Y a-t-il des univers parallèles ?

Everett, Graham et DeWitt proposent alors une solution radicale: lors de la mesure il n’y a pas réduction à une seule possibilité mais division de l’ensemble quanton+appareil de mesure en deux ensembles, c’est à dire création de deux univers, l’un où le spin du proton est positif et l’autre où il est négatif. Comme le résultat indiqué par l’appareil de mesure peut être regardé par des observateurs, il y a aussi dédoublement de ces observateurs.

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Dernier groupe de physiciens: ceux qui ont développé la théorie des univers parallèles. Ce groupe est aussi très restreint. La théorie remonte à l’américian Hugh Everett (1957), qui a tout de suite été soutenu par John Wheeler. Mais Wheeler, américain lui-aussi, dont la spécialité est de proposer des hypothèses physiques les plus fantastiques, n’a vraissemblablement soutenu cette théorie que parce qu’il avait été battu sur son propre terrain, et il est passé ensuite à des tentatives d’interprétation géométrique, dont le principe est de remplacer la géométrie visible de l’univers, à trois dimensions plus une de temps, par des géométries invisibles beaucoup plus compliquées – et donc encore une fois à remettre en cause la notion d’espace ou d’espace-temps. Le relève de Wheeler en ce qui concerne les univers parallèles a été prise en 1970 par les américains Neill Graham et Bryce DeWitt, et les trois noms couramment associés à cette thèse sont donc ceux d’Everett, Graham et DeWitt.

Le problème que cherchent à résoudre ces trois physiciens est essentiellement celui de la réduction du paquet d’ondes, que nous avons exposé dans les cinquième et sixième chapitres. Rappelons-en brièvement les termes. Un quanton que l’on veut mesurer est représenté par une fonction d’onde obéissant à l‘équation de Schrödinger; l’appareil de mesure, composé d’une multitude de quantons, est également représenté par une fonction d’onde, beaucoup plus compliquée, obéissant à la même équation (cette équation cependant n’a pas la même forme pour le quanton et pour l’appareil de mesure). Chacune de ces deux fonctions décrit un ensemble de possibilités relatives à la caractéristique que l’on veut mesurer. Lors de la mesure, le quanton interagit avec l’appareil, et l’ensemble est représenté par une fonction d’onde encore un peu plus compliquée, obéissant à l‘équation de Schrödinger. Or rien apparemment dans cette équation n’oblige la fonction d’onde à se réduire à l’une despossibilités qu’elle décrit. Supposons par exemple que l’on veuille mesurer le spin d’un proton (ou plus précisément la composante du spin suivant une direction donnée). Avant la mesure, ce spin est indéterminé, et la fonction d’onde du proton contient deux possibilités. Comment se fait-il qu’après la mesure, l’aiguille indicatrice de l’appareil de mesure indique une valeur du spin et une seule, puisque selon l‘équation de Schrödinger les deux possibilités doivent subsister? Il faut donc admettre que l‘équation de Schrödinger est violée, cesse d‘être valable lors d’un phénomène appelé «Â réduction du paquet d’ondes », pour reprendre ses droits ensuite. D’où les tentatives d’explication idéaliste (Wigner) ou matérialiste (Belifante, Cini, etc.) du phénomène de la mesure.

Everett, Graham et DeWitt proposent alors une solution radicale: lors de la mesure il n’y a pas réduction à une seule possibilité mais division de l’ensemble quanton+appareil de mesure en deux ensembles, c’est à dire création de deux univers, l’un où le spin du proton est positif et l’autre où il est négatif. Comme le résultat indiqué par l’appareil de mesure peut être regardé par des observateurs, il y a aussi dédoublement de ces observateurs. Everett, Graham et DeWitt précisent bien que la conscience n’a rien à voir là-dedans; les observateurs (vous et nous) sont de simples automates qui ne se rendent pas compte de leurs dédoublements successifs (ou détriplements, déquadruplements, etc., s’il y a plus de deux possibilités) lors de toutes les opérations de mesure qui sont réalisées dans l’univers, ou lors de tous les phénomènes naturels présentant les même caractéristiques matérielles que les opérations de mesure. Il s’ensuit que cette théorie doit être considérée comme une théorie matérialiste, la plus extravagante de toutes probablement.

Bien qu’elle ait été conçue en fonction du paradoxe du chat de Schrödinger, c’est-à-dire pour résoudre le problème de la mesure, la théorie des univers parallèles donne une explication relativement économe en «Â branches d’univers » du paradoxe d’Einstein-Podolsky-Rosen. Considérons le cas simples de deux protons de spins opposés qui s‘éloignent l’un de l’autre en se dirigeant vers deux appareils de mesure d’orientations parallèles, et supposons que l’appareil 1 fonctionne en premier. Alors l’univers de scinde en deux branches, l’une où le résultat de la mesure de cet appareil est +1, et l’autre où ce résultat est -1. Mais puisque les spins sont forcément opposés, une mesure effectuée avec l’appareil 2 donnera automatiquement -1 dans la première branche d’univers et +1 dans la seconde, c’est-à-dire que cette nouvelle mesure ne conduira pas à une nouvelle scission en branches parallèles. Il y a une seule scission relative à l’ensemble formé par les deux protons, d’où deux branches d’univers, et non pas une scission pour le proton mesuré en premier puis une scission pour le second, ce qui aurait conduit à quatre branches d’univers.

Malgré ses aspects évidemment fantastiques, cette théorie repose sur une base mathématique qui n’est pas dépourvue de solidité. L’univers réel global est représenté par une seule fonction d’onde d’une complexité gigantesque, qui n’est jamais «Â réduite » mais se scinde sans arrêt en branches dont chacune représente l’univers tel que nous le concevons. Les mathématiques de cette fonction d’onde globale sont telles que les différentes branches ne peuvent interagir, si bien que nous n’avons pas conscience de l’existence des autres branches (et donc des autres nous-mêmes). Elles sont telles également que dans chaque branche jouent les lois habituelles de la physique quantique, y compris la réduction du paquet d’ondes, ce qui explique les difficultés que nous rencontrons lorsque nous voulons expliquer notre branche sans tenir compte des autres.

Après avoir suscité beaucoup d’intérêt et de controverses au début des années soixante-dix, cette théorie semble un peu tombée en désuétude. On entend plus guère parler d’Everett et de Graham. Quant à DeWitt, il s’est orienté comme Wheeler vers des tentatives d’interprétation géométriques de la physique quantique. D’une manière générale les physiciens n’aiment pas le superflu, et la «Â surabondance d’univers » les heurte au moins autant que le vide plein cher à Vigier. Mais bien qu’il n’y ait apparemment plus de travaux sur cette théorie des univers parallèles, elle figure désormais dans presque tous les livres traitant de la physique quantique, en raison de sa profonde originalité et du fait qu’il est aussi difficile de la réfuter que d’y souscrire. On n’y croit pas, mais on l’admire.

Remise en cause de l’espace et du temps, univers parallèles: vous avez dit bizarre ?

Sven Ortoli, Jean-Pierre Pharabod, Le cantique des quantiques.

One thought on “Y a-t-il des univers parallèles ?”

  1. Selon la mécanique quantique l‘état d’une particule est non seulement inconnu mais aussi indéterminé jusqu’au ce qu’on la mesure: c’est le fameux principe d’incertitude d’un certain Heisenberg. C’est à ce moment précis qu’elle se retrouve avec une charge positive ou négative. Une des interprétations possibles suppose qu’a cet instant ou on mesure l‘état de la particule l’univers se dédouble. Dans notre univers, la charge de la particule serait positive alors que dans l’univers parallèle cette dernière aurait une charge négative. A chaque instant se créeraient ainsi une multitude d’univers parallèles, déclinant tous les états de toutes les particules. Pour le physicien Michael Price “l’univers se dédouble à chaque processus thermodynamique irréversible”.
    Les principaux noms de la physique que l’on puisse citer en matière de théorie d’univers multiples sont Andrei Linde ou encore Hugh Everest. Selon eux, et en s’appuyant sur la théorie des cordes, il existerait donc une quasi-infinité d’univers parallèles au notre flottant dans ce qui est maintenant appelé un super-univers primitif. Tous ces univers bulle seraient nés des fluctuations quantiques de ce super-univers. Le problème est qu’il n’est possible ni de voir, ni de détecter ces univers, et à priori encore mois possible de voyager entre ces univers comme dans la série TV Sliders… Ces univers n’ont probablement pas les mêmes lois physiques que le notre et sont de plus séparés du notre par des distances s’exprimant en alignant quelques kilométres de zéros. Ainsi pour prendre des exemples concrets, il existe certainement des univers où les électrons et les protons n’ont pas la même masse partout ou bien, plus que 4 dimensions, ou encore, où la flèche du temps est inversée (A ce propos, on peut signaler que des gens tels que Stephen Hawking pensent que si un univers arrête son expansion et commence à se rétracter, le sens du temps s’inverse, son histoire se déroule à l’envers!). Il existe certainement un univers où vous gagner au loto et des millions d’autres ou vous perdez! Cependant, certaines théories cosmologiques supposent qu’il est possible en certains points de ces univers (le notre y compris) il puisse se créer d’autre univers à partir de singularités. Pourquoi alors ne pas voyager à travers le trou de ver pour découvrir d’autres univers?
    “Univers Parallèles et voyages dans le temps” (geocities.com)

    “Les lois de la physique ont rendu possible le développement de la complexité dans l’Univers. [”¦] si la matière avait été régie par des lois [”¦] différentes, le refroidissement après le Big Bang aurait engendré un monde stérile, sans vie et sans personne pour poser des questions”¦[C’est] [”¦] le thème d’un intense débat : le fait que l’homme existe dans l’univers est une donnée fondamentale de l’observation, puisqu’il implique que les lois de la physique ont permis l’élaboration du cerveau conscient. “
    « le monde est non seulement plus étrange que nous l’imaginons, mais plus étrange que nous sommes en mesure de l’imaginer »
    “Vertiges cosmiques” Hubert Reeves

    “A cause de la professionnalisation, les études scientifiques sont de plus en plus difficiles, la concurrence de plus en plus vive, les places chères et”¦ un étudiant n’a pas le temps de se cultiver. Pour commencer, il doit à tout prix acquérir une culture qui ne soit pas exclusivement scientifique. Qu’il fasse de la poésie, des lettres, de la philosophie”¦ Mais cela ne suffira pas. Il lui faudra aussi du courage et, cela, ça ne s’apprend pas. A la fin de mon livre, je fais l’éloge de la dissidence. Attention, je ne l’ai pas écrit pour dire que la science, c’est abominable. Mais que penser le progrès de la science, c’est avoir un regard critique à l’égard de ce qu’elle apporte. Au contraire de ce que professait le positivisme du XIXe siècle, la science n’a pas réponse à tout, elle ne peut pas tout”.
    Extrait d’une interview avec Freeman Dyson l’auteur de “La science n’a pas réponse à tout, elle ne peut pas tout “ paru dans Sciences et Avenir.

    Une vraie passion pour la physique quantique????

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