L'univers peut se ronger de l'intérieur, mais ne vous inquiétez pas: les physiciens qui étudient ce phénomène, appelé «désintégration de l'espace-temps», pensent que c'est peu probable.
L'idée que dans certains scénarios de développement l'univers serait complètement détruit par une bulle de rien en expansion n'a pas été rappelée depuis 1982, lorsque le physicien théoricien Witten a présenté la possibilité d'une autocritique de l'univers dans la revue Nuclear Physics. Il a écrit: "Un trou se forme spontanément dans l'espace et se dilate rapidement à l'infini, absorbant tout ce qui peut se produire en chemin."
Considérant qu'une bulle de rien a détruit l'univers soit 13 milliards d'années avant la publication de l'article, soit 38 ans plus tard, il serait raisonnable de ne pas prêter attention à de telles théories. Mais trois physiciens de l'Université d'Oviedo en Espagne et de l'Université d'Uppsala en Suède soutiennent que nous pouvons bénéficier de l'idée d'une bulle dévorante et destructrice de l'univers.
Le fait que notre univers soit principalement vide est l'une des raisons pour lesquelles il existe dans un état relativement stable. Dans la théorie quantique des champs, qui relie la physique quantique et la dynamique de l'espace-temps, le vide est compris comme l'état d'énergie minimum possible.
Les états quantiques «excités» avec des énergies supérieures à l'état de vide ne durent pas longtemps et ont tendance à se calmer rapidement vers des états d'énergie plus faibles en émettant des photons. Le vide, par contre, n'a pas d'états d'énergie inférieure auxquels on peut continuer à se désintégrer, et existe donc dans un état stable.
Puisque la majeure partie de notre univers est dans le vide, dans un état d'énergie minimale, nous n'avons pas à nous soucier de la dégradation de l'espace-temps. Cependant, en physique théorique, de telles hypothèses n'ont pas leur place.
Au début des années 1970, plusieurs physiciens russes ont exploré séparément l'idée qu'il y a quelque chose entre un vide stable et un non-vide instable: un état de type vide qui semble stable en raison de sa très longue période de pré-désintégration. Ce «faux vide» aide à éliminer les incohérences dans les théories sur les conditions précoces de l'univers.
Bien que le concept de faux vide ait été proposé pour décrire uniquement la transition pré-Big Bang, des recherches récentes dans le domaine de Higgs (le champ de force quantique détecté par l'accélérateur de particules du CERN) suggèrent que nous pouvons encore vivre dans un faux vide: ce qui était auparavant considéré comme stable (l'énergie la plus basse) L'état de Higgs peut ne pas être l'état d'énergie le plus bas.
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La possibilité que la stabilité de notre univers soit une illusion à très long terme a soulevé la question de savoir comment et pour quelle raison un mince faux vide pourrait disparaître. Une réponse est à cause de la "bulle du rien".
Une bulle de rien est un exemple de «bulle d'espace-temps», où l'espace-temps a des propriétés différentes à l'intérieur et à l'extérieur de la bulle. Si une bulle de rien se forme spontanément dans l'espace d'un faux vide, alors elle grandira et finira par absorber tout l'Univers.
Mais pourquoi aucune bulle ne s'est-elle encore formée? La réponse réside dans la théorie des cordes, un candidat populaire et réussi pour le titre de «théorie de tout», qui décrit de minuscules chaînes avec des propriétés qui manquent aux autres particules fondamentales. En particulier, les cordes ont un état oscillatoire qui explique la gravité quantique. En d'autres termes, la théorie combine des phénomènes de physique quantique avec les effets des champs gravitationnels. C'est pourquoi la théorie des cordes est si populaire.
Les mathématiques de la théorie des cordes ne fonctionnent que s'il y a plus de quatre dimensions: trois dimensions spatiales, une dimension temporelle, puis de nombreuses autres dimensions qui sont si petites qu'elles ne peuvent pas être détectées - elles sont étroitement compressées et cachées et déduites purement mathématiquement.
Selon ce calcul, aucune bulle ne se formera dans l'espace-temps 4D. Leur place n'est que dans l'espace-temps multidimensionnel «inégal».
En d'autres termes, comme le note le théoricien tchèque des cordes Lubos Motl, une bulle de rien est dangereuse, car si elle devait arriver, elle doit déjà avoir eu lieu.
De cette façon, nous n'avons pas à nous soucier de la bulle engloutissant tout l'espace-temps. Mais si vous vous demandez à quoi ressemblait l'univers avant le Big Bang, il vaut vraiment la peine d'étudier la théorie des bulles de plus près.
Kirill Panov
