Des physiciens pensent que la taille illimitée du multivers pourrait être infiniment plus grande
Des physiciens de l’université de Californie à Davis (UCD), du laboratoire national de Los Alamos aux États-Unis et de l’École polytechnique fédérale de Lausanne (Suisse) ont redessiné la carte de la réalité fondamentale pour démontrer que la façon dont nous mettons les objets en relation en physique pourrait nous empêcher de voir plus grand.
Depuis près d’un siècle, les théories et les observations qui relèvent de la mécanique quantique, les lois qui régissent l’infiniment petit, compliquent la perception que nous avons de la réalité. L’époque où les objets avaient des mesures absolues comme la vitesse et la position est révolue. Pour comprendre le tissu dont est fait l’univers, nous avons besoin de mathématiques qui décomposent les jeux de hasard en valeurs probables.
Cette vision de l’univers est loin d’être intuitive. Selon l’interprétation de Copenhague de la physique quantique, il semble y avoir des vagues de possibilités jusqu’à ce qu’il n’y en ait plus. Aujourd’hui encore, on ne sait pas très bien ce qui décide du sort du chat de Schrödinger. Cela n’a pas empêché les physiciens de se pencher sur ces options. Le physicien américain Hugh Everett a suggéré dans les années 1950 que toutes les mesures possibles constituaient leur propre réalité. Ce qui rend celle-ci spéciale, c’est simplement le fait que vous l’observez.Le modèle des « mondes multiples » d’Everett n’est pas tout à fait une théorie, mais plutôt un moyen d’ancrer la bizarrerie absolue de la mécanique quantique dans quelque chose de tangible.
Image ci-dessous : représentation de l’expérience de pensée du chat de Schrödinger. Un chat est placé dans une boîte fermée avec un échantillon radioactif, un compteur Geiger et une bouteille de poison. Si le compteur Geiger détecte que la matière radioactive s’est désintégrée, il déclenchera l’écrasement de la bouteille de poison, tuant le chat. En effet, la vie du matou dépend de l’état déterminé par la mécanique quantique d’un atome en désintégration radioactive. L’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique affirme qu’une particule existe dans tous les états à la fois, jusqu’à ce qu’elle soit observée, ce que les physiciens appellent » superposition « . Inversement, la matière radioactive peut s’être désintégrée simultanément et ne pas s’être désintégrée dans l’environnement scellé. Il s’ensuit que le chat de Schrödinger est à la fois vivant et mort jusqu’à ce qu’on ouvre la boîte. Bien sûr, tout le monde pensait que c’était absurde, mais c’est précisément cette absurdité que Schrödinger essayait de transmettre. Cependant, nous savons maintenant par des expériences que la superposition est réelle en mécanique quantique, aussi bizarre que cela puisse paraître.
(RMS)
Nous partons d’une impression de multivers infini de possibilités, ou de ce que les physiciens pourraient appeler la somme de toutes les énergies et positions, connue sous le nom “d’hamiltonien global”, puis nous nous concentrons sur ce qui nous intéresse, en restreignant l’infini dans un sous-système hamiltonien fini et beaucoup plus facile à gérer. Cependant, ce « zoom » pourrait-il nous empêcher d’appréhender l’infini ? Ou, comme le soulignent les chercheurs à l’origine de ce dernier exercice, s’agit-il d’une « approche trop provinciale, née de notre familiarité avec certains objets macroscopiques » ? En d’autres termes, nous pourrions nous demander si le chat de Schrödinger est vivant ou mort dans sa boîte, sans nous demander si la table qui se trouve en dessous est chaude ou froide ou si la boîte commence à sentir mauvais.
Afin de déterminer si notre tendance à nous concentrer sur ce qui se trouve à l’intérieur de la boîte a une quelconque importance, les chercheurs ont mis au point un algorithme permettant de déterminer si certaines possibilités quantiques, connues sous le nom d’états pointeurs (Pointer state), pourraient être un peu plus obstinément fixées que d’autres, ce qui rendrait certaines propriétés critiques moins susceptibles d’être intriquées (intrication quantique). Si c’est le cas, la boîte décrivant le chat de Schrödinger est dans une certaine mesure incomplète, à moins que nous ne considérions une longue liste de facteurs qui peuvent potentiellement s’étendre à l’ensemble de l’Univers.
Selon Arsalan Adil, physicien à l’université de Californie à Davis :
Vous pouvez avoir une partie de la Terre et la galaxie d’Andromède dans un seul sous-système, c’est un sous-système parfaitement légitime.
En théorie, il n’y a pas de limite à la façon dont les sous-systèmes peuvent être définis, ajoutant de longues listes d’états proches et lointains qui pourraient délimiter une réalité de façons subtilement différentes. En partant des « nombreux mondes » d’Everett, l’équipe est parvenue à ce qu’elle appelle une interprétation des « nombreux autres mondes » : elle prend un ensemble infini de possibilités et le multiplie par une gamme infinie de réalités que nous n’aurions pas envisagées en temps normal.
Comme dans le cas de l’interprétation originale, ce nouveau point de vue est moins un commentaire sur le comportement de l’Univers que sur nos tentatives de l’étudier brique par brique. Les chercheurs soulignent qu’ils n’ont pas attaché beaucoup d’importance conceptuelle à leur algorithme, mais ils se demandent s’il pourrait avoir des applications dans le développement de meilleurs moyens de sonder les systèmes quantiques, tels que ceux qui se trouvent à l’intérieur des ordinateurs.
Il ne fait aucun doute que dans une autre réalité, ils ont déjà leur réponse.
L’étude disponible en prépublication dans arXiv : A Search for Classical Subsystems in Quantum Worlds et les chercheurs interviewés par NewScentist : The multiverse could be much, much bigger than we ever imagined.