Un vide plein

La physique quantique prend un tournant décisif en 1927 lorsque l’allemand Werner Heisenberg présente son principe d’incertitude, maintenant défini sous le vocable «inégalité d’Heisenberg». Il affirme qu’il existe une limite inhérente à tout système de mesure, créant une incertitude minimale sur la position ainsi que sur la vitesse de toute particule.

Cette incertitude, contrairement à ce que certains pensent, ne provient pas de défauts ou de mauvais calibrages des appareils. Elle accompagne la mesure elle-même, elle en fait partie comme la queue d’une fraise fait intégralement partie de la fraise.

Autrement dit, il sera toujours impossible de déterminer la position d’une particule ainsi que sa vitesse avec une précision meilleure qu’une certaine valeur. Si on améliore la mesure de la vitesse, c’est la précision sur la position de la particule qui écope, et vice-versa. Ce principe maintes fois démontré engendre un curieux effet qui s’avère au bout du compte assez troublant.

Prenons un milieu donné constitué d’un vide absolu. Le principe d’incertitude ne permet pas ce vide absolu puisqu’on obtiendrait une précision parfaite sur la vitesse à zéro mètre par seconde.

Cela signifie qu’un vide total ne peut pas rester dans cet état. Un vide absolu est intrinsèquement instable. Quelque chose doit se passer hors de toute interaction externe. Le vide ne peut pas rester totalement vide. Il crée donc des paires de particules-antiparticules.

Ces paires de matières-antimatières ayant une masse, elles ont donc un équivalent énergie selon la formule E = mc2. Et d’où vient cette énergie? Du seul endroit possible, du vide puisque ces paires sont dues uniquement à des interactions internes. Le vide est donc plein, plein d’énergie. Cette énergie engendre des paires de particules-antiparticules qui s’annihilent et se recréent sans cesse. Le «vide» spatial absolu est donc une aberration, un état inexistant dans notre Univers.

Le vide fluctue. Il est comme une sorte de bouillonnement ininterrompu. Cet état instable systémique du microscopique prouve que rien dans la Nature ne possède de stabilité absolue. Tout bouge tout le temps, car tout doit bouger, même les trous noirs. Oui, même ces monstres ne peuvent échapper à l’inégalité d’Heisenberg et Stephen Hawking l’a bien compris en définissant que les trous noirs s’évaporent.

Image : cosmobranche.free.fr

Ma petite amie, c’est l’Univers

En physique des particules, en astrophysique et en cosmologie, lorsqu’on ne comprend pas quelque chose, on lui affuble l’épithète noir ou sombre (dark, en anglais, ils sont plus économes de mots). Énergie sombre, matière noire, trou noir, manquerait-on d’imagination ? C’est très utile, on n’a rien à prouver pourvu qu’on qualifie toutes nos incompréhensions de l’un de ces deux termes, ou même des deux. Ça semble leur donner une existence, une réalité et ça nous permet de ne pas chercher plus loin. Entendre ici, de mettre en doute nos théories actuelles.

Bon, d’accord, je charrie un peu. Si on se trouvait en présence d’un trou noir, on verrait fort probablement une forme réellement noire mate. C’est son horizon des événements (enfin un terme en physique où les mots noir et sombre sont absents).

Actuellement en physique et en cosmologie, à l’instar du langage utilisé, nous vivons des moments sombres. Selon nos lois et connaissances observationnelles actuelles, plus de 95 % du contenu de l’Univers nous sont totalement inconnus. Aucune particule élémentaire faisant partie du bestiaire actuel ne peut expliquer comment il se fait que les étoiles des galaxies ne s’écartent pas les unes des autres, les galaxies tournant trop vite sur elles-mêmes pour préserver la cohésion de l’ensemble selon la loi de la gravitation d’Einstein (relativité générale).

Ensuite, on observe que l’Univers a entamé une phase d’expansion accélérée, ce qui aurait pour effet de le refroidir de plus en plus vite. Mais cet effet oblige la présence d’une énergie compensant la force gravitationnelle qui, elle, cause nécessairement une décélération de la vitesse des objets célestes. Mais rien de connu n’expliquerait cette fameuse énergie répulsive. Ouais, il y a bien l’énergie du vide, mais lorsque nos calculs engendrent une différence de l’ordre de 10 à l’exposant 120 (un nombre composé de 121 chiffres) par rapport aux observations, on peut dire qu’on ne comprend rien de rien à cette énergie répulsive sombre.

Si l’on fait le bilan, matières et énergies connues composent à peine 5 % de l’Univers observé. La matière noire ferait 27 % de son contenu total et l’énergie sombre, un joli 68 %. Ainsi, 95 % de notre Univers nous sont totalement incompréhensibles. Étrangement, 95%, c’est la valeur correspondant exactement au taux de mon incompréhension des pensées de ma petite amie. Tout est dans tout. C’est sûrement le côté fractal de l’Univers. Ça ne m’aide pas à mieux la comprendre, mais à tout le moins à mieux l’accepter puisqu’elle est l’image miniature de notre Univers tout entier.

Wow, dernière grande nouvelle, ma théorie concernant les similitudes fractales entre l’Univers et ma petite amie s’est confirmée. Depuis qu’elle a lu ce texte, son attitude s’est grandement refroidie, elle me démontre une sombre et puissante énergie répulsive et elle est d’une humeur noire massacrante. Alors, lorsqu’elle m’a posé la question à savoir si j’aime l’Univers tel qu’il est, soyez certain que je lui ai répondu OUI sans hésiter. Je sais maintenant pourquoi certains mystères de l’Univers resteront pour toujours et à jamais dans la zone d’ombre. Un gars pas fou, ça surveille ses intérêts personnels !