Gravitation à boucles : l’espace est-il fait de grains ?

Intervenant 10:00

Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente. Bonjour à toutes et à tous, chères auditrices et chers auditeurs. C'est un immense plaisir de se retrouver pour cette nouvelle exploration au carrefour des mathématiques et de la physique fondamentale.

Intervenant 20:14

Bonjour tout le monde ! Très heureuse d'être là pour cette plongée fascinante.

Intervenant 10:18

Et pour ouvrir notre discussion du jour, il y a une question vertigineuse qui mérite d'être posée d'emblée. Et si notre univers n'était pas un tissu continu, lisse, ininterrompu, mais plutôt quelque chose de fondamentalement discret ? Un peu comme les pixels d'un écran d'ordinateur en fin de compte. L'article qu'on décortique aujourd'hui s'intitule précisément « la gravitation quantique à boucles » et il s'attaque de front à cette

Intervenant 20:44

idée. Et cette image de l'univers réduit à des pixels, c'est d'une pertinence absolue pour aborder le sujet. Parce que la gravitation quantique à boucles, ce n'est pas juste une petite hypothèse de travail. C'est une théorie extraordinairement audacieuse.

Intervenant 10:57

Avec une mission plutôt colossale, non ?

Intervenant 20:59

Ah bah colossale, c'est le mot. L'objectif ultime, c'est d'accomplir ce qui échappe à la physique moderne depuis presque un siècle, à savoir réconcilier la physique des champs gravitationnels macroscopiques.

Intervenant 11:10

Donc la gravité à très grande échelle, celle qui sculpte le cosmos.

Intervenant 21:13

C'est ça. Réconcilier ça avec la mécanique quantique qui, elle, règne en maître absolu sur le monde de l'infiniment petit.

Intervenant 11:20

Parce qu'actuellement, ces deux piliers de la science s'ignorent totalement.

Intervenant 21:23

Ils s'ignorent royalement, oui. Et pire encore, ils se contredisent carrément sur le plan mathématique.

Intervenant 11:28

Bon, je pense qu'il est nécessaire de procéder par étapes pour bien saisir l'enjeu. Avant même de chercher à comprendre la solution mathématique complexe, avec ces fameuses boucles, il faut cerner le problème.

Intervenant 21:39

Tout à fait.

Intervenant 11:40

Quelle est la nature de ce problème fondamental en cosmologie actuelle ? Pourquoi y a-t-il urgence à réconcilier tout ça ?

Intervenant 21:47

L'urgence, elle naît de l'ambition démesurée de la cosmologie elle-même. Par définition, cette discipline cherche à embrasser l'univers dans sa globalité, tu

Intervenant 11:55

vois.

Intervenant 21:56

Elle essaye de modéliser la naissance du temps, la formation des premières étoiles, l'organisation des galaxies en superamas géants.

Intervenant 12:03

Bref, de proposer un grand récit cohérent.

Intervenant 22:05

Voilà, de l'origine primondiale jusqu'à aujourd'hui, tout en s'assurant que ce modèle correspond scrupuleusement aux données qu'on observe. Et c'est exactement là que le bas blesse.

Intervenant 12:15

Parce qu'on a une contrainte physique indépassable. On ne peut pas examiner l'univers dans son ensemble comme on regarderait une pomme posée sur une table.

Intervenant 22:24

Exactement. Notre vision du cosmos est intrinsèquement limitée. Et la raison, elle est toute bête. L'information dans l'univers voyage à une vitesse finie.

Intervenant 12:34

Rien ne dépasse la lumière.

Intervenant 22:35

C'est ça. Que ce soit les ondes électromagnétiques des Khazars, lointains, ou même les ondes gravitationnelles, le signal a besoin de temps pour traverser l'espace.

Intervenant 12:45

Donc, ce qu'on observe n'est jamais le présent ?

Intervenant 22:48

Non, jamais. C'est une superposition de passé. Et plus l'objet est loin, plus on regarde dans le passé. Le champ d'observation humain se réduit donc à une bulle.

Intervenant 12:57

Un horizon cosmique, en fait.

Intervenant 22:59

Ouais, un horizon qui ne sera toujours qu'une infime fraction de la totalité de l'univers que le théoricien veut mettre en équation.

Intervenant 13:06

Ce qui place ce pauvre théoricien dans une position assez inconfortable.

Intervenant 23:10

Complètement.

Intervenant 13:10

Puisqu'il est impossible de vérifier ce qui se passe au-delà de cet horizon observable, il faut faire un pari énorme. Il faut postuler que les lois physiques qu'on a découvertes localement, dans notre petit coin de galaxie, restent identiques partout ailleurs et à toutes les époques.

Intervenant 23:25

C'est un saut de foi scientifique monumental, on est d'accord. Et c'est indispensable, mais historiquement, ça a mené à des situations super complexes.

Intervenant 13:32

Comme le paradoxe des constantes qui varient, c'est ça ?

Intervenant 23:35

Voilà. L'exemple le plus flagrant, on le trouve aux origines même du modèle cosmologique, avec Einstein. En 1915, il publie la théorie de la relativité générale.

Intervenant 13:44

De nouvelles équations magistrales pour la gravitation.

Intervenant 23:46

Sauf que, quand il applique ses propres formules à la géométrie de l'univers dans son ensemble, les mathématiques pointaient obstinément vers un univers dynamique, un univers en mouvement qui ne pouvait pas être stationnaire.

Intervenant 13:57

Or, à cette époque, l'idée d'un univers en expansion ou en contraction s'était perçue comme une aberration absolue, non ?

Intervenant 24:04

Mais totalement. C'était un dogme absolu, le cosmos devait être éternel et immuable.