Sur le papier, l’idee du multivers semble tout droit sortie d’un film de science-fiction. Et pourtant, de plus en plus d’astrophysiciens défendent ce concept fascinant.

Faut-il remettre en cause l’unicité de l’univers ? C’est ce que suppose cette théorie des univers multiples nommée multivers, qui remarque que l’univers est homogène à grande échelle. Quand on analyse le fond diffus cosmologique #, on se rend compte que sa température est partout la même, dans toutes les directions.
Pour que la température d’un milieu soit isotherme, toutes les parties doivent avoir eu le temps d’interagir entre elles (répartition d’énergie), de la même manière qu’un verre d’eau met un certain temps pour adopter la température ambiante d’une pièce.
Or, la période qui a séparé le Big Bang de la libération du fond diffus cosmologique – longue de 380 000 ans – est trop courte pour que toutes les régions de l’univers aient eu le temps d’interagir, étant donné que la vitesse de la lumière est limitée. Dès lors la question évidente est la suivante : Comment ce rayonnement (fond diffus cosmologique) a-t-il pu devenir homogène ? De plus, l’univers se révèle être plat. A priori, sa courbure pouvait être positive, négative, ou exactement nulle. Elle est exactement nulle. Dans l’univers, deux parallèles ne se rencontrent jamais, sa métrique est donc euclidienne. Étrange coïncidence… On sait que la courbure spatiale de l’univers est déterminée par la densité de matière et d’énergie qu’il contient. Alors comment se fait-il que sa densité moyenne corresponde à une courbure globalement nulle de sa géométrie ? Pourquoi vauLelle zéro plutôt que n’importe quelle autre valeur ? C’est l’énigme de la platitude de l’univers (ou du moins de l’espace en tant que tel).

Une hypothèse cosmologique développée en 1981 par Alan Guth et Alexei Starobinsky permet de résoudre cette énigme : l’inflation cosmique. Durant cette phase, les distances dans l’univers se sont multipliées par un facteur de l’ordre de 10A5a en 10A-32 seconde. C’est cette inflation qui permet d’expliquer l’homogénéité et la platitude de l’univers. «Au milieu des années 1980, Andrei Linde et Alex Vilenkin ont montré que si le processus inflationnaire a bien eu lieu, pour pourrait avoir engendré une création permanente d’univers, ce qu’on appelle une “inflation éternelle », si bien qu’une multitude de régions de l’espace connaîtraient toujours une phase d’expansion accélérée, donnant sans cesse.de nouveaux univers bulles (tous différents, avec d’autres paramètres physiques) «explique Étienne Klein.
Quel rapport avec le multivers ? Et bien, lorsqu’on insère l’hypothèse de cette inflation éternelle dans le cadre de la théorie des supercordes, on obtient la théorie du multivers !
Il existe un nombre immense de déclinaisons de cette théorie (avec à chaque univers particulier, un jeu de constantes fondamentales propre). Pour comprendre le multivers, il faut imaginer un univers gigogne composé d’un très grand nombre d’univers bulles présentant chacun ses propres lois physiques et contenant une infinité d’univers. Ainsi, la théorie des supercordes ne décrirait pas uniquement notre univers, mais tous les univers possiblement engendrés par le processus inflationnaire. Vérité ou délire théorique ? Impossible à dire pour le moment. Mais on peut toujours en rêver…

Saviez-vous ?

Le fond diffus cosmologique est le nom donné au rayonnement électromagnétique issu, selon le modèle standard de la cosmologie, de l’époque dense et chaude qu’a connue l’Univers par le passé, à savoir le Big Bang.

CE OU’IL FAUT RETENIR

PHYSIQUE QUANTIQUE ET RELATIVITÉ GÉNERALE ! DEUX MODÉLES ENCORE A INIFIER
«LA THÉORIE DES SUPERCORDES PEUT IMAGINER DES TAILLES INFINIES DE DIMENSIONS SUPPLÉMENTAIRES D’ESPACE-TEMPS : C’EST LE MODÈLE DE LA COSMOLOGIE BRANAIRE »

REPERES BIBLIOGRAPHIQUES

-> Klein Étienne, Discours sur l’origine de l’univers, Flammarion (Champs sciences)
-> Klein Etienne, Petit voyage dans le monde des quantas, Flammarion (Champs sciences)
-> Kumar Manjit, Le grand roman de la physique quantique, Flammarion (Champs sicencesl