Donner du sens à la science

Peut-on tester les univers parallèles ?

Peut-on tester les univers parallèles ?

03.09.2015, par
Le chat de Schrödinger, une expérience de pensée de la mécanique quantique, révèle la possibilité d'univers parallèles. Le physicien Aurélien Barrau pense qu’on pourra un jour tester scientifiquement cette hypothèse folle !

Une fois par mois, retrouvez sur notre site les Inédits du CNRS, des analyses scientifiques originales publiées en partenariat avec Libération.

Plus d’un siècle après sa découverte, la mécanique quantique – qui décrit le comportement des entités physiques à l’échelle des particules élémentaires – n’est toujours pas clairement comprise, même si ses prédictions les plus déroutantes ont jusqu’ici toujours été parfaitement vérifiées par la mesure. Peinant à donner un sens fort à cette immense théorie, nous devons nous contenter d’admettre ses trois leçons les plus importantes. D’abord renoncer au déterminisme de la physique classique au profit d’une vision probabiliste ; ensuite considérer que beaucoup de grandeurs apparemment continues – telle l’altitude d’un piéton sur une colline – sont en réalité discrètes – telle l’altitude de ce même piéton dans un immeuble à étages – ; enfin admettre que certaines particules sont comme douées d’ubiquité, elles peuvent se trouver dans plusieurs lieux ou dans plusieurs états à la fois.

L’étrange mort du chat quantique

De cette ubiquité découle une des plus fameuses expériences de pensée de la mécanique quantique : celle du chat de Schrödinger. Supposons qu’on enferme dans une boîte opaque un chat et un noyau radioactif dont la désintégration – un événement aléatoire selon la mécanique quantique – déclenche un mécanisme mettant fin à la vie du chat (cette histoire m’a toujours semblé très cruelle…). Tant qu’aucun observateur ne va voir ce qui se passe dans la boîte, la mécanique quantique considère que le noyau est en réalité dans une superposition d’états, c’est-à-dire à la fois désintégré et non encore désintégré ; par conséquent le chat est à la fois mort et vivant… Beaucoup d’encre a coulé autour de ce paradoxe, et la question est loin d’être entièrement résolue.

Le chat de Schrödinger
Allégorie du chat de Schrödinger.
Le chat de Schrödinger
Allégorie du chat de Schrödinger.

Dans les années 1950, un jeune physicien de Princeton, Hugh Everett, en propose une interprétation incroyable : à chaque interaction d’un système quantique avec un système classique se produirait une bifurcation en plusieurs univers parallèles. Autrement dit, il existerait un monde où le chat est mort et un autre monde où le chat est vivant, ces deux mondes étant bien réels mais n’interagissant plus entre eux ! Les événements de ce type étant innombrables, les mondes parallèles pulluleraient. La proposition semble tout-à-fait déraisonnable, pourtant un « sondage » chez les physiciens théoriciens montre que de plus en plus d’entre eux la considèrent comme la vision correcte.

Tester l’invraisemblable hypothèse d'Everett

Et pour cause : la vision « mondes multiples » de Everett se révèle à la fois plus sobre, plus cohérente et plus élégante que la vision usuelle, dite de Copenhague, qui doit inventer des contorsions mathématiques pour éviter le chat « mort-vivant ». Mais il est bien évident que le test ultime serait l’expérience.

Selon Everett, tout ce qui aurait
pu avoir lieu dans
le passé a bien eu
lieu dans un autre univers.

Et l’interprétation d’Everett a longtemps été considérée comme invérifiable, relevant donc de la métaphysique plus que de la science. Dans un récent article1, je montre pourtant – sur les pas du physicien Don Page – qu’il n’est pas, en principe, impossible de mettre cette interprétation à l’épreuve des observations. L’idée consiste à trouver une situation où les deux interprétations vont conduire à des prédictions différentes. Étonnamment, cela n’est pas impossible. Je construis dans ce travail un test qui utilise l’évolution de l’Univers dans ses premiers instants, juste après le Big Bang, quand il était encore décrit par la physique quantique.

Sachant que différentes évolutions quantiques possibles de l’Univers conduisent à des nombres différents d’observateurs, il devient possible, à partir de l’étude de notre monde, de trancher entre les deux visions. Techniquement, le cœur de l’argument vient de ce que les univers improbables existent réellement chez Everett (en petit nombre) alors qu’ils ne sont (en général) que des possibilités sans réalité matérielle dans la vision de Copenhague.

Univers parallèles
Univers parallèles

On peut comprendre l’idée centrale très simplement à partir d’une analogie. Supposons qu’un sac contienne un million de boules noires et une seule boule blanche. Selon la vision de Copenhague, ces boules sont essentiellement les mêmes.

Mais, selon la vision « mondes multiples » d’Everett, quelque chose « favorise » considérablement la boule blanche : par exemple, elle se trouverait toujours sur le dessus de la pile et serait, disons, un milliard de fois plus grosse et plus facile à attraper que les boules noires. Les deux interprétations prédisent bien le même nombre de boules de chaque couleur, mais elles diffèrent sur la prédiction concernant la boule que nous allons tirer au sort !

Et tout ce qui peut
avoir lieu dans
le futur aura bien
lieu dans des
univers parallèles.

Celle de Copenhague prédit que, selon toute vraisemblance, un tirage en aveugle conduira à saisir une boule noire, tandis que celle d’Everett prédit que nous devons tirer une boule blanche.

Trop tôt pour pouvoir trancher

Les deux interprétations sont donc ici distinguables. Suivant la boule qui est effectivement tirée au sort, c’est l’une ou l’autre qui sera favorisée. Naturellement, la boule tirée est ici une métaphore de l’univers que nous observons, c’est-à-dire celui dans lequel nous nous trouvons. Dans les faits, il est encore trop tôt pour pouvoir bâtir une telle expérience. Mais, dans le cadre de l’inflation cosmologique, quelques pistes se dessinent déjà et des éléments tendent à favoriser la vision d’Everett.
 
Néanmoins, il convient d’être prudent avec ces propositions spéculatives, voire subversives, quant aux tests possibles de l’existence d’univers parallèles. Je crois toutefois qu’il est important de se poser ces questions. D’autant que l’idée d’univers multiples apparaît aujourd’hui en cosmologie pour beaucoup d’autres raisons. Peut-être ces univers multiples n’existent-ils pas et constituent-ils une impasse épistémologique ? Mais il serait regrettable de les balayer d’un revers de la main. D’abord parce qu’ils sont prédits par certaines de nos théories (en ce sens, ils ne sont pas une hypothèse mais une conséquence) et qu’il serait incohérent d’user de ces théories en négligeant ce qu’elles génèrent. Ensuite parce que, contrairement aux idées reçues, ces théories peuvent être scientifiquement testées, comme nous venons de le montrer ici. Enfin parce que cela peut avoir des effets concrets sur les prédictions physiques dans notre univers.

Les points de vue, les opinions et les analyses publiés dans cette rubrique n’engagent que leur auteur. Ils ne sauraient constituer une quelconque position du CNRS.

Notes
  • 1. « Testing the Everett Interpretation of Quantum Mechanics with Cosmology », Aurélien Barrau, Electronic Journal of Theoretical Physics, publié le 25 juillet 2015.

À lire / À voir

Des univers multiples. À l’aube d’une nouvelle cosmologie, Aurélien Barrau, Dunod, coll. « Quai des sciences », octobre 2014, 176 p., 16 €

Commentaires

8 commentaires

La réponse d'Aurélien Barrau: "L’énergie est bien conservée dans l’interprétation de Everett. D’abord, elle est effectivement conservée dans chaque monde, en accord avec notre expérience usuelle. Mais elle l’est aussi en un sens plus global. La raison technique fait intervenir la définition précise de l’énergie en mécanique quantique. Mais en termes intuitifs, on pourrait dire qu’une bonne manière de voir les choses est de considérer que les mondes multiples ne sont pas créés par la fonction d’onde mais existent déjà. Ce qui se passe est plutôt (en termes imagés) que les mondes sont coupés en tranches de plus en plus fines. L’énergie est bien conservée à tous les niveaux."

Quand on dit qu'une particule peut se trouver à plusieurs endroits simultanément, est-ce qu'il n'y a pas confusion sur le terme de particule? Il y aurait confusion avec le mot corpuscule...La particule se comportant à la fois comme une onde et un corpuscule, est-ce que l'onde n'est pas nécessairement à plusieurs endroits à la fois?

Bonjour, il y a une chose qui ressemble beaucoup à ce que vous décrivez en physique cantique sur les noyaux des cellules, c'est la manière dont ce déplace un troupeau de mouton ou de chèvre, observez bien cette lois naturel, qui fait que en même temps les animaux vont un peu au hasard pour paître l'herbe, et en même temps il suivent une direction très précise dans l'espace, cette lois qui commence à être comprise par les êtres humains, semble beaucoup en pâtir de la part des 20 à 25% par des propriétaires industriels, qui pour cacher leurs erreurs de jugement lors des inquisitions religieuse, détruise à l'heure actuel notre planète pour faire disparaître la nouvelle perception humaine d'une vie en dehors de notre planète. aussi, je vous laisse libre jugement de ce qui suit, bien à vous, Thierry. HELLO, VOICI UNE PETITION A SIGNER ET A FAIRE SUIVRE, JUSTE POUR SAUVER LA NATURE, QU'ELLE RESTE NOTRE MONDE:https://secure.avaaz.org/…/citoyennete_universel_une_evol…/… NOUS SOMMES TOUS NES DES PAROLE MANQUANTE DU COSMOS, ET, NOTRE SANG A TOUS LES PEUPLES A LE GOUT DES ETOILES, QUI FERA QU'UN JOUR, TOUS LES PEUPLES DU MONDE DE NOTRE UNIVERS REDEVIENDRONT AMI ! PAX PAIX PEACE LOVE AMOUR HARKMOUNIA REVOLUTION MONDIALE LIBERTE FREEDOM VERITY LIVE LIFE VIE VRAIE... …,diVab,...Daoub...Piérro... David Thierry... Piérro du Cirque... Fratellini... Et personnellement je sais qu'il y a pire que cela de la part de la classe dirigeante, moi, j'ai reçus des menaces de mort et de représailles sur ma famille si je me défendait sur le territoire Français, en 1996, au commissariat de "police" de Montrouge, à 15h de l'après midi, je me suis tu jusqu'a maintenant, je suis petit fils d'immigrant Polonais, ancien champion de boxe, ami de Marcel Cerdan, ma mère et Française, ma Grand-Mère aussi, mon Grand Père a été naturalisé Français après qu'il ai risqué sa vie pendant quatre ans et demi ligne Maginot dans les Vosges, comme Maquisard, nom de code" BOUBOU" , il était FFi... aussi je ne connait que trop bien ce dont sont capable ces fachistes Français, en effet, nous étions une association de spectacle, dont trois élève/artiste qui en 1987 avons tous subit, séparément des tentatives de meurtre déguisé en accident de la route ou ménagé, le 25/12/1987, à 14h45, un engins explosif artisanal fait sauter notre maison, au, 101 rue Gabriel Péri à Montrouge, trois personnes décède dans l'explosion criminelle de notre maison , Hélène Périllat 36ans, mère de Emmanuelle et Antoine, respectivement, 12 et 6 ans, tout trois mort dans l'explosion, nous donnions des cours des Arts du cirque, pour le ministère de la Culture de l'époque,. En 1996, j'avais 160 enfants dans mon atelier de cirque, au centre culturel Brel/Brassens, en la vile de Evry_Courcouronne, et bien, ayant réussi en deux ans et demi, à faire baissé la délinquance de 25 à 30%, selon un sondage de l'INA, j'ai vu mon atelier être fermé par le nouveau pouvoir politique et ministere de l'(interrieur de 1996, et c'est cette année là, que convoqué au commissariat de "police de Montrouge, j'ai reçus ces menaces de policier facsiste et corrompu, depuis lors, ou j'ai été percuté de plein fouet par un véhicule 100% en tors au code la route, je ne suis toujours pas indemnisé par l'assurance" matmut, qui condamner en troisième instance ce justice, refuse de me dédommager, et présente des faux en écriture, alors que je suis depuis lors, handicapé à la hauteur de 80%, selon le médecin chef de la cotorep, aussi malgré tout les recours possible et imaginable auprès de la justice, rien ni fait, au contraire les exaction administratives, bancaire(banque postale) disparition de mes preuve de payement..etc.. policières recommence de plus belle, depuis avril 2012, la police municipale de la vile de Sète, a même détruit les images de la destruction de mon véhicule sous leurs caméra, ainsi je n'ai pas pu être remboursé par mon assurance, (AMV moto verte, complice) enfin une dernière chose, ma grand mère et décédé depuis un peu moins d'une année, aussi avis a tous ceux qui mon fait des menaces sur ma vie et la sienne, QUE TOUT SE SAIT ET SE PAYE UN JOUR...,

Il est impératif que la science de la conscience connaisse une avancée significative dans la recherche du statut ontologique de la conscience, ce qui serait d'un apport significatif en physique quantique qui présente des analogies avec la science de la conscience.

THEORIE DE L’INFINI VERSION ALAIN MOCCHETTI L’espace temps est un système mathématique d’ordre 4 (espace : 3 dimensions, temps : 1 dimension). On va se limiter à l’espace-temps tel que l’homme le connaît, donc on fait abstraction des mondes dits parallèles, des trous de ver, des trous noirs, des courbures dans l’espace-temps et de tout autre phénomène physique non expliqué jusqu’à aujourd’hui. En commençant par le temps t, il est infini autant vers le passé que vers le futur, il suffit pour cela d’opérer un raisonnement par récurrence. Quant à un espace à 3 dimensions, on distingue l’infiniment petit de l’infiniment grand. Nos connaissances actuelles dans la Science nous font dire que l’Univers tel qu’on le connaît est issu d’un seul bing-bang. Et bien non, dans le passé il y a eu une infinité de bing bangs suffisamment espacés géographiquement parlant pour éviter toutes interférences entre des galaxies issues de bings-bangs différents et dans le futur, il y aura aussi une infinité de bings-bangs avec les mêmes caractéristiques que le passé, l'Univers est infini dans tous les sens du terme. Il y a une infinité de galaxie, une infinité d’étoiles, une infinité d’exoplanètes dites telluriques et une infinité de planètes gazeuses. Le nombre de système planétaire est infini. Par récurrence, on démontre qu’il y a de la vie organique et de la vie sous autres formes sur une infinité d’exoplanètes. La distance qui sépare deux planètes telluriques habitées peut être cyclopéenne mais peut-être moindre (planètes habitées proches l'une de l'autre), les vitesses des vaisseaux spatiaux actuels (ORION) nécessitent des centaines de milliers d’années pour atteindre la première exoplanète présumée habitée de la Terre. Les scientifiques vont devoir mettre au point l’hibernation qui nécessitera des dizaines de siécles de recherche scientifique pour espérer aller sur l’exoplanète habitée la plus proche de notre système solaire. D’autre part, il va falloir dans des millénaires voyager à la vitesse de la lumière et d'avantage ce qui est impossible aux vues des équations de la mécanique relativiste d’Einstein. Pourvu qu’Albert Einstein se soit trompé dans ses très complexes équations. Alain Mocchetti Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985) UFR Sciences de Metz alainmocchetti@sfr.fr alainmocchetti@gmail.com @AlainMocchetti

PRINCIPE FONDAMENTAL RELATIF AUX UNIVERS PARALLELES. Pour commencer, il y a lieu de définir ce que sont les Univers Parallèles. Ils sont le fruit des Bing Bangs qui ont eu lieu dans le passé et de ceux qui vont se produire dans le futur. Pour plus d’informations se reporter à la rubrique THEORIE DE L’INFINI VERSION ALAIN MOCCHETTI visible sur Google en tapant alainmocchetti@sfr.fr dans le moteur de recherche ou sur le mur du Journal Facebook de DAVID MOCCHETTI. Enoncé du Principe Fondamental relatif aux Univers Parallèles : Dans les Univers Parallèles tout NAIT, tout VIT et tout MEURT. Cela concerne la Vie Organique sous toutes ses formes, la Vie Sous Autre Forme, la Vie Végétale, les Etoiles, les Exoplanètes comme la Terre, les Géantes Gazeuses, les Trous Noirs, les Comètes. Dans 100 milliards d’années que restera t il de la Voie Lactée et des Galaxies avoisinantes ? Toutes les Etoiles réduites à l’état de Naines Blanches n’émettront plus faute de carburant de lumière. La Voie Lactée ne sera qu’un amas de planètes mortes pour ce qui concerne les Planètes Telluriques et les Géantes Gazeuses dont seul le noyau dur subsistera. La Température sera de ZERO degré Kelvin, le ZERO ABSOLU OU LA VIE NE PEUT FOISONNER Pour information 0 degré Kelvin = - 273 degrés Celcius qui est la température la plus basse existant dans les Univers Parallèles. Il est impossible de trouver plus bas. Nous sommes amenés inéluctablement à dire QU’IL N’EXISTE PAS DE VIE APRES LA VIE, ce qui reste à démontrer et personnellement je suis envieux d’espérer UNE VIE APRES LA VIE pour ce qui concerne la Vie Organique et la Vie Sous Autre Forme au minimum. Alain Mocchetti Ingénieur en Construction Mécanique & en Automatismes Diplômé Bac + 5 Universitaire (1985) UFR Sciences de Metz alainmocchetti@sfr.fr alainmocchetti@gmail.com @AlainMocchetti
Pour laisser votre avis sur cet article
Connectez-vous, rejoignez la communauté
du journal CNRS