L’univers holographique

Le principe holographique est une théorie élaborée dans les années 90. Elle développe l’idée que toute les informations qui forment, décrivent et permettent l’existence d’un objet, et contenu dans l’ensemble de cet objet, sont aussi contenu dans un simple point de sa surface. C’est le principe que l’on retrouve en holographie. Et en mathématique, d’après cette théorie, notre univers lui-même peut être décrit avec seulement deux dimensions spatiales, la troisième n’étant que l’illusion des évènements en 2D, comme l’est l’illusion de relief d’un hologramme sur nos cartes bancaires.

Cette théorie, extrêmement contre-intuitive, se place dans le cadre de théorie de gravitation quantique, et qui tente donc d’unifier les deux géants de la physique, la relativité et la physique quantique.

Élaborée d’abord par deux physiciens, Gerard ‘t Hooft et Leonard Susskind, c’est Juan Maldacena qui va venir en donner sa réalisation la plus exacte avec la Correspondance AdS/CFT. Cette théorie fait le lien entre des théories quantiques des champs et des théories de gravité quantiques dans des espaces anti de Sitter. Cette correspondance, qui s’est révélée aussi surprenante qu’efficace, a fait couler beaucoup d’encre (plus de 10 000 papiers scientifiques) tant elle est intéressante sur un plan théorique. Mais la question est là. Les espaces anti de Sitter sont des espaces exotiques, dis à courbure négative, qui sont très différent de notre univers, plat et à courbure positive. Cela ne nous concernait donc pas vraiment.

Cependant, diverses équipes à travers le monde, (TU Wien, Université d’Edimbourg, Harvard, IISER PUNE, Université de Kyoto et MIT), ont travaillé de concert pendant trois ans pour élaborer de nouvelles théories gravitationnelles permettant d’appliquer cette correspondance à notre univers. Et dans un article publié dans le Physical Review Letters, ils exposent leur réussite. Grâce à la correspondance mathématique d’une mesure spécifique (celle de l’entropie de l’intrication quantique) entre un espace plat de gravité quantique et dans une théorie quantique des champs en 2D, « Ces calculs affirment notre hypothèse d’un principe holographique réalisable dans les espaces plats. C’est une preuve de la validité de cette correspondance dans notre univers« , explique Max Riegler (TU Wien).

Cela ne peut évidemment pas prouver que nous évoluons dans un univers holographique, et que ce que nous percevons comme un indéniable relief ne soit qu’une illusion.Cependant, les preuves le suggérant ne font que s’accumuler.

Sources:

Is the universe a hologram?, Phys.org, à propos de l’article cité ci dessus.(voir aussi une version moins détaillée mais française)

Simulations back up theory that Universe is a hologram, Nature.com, à propos de recherches faite par une équipe Japonaise apportant plus de poids à la théorie de Maldacena. (voir aussi une version moins détaillée mais française)

Interview de Leonard Susskind dans La Recherche, expliquant en français et plus en détail l’idée et l’histoire du principe holographique.

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