Une nouvelle théorie remet en question, notamment, la vision « classique » de l’espace-temps telle qu’elle a été formulée par Einstein .(Avec « Trustmyscience.com »).

Devant l’énorme défi d’unifier la relativité générale et la mécanique quantique, des chercheurs de l’UCL ont élaboré une théorie révolutionnaire. Si elle est confirmée, elle pourrait non seulement être fondamentale pour résoudre des mystères de longue date en physique, mais aussi avoir un impact majeur sur notre compréhension des phénomènes physiques, allant des trous noirs aux particules élémentaires.

Depuis plus d’un siècle, la physique théorique est confrontée à un défi de taille : concilier la théorie d’Einstein sur la relativité générale, qui explique la gravité via la courbure de l’espace-temps, et la mécanique quantique, qui régit le comportement des particules aux niveaux atomique et subatomique. Cette incompatibilité mathématique entre ces deux fondements a longtemps bloqué les tentatives d’unification.

Récemment, des chercheurs de l’University College de Londres ont avancé une nouvelle théorie susceptible de combler ce fossé, offrant une perspective différente sur la nature de l’espace-temps et ses interactions avec les particules quantiques. Les travaux dirigés par Jonathan Oppenheim ont été publiés dans deux articles simultanément, l’un dans « Nature Communications » et l’autre dans « Physical Review X ».

Un pont entre deux mondes

Les auteurs ont introduit une théorie inédite suggérant que l’espace-temps pourrait être de nature « classique ». Cela signifie qu’il ne serait pas soumis aux lois étranges et contre-intuitives de la mécanique quantique, qui gouvernent le comportement des particules à l’échelle atomique et subatomique.

Cette proposition se distingue radicalement des théories actuelles comme la théorie des cordes ou la gravité quantique à boucles. Ces dernières tentent d’intégrer la gravité dans le cadre quantique en modifiant notre compréhension de l’espace-temps lui-même, le considérant comme quantique. En revanche, la nouvelle théorie de l’UCL choisit une voie différente en modifiant non pas l’espace-temps, mais la théorie quantique.

L’aspect le plus surprenant de cette théorie est qu’elle prédit l’existence de fluctuations aléatoires et intenses dans l’espace-temps. Ces fluctuations seraient si significatives qu’elles pourraient rendre le poids apparent d’un objet imprévisible — s’il est mesuré avec suffisamment de précision.

Dans ce contexte, les anciens doctorants du professeur Oppenheim proposent une expérience, présentée dans « Nature Communications », pour tester la théorie : mesurer une masse très précisément pour voir si son poids semble fluctuer. Par exemple, le Bureau international des poids et mesures en France pèse régulièrement une masse de 1 kg. Les auteurs proposent que ce type de mesure soit utilisé comme cas de test pour la théorie. Si les mesures de cette masse de 1 kg présentent des fluctuations inférieures à celles requises pour la cohérence mathématique, la théorie est invalidée.

Le résultat de l’expérience, ou d’autres preuves émergentes qui confirmeraient la nature quantique par rapport à la nature classique de l’espace-temps fait l’objet d’un pari entre le professeur Oppenheim, le professeur Carlo Rovelli et le Dr Geoff Penington — respectivement partisans de la gravité quantique à boucles et de la théorie des cordes.

La nouvelle théorie proposée par les physiciens de l’UCL ne se limite pas à réconcilier la gravité avec la mécanique quantique ; elle a également le potentiel de changer notre compréhension de certains aspects fondamentaux de la physique. Un des points clés est la remise en question du postulat de mesure en mécanique quantique. Selon ce postulat, les propriétés d’une particule quantique, comme sa position ou sa vitesse, ne sont définies que lorsqu’elles sont mesurées. Cependant, cette théorie suggère que la superposition quantique — phénomène où une particule existe simultanément dans plusieurs états ou configurations différentes — pourrait se résoudre naturellement à travers l’interaction avec un espace-temps classique. Cela signifie que l’acte de mesure ne serait plus le seul facteur déterminant la réalité d’un état quantique.

En outre, cette théorie pourrait offrir une nouvelle perspective sur le problème de l’information dans les trous noirs. Selon les principes de la mécanique quantique, l’information ne peut être détruite ; cependant, la théorie de la relativité générale suggère que toute information absorbée par un trou noir est perdue à jamais. Cette contradiction constitue un problème majeur en physique théorique. La théorie de l’UCL, en modifiant notre interprétation de l’interaction entre la matière quantique et l’espace-temps, pourrait fournir un cadre pour résoudre ce paradoxe.

Néanmoins, cette nouvelle théorie fait face à un scepticisme important au sein de la communauté scientifique. Des physiciens tels que Carlo Rovelli expriment des réserves, rappelant que de nombreuses théories prometteuses se sont avérées incorrectes par le passé. Leur prudence souligne l’importance de la validation expérimentale en science : une théorie, aussi élégante soit-elle sur le plan mathématique ou conceptuel, doit être confrontée à la réalité empirique pour être acceptée.