Depuis des décennies, les scientifiques réfléchissent à l'idée que notre Univers est (ou était autrefois) un hologramme gigantesque et très complexe, dans lequel toutes les lois physiques ne nécessitent que deux dimensions, mais tout autour de nous agit selon trois dimensions. Comme vous pouvez l'imaginer, une telle hypothèse n'est pas du tout facile à prouver, mais les physiciens rapportent qu'ils ont finalement trouvé la première preuve observable que l'Univers primitif pourrait idéalement correspondre au principe dit holographique et cela ne contredit pas du tout le modèle standard du Big Bang.
«Nous proposons d'utiliser ce modèle holographique de l'Univers, qui est très différent du modèle Big Bang standard le plus populaire basé sur la gravité et l'inflation», explique l'un des participants à l'étude Nyayesh Afshordi de l'Université de Waterloo au Canada.
«Chacun de ces modèles nous permet de faire différentes prédictions que nous pouvons tester et, sur cette base, d'affiner et de compléter notre compréhension théorique de l'univers. De plus, cela peut être fait dans les cinq prochaines années."
Pour être clair: les scientifiques ne disent pas qu'à l'heure actuelle, nous vivons tous dans un hologramme. Ils supposent seulement qu'à ses débuts - quelques centaines de milliers d'années après le Big Bang - tout dans l'univers est devenu une projection tridimensionnelle, créée à l'origine à partir de frontières bidimensionnelles.
Si vous n'êtes pas du tout familier avec l'épopée théorique "Notre univers est un hologramme", alors voici une petite excursion dans l'histoire. La théorie selon laquelle tout notre univers est un hologramme remonte aux années 1990, lorsque le physicien théoricien américain Leonard Susskind a commencé à promouvoir auprès des masses son idée selon laquelle les lois de la physique que nous connaissons n'exigent pas réellement trois dimensions.
Alors, comment l'univers autour de nous est-il tridimensionnel, mais "en réalité" il est représenté comme bidimensionnel? L'idée est basée sur le fait que le volume de son espace est "codé" à l'intérieur de certaines limites, ou dans le champ dit de l'horizon gravitationnel, dont les limites dépendent du point d'observation. Avant de commencer à rire, gardez à l'esprit que depuis 1997, plus de 10 000 œuvres ont été écrites pour soutenir cette idée. En d'autres termes, elle n'est pas aussi folle que cela puisse paraître à première vue. Eh bien, ne serait-ce qu'un peu.
Maintenant Afshordi et son équipe ont rapporté que, dans le cadre de leur étude de la distribution inégale du CMB (rayonnement résiduel du Big Bang), ils ont trouvé des preuves solides soutenant l'explication de la forme holographique de l'Univers dans ses premiers stades de développement.
Vidéo promotionelle:
"Imaginez que tout ce que vous voyez, ressentez et entendez en trois dimensions (et avec votre perception du temps) provient en fait d'un champ plat bidimensionnel", a déclaré Costas Skenderis de l'Université de Southampton et l'un des participants à l'étude.
«Le principe est similaire à ce que l'on peut trouver dans les hologrammes conventionnels, où une image tridimensionnelle est codée dans un plan bidimensionnel. Ceci, par exemple, est caractéristique des hologrammes sur les mêmes cartes de crédit. Cependant, dans notre cas, nous parlons déjà du fait que tout l'Univers est codé de cette manière."
La raison pour laquelle les physiciens s'intéressent du tout au principe holographique, alors que le modèle standard du Big Bang semble beaucoup plus clair et plus logique, est qu'il y a des lacunes dans ce dernier, mais ces lacunes sont si fondamentales qu'elles ralentissent le processus de notre compréhension de toutes les lois physiques. en général et toujours dans l'œuf.
Selon le scénario du Big Bang, les réactions chimiques ont conduit à une expansion à très grande échelle de l'espace d'origine qui a conduit à la formation de notre univers. Et au tout début de sa naissance, le rythme de cette expansion (inflation) était colossal. Alors que la plupart des physiciens soutiennent la théorie de l'inflation cosmique, personne n'a encore été en mesure de déterminer le mécanisme exact responsable de cette expansion spectaculaire de l'univers à des vitesses plus rapides que la vitesse de la lumière et la croissance du niveau subatomique au présent. Tout s'est passé presque instantanément.
Le problème est qu'aucune de nos théories actuelles n'est en mesure d'expliquer comment tout cela fonctionne ensemble. Prenons, par exemple, la relativité générale, qui explique parfaitement le comportement des grands objets, mais en même temps est incapable d'expliquer le comportement des plus petits. C'est déjà l'environnement de la mécanique quantique qui, à son tour, est incapable d'expliquer bien d'autres choses. Tout cela est encore plus triste lorsqu'il est nécessaire d'expliquer comment, au sens littéral, toute la masse et toute l'énergie existant dans l'Univers ont été initialement concentrées dans un espace minuscule. Une hypothèse tente de combiner les deux phénomènes à la fois, l'autre, concernant la gravité quantique, dit que si vous pouvez supprimer une dimension spatiale, vous pouvez alors supprimer la gravité dans vos calculs pour simplifier la tâche de calcul.
Principe holographique
«Tout est un hologramme. Dans le sens où il y a une description de l'Univers qui dit que la probabilité d'un nombre même réduit de dimensions correspond à tout ce que nous pouvons voir après le Big Bang », explique Afshordi.
Pour tester la capacité du principe holographique de l'univers à expliquer tout ce qui s'est passé au moment même du Big Bang et après cet événement, l'équipe de scientifiques a créé un modèle informatique avec une fois et deux dimensions spatiales.
Lorsque les chercheurs ont introduit dans ce modèle les données que nous connaissons sur l'univers, y compris des informations sur les observations du CMB - le rayonnement thermique qui a émergé quelques centaines de milliers d'années seulement après le Big Bang - ils n'ont trouvé aucune contradiction. Tout va parfaitement. Y compris le rayonnement relique. Le modèle a en fait parfaitement recréé le comportement de sections minces du rayonnement relique, mais n'a pas été en mesure de recréer de plus grandes «tranches» de l'univers de plus de 10 degrés de large. Cela nécessitera un modèle plus complexe.
Les scientifiques expliquent qu'ils sont très loin de prouver que notre univers était autrefois une projection holographique. Cependant, nous avons maintenant le fait d'obtenir des données empiriques collectées sur la base de connaissances réelles sur l'Univers. Ce fait peut finalement être le début de la découverte d'une possibilité qui expliquera les parties manquantes dans les lois physiques en termes de représentation bidimensionnelle. En d'autres termes, le travail d'Afshordi et de ses collègues prouve seulement qu'abandonner imprudemment la possibilité d'un modèle holographique de l'Univers est un luxe absolument impardonnable.
Cela signifie-t-il que nous vivons tous maintenant dans un hologramme complexe? Selon Afshordi, ce n'est pas entièrement vrai. Leur modèle est capable de décrire ce qui s'est passé seulement à l'époque la plus ancienne de l'Univers, mais pas dans son état actuel. Néanmoins, il convient maintenant de considérer comment les choses de l'espace bidimensionnel peuvent être projetées dans une dimension tridimensionnelle, si, bien sûr, nous parlons de l'univers et non des cartes de crédit.
«Je dirais que nous ne vivons pas dans un hologramme. Mais nous ne devons pas écarter la possibilité que nous puissions en sortir. Néanmoins, en 2017, vous vivez définitivement en trois dimensions », résume Afshordi.
NIKOLAY KHIZHNYAK