autres cosmologistes pensent que notre univers n'est qu'un des innombrables mondes parallèles qui composent une structure plus grande, le multivers. Ces «autres espaces» peuvent avoir des ensembles de propriétés très différents, ce qui élimine le besoin pour les scientifiques d'expliquer les caractéristiques uniques de notre univers.
La possibilité de leur existence découle de la théorie des cordes et d'un certain nombre d'autres concepts mathématiques qui supposent la présence d'un grand nombre de dimensions, dont certaines sont «enroulées» dans notre Univers, mais «déroulées» dans le Multivers.
«Il me semble que nous trouverons certainement des traces d'autres dimensions et mondes parallèles, pointant vers le Multivers. La seule question est de savoir quelles propriétés ils auront. Dans certains cas, les dimensions supplémentaires seront suffisamment grandes pour influencer notre Univers, en particulier la formation de trous noirs », explique le scientifique.
Clé du multivers
Cette idée peut être testée si les astronomes calculent le nombre de trous noirs apparus dans notre Univers au moment où ses limites ont commencé à s'étendre rapidement dans les premières secondes après le Big Bang.
«Le nombre de trous noirs primordiaux ou primordiaux ne peut être aléatoire. Avec leur abondance, l'Univers n'aura tout simplement pas assez de matière pour former des galaxies, des étoiles et des planètes, et avec leur faible quantité, les propriétés de la matière noire ne seront pas les mêmes que les observations actuelles de galaxies relativement jeunes », poursuit le professeur Carr.
Les astronomes pensent que presque tous les trous noirs primordiaux ont des masses relativement faibles. Pour cette raison, ils auraient dû s'évaporer et exploser depuis longtemps, comme le prédit la théorie de Stephen Hawking. Les grands trous primordiaux s'évaporent plus lentement et peuvent donc survivre jusqu'à ce jour.
«J'ai longtemps voulu demander à Stephen ce qui serait plus intéressant - la découverte de traces d'explosions de trous noirs primordiaux (cela confirmerait l'existence du rayonnement Hawking) ou la découverte d'objets inhabituellement grands de ce type dans l'univers moderne. Leur découverte, à son tour, signifierait que nous avons trouvé de la matière noire - rappelle le physicien. - Stephen aurait mieux aimé la première option, mais personnellement, je me penche vers la seconde. Ce n'est pas seulement plus intéressant pour moi, mais aussi plus probable en réalité. Ce serait une autre grande découverte."
Les plus petits trous noirs, dont le diamètre est inférieur à la longueur dite de Planck, ne se comporteront pas, selon Carr, comme des singularités, mais comme des «trous de ver», des tunnels dans la structure de l'espace-temps. Ils peuvent connecter non seulement différents univers, mais également des époques différentes - passées, présentes et futures.
Un réseau cosmique de matière ordinaire et sombre / Photo: Volker Springel, Virgo Consortium.
Des traces de trous noirs primordiaux, selon Carr, pourraient déjà être trouvées par l'humanité. Le fait est que pratiquement tous les sursauts d'ondes gravitationnelles découverts par les télescopes LIGO et VIRGO sont générés par des trous noirs inhabituellement grands, dont l'existence et l'appariement sont difficiles à expliquer.
Une autre piste possible est les mystérieux signaux radio rapides récemment découverts (sursauts FRB) émanant de coins éloignés de l'univers, ainsi que de faibles sursauts gamma comme l'événement qui a été enregistré en août dernier avec une rafale d'ondes gravitationnelles.
Si les trous noirs primaires sont jamais découverts, alors, comme le suggère le scientifique, ils peuvent devenir une fenêtre sur le monde du multivers et l'une des clés de la réponse à la question principale de l'astronomie - comment fonctionne la gravité.
«Lee Smolin, Peter Voight et d'autres sceptiques insistent constamment sur le fait que la théorie des cordes a une nature purement mathématique et abstraite, sans aucun lien avec le monde réel ou la physique. Pour les mêmes raisons, ils critiquent la théorie du multivers, qui est soutenue non seulement par moi, mais aussi par de nombreux physiciens éminents tels que Leonard Susskind et Martin Rees. Oui, nous avons des problèmes avec le fait que les traces de ces mondes sont presque impossibles à trouver, mais nous ne pouvons pas dire avec certitude que nous ne pourrons jamais le faire. Nous avons passé 100 ans à découvrir les ondes gravitationnelles. Il faudra probablement le même temps pour découvrir les dimensions parallèles et valider la théorie des cordes. Et les trous noirs primordiaux, je crois, détiendront la clé de leur découverte », conclut Carr.