Des scientifiques ont trouvé la preuve qu’une constante physique fondamentale utilisée pour mesurer l’électromagnétisme entre les particules chargées pourrait en fait être plutôt inconstante, selon des mesures prises à une distance de quelque 13 milliards d’années-lumière.

Image d’entête : les scientifiques qui ont examiné la lumière de l’un des quasars les plus éloignés de l’univers ont été étonnés de constater des fluctuations dans la force électromagnétique. Cette représentation artistique présente ULAS J1120+0641, un quasar très lointain alimenté par un trou noir d’une masse deux milliards de fois supérieure à celle du Soleil. (ESO)

L’électromagnétisme est l’une des quatre forces fondamentales qui relient tous les éléments de notre Univers, avec la gravité, l’interaction nucléaire faible et nucléaire forte. L’intensité de l’interaction électromagnétique entre les particules élémentaires est calculée à l’aide de ce que l’on appelle la constante de structure fine.

Cependant, les nouvelles données, combinées à d’autres provenant d’études distinctes, indiquent de minuscules variations de cette constante, ce qui pourrait avoir d’énormes répercussions sur la façon dont nous comprenons tout ce qui nous entoure.

Les dernières données montrent également que l’Univers pourrait avoir précédemment caché des repères « nord » et « sud » qui donnent une direction définitive à ces variations de l’électromagnétisme.

Selon l’astrophysicien John Webb, de l’université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW) en Australie :

La nouvelle étude semble soutenir l’idée qu’il pourrait y avoir une direction dans l’Univers, ce qui est très étrange en effet. L’Univers pourrait donc ne pas être isotrope dans ses lois de la physique, une loi qui est la même, statistiquement, dans toutes les directions.

Mais en fait, il pourrait y avoir une certaine direction ou direction préférée dans l’Univers où les lois de la physique changent, mais pas dans la direction perpendiculaire. En d’autres termes, l’Univers, dans un certain sens, a une structure dipolaire.

La force électromagnétique qui nous entoure joue un rôle crucial en liant les électrons aux noyaux des atomes. Sans elle, la matière se désintégrerait tout simplement. Elle nous fournit de la lumière visible, et c’est la principale raison pour laquelle l’électricité fonctionne comme elle le fait.

En utilisant les images et les données captées par le Very Large Telescope (VLT) au Chili, l’équipe de recherche a pu mesurer cette force telle qu’elle serait apparue dans l’Univers lorsqu’il était beaucoup plus jeune et plus proche de ses débuts.

Les données nécessitent des tests et des vérifications supplémentaires, mais l’équipe affirme que les résultats actuels soulèvent une curieuse question : l’idée d’un équilibre des forces fondamentales de la « Boucle d’or », idéale pour que la vie puisse exister, s’applique-t-elle réellement à l’ensemble de notre Univers ?

Selon Webb :

En mettant toutes les données ensemble, l’électromagnétisme semble augmenter progressivement plus nous regardons loin, alors que vers la direction opposée, il diminue progressivement.

Dans les autres directions du cosmos, la constante de structure fine reste constante. Ces nouvelles mesures très éloignées ont poussé nos observations plus loin que jamais.

Cette idée de “directionalité” dans l’Univers a été soutenue par des chercheurs travaillant indépendamment aux États-Unis, qui se sont penchés sur la nature des rayons X. Ils ont également trouvé un alignement cosmique qui se trouve pointer dans le même sens que celui que l’équipe de l’UNSW a découvert.

Quant à savoir ce que cela signifie pour la physique à une plus grande échelle, il est trop tôt pour le dire. Ces découvertes valent absolument la peine d’être approfondies et signifient que la théorie de grande unification, la recherche d’une force unificatrice capable de lier l’électromagnétisme, les forces nucléaires faibles et fortes, pourrait même devoir être mise de côté pendant un certain temps.

En effet, des recherches publiées l’année dernière (présentée par votre Guru en 2016) suggèrent qu’il pourrait y avoir une cinquième force fondamentale à prendre en considération. Plus on regarde dans l’Univers et plus on découvre, plus tout semble devenir complexe et étrange.

Toujours selon Webb :

Notre modèle standard de cosmologie est basé sur un univers isotrope, qui est le même, statistiquement, dans toutes les directions. Ce modèle standard est lui-même construit sur la théorie de la gravité d’Einstein, qui elle-même suppose explicitement la constance des lois de la nature.

Si ces principes fondamentaux s’avèrent n’être que de bonnes approximations, les portes sont ouvertes à de nouvelles idées très excitantes en physique.

L’étude publiée dans Science Advances : Four direct measurements of the fine-structure constant 13 billion years ago et présentée sur le site de l’université de Nouvelle-Galles du Sud : New findings suggest laws of nature not as constant as previously thought.