Le “principe de l’hologramme ” est l’une des idées les plus fascinantes. Il prévoit que, mathématiquement, l’Univers n’a besoin que de deux dimensions et qu’il ne nous paraît tridimensionnel que parce qu’il agit comme un hologramme géant. Cela semble assez fou, mais au cours des deux dernières décennies, ce principe n’a cessé de gagner en popularité. Aujourd’hui, de nouveaux résultats suggèrent que ce principe est valable pour les espaces plats comme notre Univers et qu’il pourrait bientôt être testé.
Cela signifierait que tout ce que nous voyons dans notre monde tridimensionnel confortable n’est que l’image de processus bidimensionnels, superposés à un immense horizon cosmique.
Mais revenons un peu en arrière, car si tout cela semble un peu trop farfelu, la science, elle, tient la route. Le principe holographique a été proposé pour la première fois par le physicien Leonard Susskind dans les années 1990. Jamie Lendino, de Extreme Tech, explique très bien l’idée de base :
“Il affirme qu’un volume d’espace peut être considéré comme codé sur une de ses limites – comme un horizon gravitationnel dépendant de l’observateur – et qu’il a donc besoin d’une dimension de moins qu’il n’y paraît.”
Pour que cela soit vrai, il faudrait être capable de faire correspondre les résultats des phénomènes gravitationnels – généralement décrits avec trois dimensions spatiales – aux résultats du comportement des particules quantiques – décrits avec seulement deux dimensions spatiales.
À la surprise générale, les physiciens théoriciens ont découvert que c’était effectivement le cas et, depuis 1997, plus de 10 000 articles ont été publiés pour étayer cette idée.
Mais les chercheurs n’avaient jamais étudié ce phénomène qu’ici). des espaces exotiques à courbure négative, qui sont très différents de notre propre Univers, à temps spatial plat (vous pouvez obtenir une explication générale sur le temps spatial
Ce que les physiciens veulent dire lorsqu’ils affirment que l’Univers est plat, c’est que l’espace et le temps ne sont pas du tout déformés et que notre Univers peut donc s’étendre à l’infini. Si notre Univers était incurvé positivement, il s’agirait d’un système fermé, sphérique, et tout ce que vous lancez dans l’espace finirait par revenir.
S’il était incurvé négativement, “il s’étendrait vers l’extérieur pour toujours, mais avec des effets bizarres – comme deux faisceaux laser tirés en parallèle qui s’éloignent, ou le dessin de triangles dont la somme des angles est inférieure aux 180 degrés auxquels vous êtes habitué à l’école”, a déclaré à ScienceAlert l’astrophysicien Alan Duffy de l’université de technologie Swinburne en Australie, qui n’a pas participé aux recherches.
Aujourd’hui, l’équipe de l’université technologique de Vienne (TU Wien), en Autriche, a fait un pas de plus et, en publiant dans la revue Physical Review Letters, a montré que le principe holographique pourrait être valable même dans un système plat, comme notre Univers.
“Si la gravité quantique dans un espace plat permet une description holographique par une théorie quantique standard, alors il doit exister des quantités physiques qui peuvent être calculées dans les deux théories – et les résultats doivent concorder”, a déclaré l’auteur principal Daniel Grumiller dans un communiqué de presse.
Pour y parvenir, Grumiller et son équipe ont élaboré des théories gravitationnelles qui fonctionnent dans notre Univers à espace-temps plat et ne nécessitent pas un espace exotique à courbure négative. Ils ont ensuite vérifié si une caractéristique clé de la mécanique quantique – l’intrication quantique – apparaissait dans ces théories.
Comme l’intrication dans un système quantique, qui est appelée l’entropie de l’intrication. Grumiller montre qu’elle a la même valeur dans la gravité quantique plate et dans une théorie quantique des champs de faible dimension “, explique Lendino pour Extreme Tech : “Il s’avère que l’on peut mesurer la quantité d’intrication..
“Ce calcul confirme notre hypothèse selon laquelle le principe holographique peut également être réalisé dans des espaces plats. C’est une preuve de la validité de cette correspondance dans notre Univers”, a déclaré l’un des chercheurs, Max Riegler, dans le communiqué.
Et ce résultat est à la fois incroyable et terrifiant, car il signifie que nous pourrions bientôt être en mesure de vérifier l’idée que nous vivons dans un hologramme géant.
“Le fait que nous puissions même parler d’information quantique et d’entropie d’intrication dans une théorie de la gravité est stupéfiant en soi, et n’aurait guère été imaginable il y a seulement quelques années”, a déclaré Grumiller. “Que nous soyons maintenant en mesure d’utiliser cela comme un outil pour tester la validité du principe holographique, et que ce test fonctionne, est tout à fait remarquable.”
Mise à jour 29/4/2015: L’article indiquait initialement que les systèmes à courbure positive et négative sont des systèmes fermés. Cette affirmation était incorrecte. Les systèmes à courbure négative peuvent continuer à s’étendre indéfiniment dans un système en forme de selle (en savoir plus ici).
Source : Extreme Tech