Une nouvelle hypothèse suggère que deux univers parallèles ont été produits par le Big Bang

Des physiciens ont réalisé une expérience qui suggère que le temps dans notre Univers pourrait être dirigé par la gravité, et non par le Big Bang qui aurait pu créer deux univers parallèles – le nôtre, dans lequel le temps s’écoule vers l’avant, et un univers miroir où le temps s’écoule vers l’arrière. thermodynamique, et que le temps s’écoule dans un seul sens

Bien que l’idée paraisse assez farfelue, cette nouvelle hypothèse pourrait aider les physiciens à résoudre certains de leurs plus grands problèmes avec le temps – principalement le fait qu’ils ne peuvent toujours pas comprendre pourquoi il s’écoule dans une seule direction.

En fait, cette unique “flèche du temps” est l’un des plus grands problèmes conceptuels de la physique moderne et laisse les physiciens perplexes depuis plus d’un siècle.

L’origine de ce dilemme réside dans le fait que toutes les lois fondamentales de la physique – telles que la relativité spéciale et générale d’Einstein et la gravitation de Newton – fonctionnent aussi bien si le temps s’écoule en avant ou en arrière.

Dans les modèles de systèmes physiques, que les physiciens utilisent pour imiter notre Univers, une direction préférée du temps apparaît parfois, mais cela ne se produit généralement que lorsque les chercheurs bricolent le système et définissent des conditions de départ spécifiques.

Alors pourquoi notre Univers ne se déplace-t-il qu’en avant dans le temps ? Pourquoi les étoiles émettent-elles de la lumière au lieu de l’aspirer et pourquoi nous souvenons-nous du passé et non du futur ?

Actuellement, la principale théorie est que la direction de la flèche du temps est contrôlée par les lois de la thermodynamique, et plus précisément par l’entropie.

L’entropie est une mesure du désordre au sein d’un système thermodynamique – un système à faible entropie est extrêmement organisé et prévisible, tandis qu’un système à forte entropie est plus aléatoire. La loi thermodynamique stipule que l’entropie d’un système isolé, tel que notre Univers, ne pourra jamais passer d’un état de faible entropie à un état de forte entropie.

La plupart des physiciens acceptent généralement que c’est la raison pour laquelle le temps avance – parce qu’à la naissance de notre Univers, tout était extrêmement ordonné, et donc la direction du temps est la même que la direction de l’entropie croissante.

Comme l ‘explique Lee Billings pour Scientific American, c’est “un produit de la tendance universelle de toutes les choses à se stabiliser vers l’équilibre les unes avec les autres”.

Mais cette hypothèse repose sur la présence de ces conditions hautement organisées et à faible entropie au début de l’Univers, afin de donner une direction au temps. Ce que nous ne pouvons tout simplement pas prouver, à la grande frustration de nombreux physiciens.

Aujourd’hui, de nouvelles théories suggèrent que l’idée que le temps soit régi par l’entropie n’est pas la seule possibilité.

Les nouveaux travaux, dirigés par Julian Barbour de l’université d’Oxford au Royaume-Uni, suggèrent que ce serait en fait la gravité, et non la thermodynamique, qui contrôlerait la direction de la flèche du temps.

Ces travaux, auxquels ont également participé Tim Koslowski de l’université du Nouveau-Brunswick et Flavio Mercati du Perimeter Institute for Theoretical Physics, tous deux au Canada, ont été publiés en octobre dans Physical Review Letters.

Leur modèle suggère que l’Univers n’a pas besoin d’un état initial spécial à faible entropie pour définir une flèche du temps, mais que l’écoulement du temps est simplement le résultat inévitable de la gravité.

Ils sont arrivés à cette conclusion après avoir étudié un modèle très simple de notre Univers, composé de seulement 1 000 particules. À l’aide de simulations informatiques, ils ont testé l’interaction de ces particules sous la seule influence des lois de la gravité newtonienne.

Ils ont constaté que, quelle que soit la disposition initiale du système, les particules finissaient toutes par se retrouver dans cet état de faible complexité, très compact, sans aucune modification, simplement par la force de gravité.

Cela signifie que pour déterminer la direction de la flèche du temps, nous n’avons pas besoin de conditions parfaites de faible entropie, nous avons simplement besoin de la gravité.

Mais le plus intéressant est peut-être ce qui s’est passé ensuite dans leur modèle. À partir de cet endroit hautement condensé, le système s’est étendu vers l’extérieur, mais dans deux directions distinctes, chacune ayant sa propre flèche du temps qui voyage dans une direction différente.

Le long de ces deux parcours temporels, les particules ont été entraînées par la gravité dans des structures plus grandes, plus ordonnées et plus complexes. Comme l’écrit Billings pour Scientific American, ces structures sont notre équivalent de l’Univers formant des galaxies, des étoiles et des systèmes planétaires.

Bien sûr, nous sommes loin de savoir si c’est ce qui s’est produit dans notre propre Univers – le système testé par Barbour et son équipe était extrêmement simple et ne tenait pas compte de la relativité générale ou des effets de la mécanique quantique.

Mais si cela est vrai, cela signifie que ce que nous percevons comme le futur serait en réalité le passé lointain pour toute vie existant dans l’univers parallèle.

“Cette situation de deux futurs présenterait un passé unique et chaotique dans les deux directions, ce qui signifie qu’il y aurait essentiellement deux univers, un de chaque côté de cet état central”, a déclaré Barbour à Billings pour Scientific American.

“S’ils étaient suffisamment compliqués, les deux côtés pourraient accueillir des observateurs qui percevraient le temps dans des directions opposées. Tout être intelligent définirait sa flèche du temps comme s’éloignant de cet état central. Ils penseraient que nous vivons maintenant dans leur passé le plus profond.”

Ce qui est extrêmement trippant à penser. Ce qui est encore plus hallucinant, c’est ce que dit Tim de Chant de PBS NOVA :

“De ce point de vue, peut-être que la Guerre des étoiles de George Lucas ne s’est pas déroulée il y a très longtemps dans une galaxie lointaine, très lointaine, mais dans le futur lointain – notre passé le plus profond – de notre univers miroir.”

Cependant, les dévots de l’idée que l’entropie contrôle la direction du temps, comme le cosmologiste Sean Caroll de l’Institut de technologie de Californie, auront besoin de beaucoup plus de preuves avant de souscrire à l’hypothèse.

“Cet article de Barbour, Koslowski et Mercati est bon parce qu’ils retroussent leurs manches et font les calculs pour leur modèle spécifique de particules interagissant via la gravité, mais je ne pense pas que ce soit le modèle qui soit intéressant – c’est le comportement du modèle qui est analysé avec soin”, a déclaré Caroll, qui n’a pas participé à la recherche, à Scientific American.

“Je pense que chaque fois que vous avez une collection finie de particules dans un très grand espace, vous obtiendrez ce type de comportement générique qu’ils décrivent. La vraie question est de savoir si notre Univers est comme ça C’est la partie difficile.”

Si nous pouvions répondre à cette question, non seulement cela changerait toute notre perspective sur l’Univers, mais, plus important encore, cela pourrait nous aider à expliquer correctement l’expansion et la croissance de l’Univers que nous observons – ce qui reste un problème pour nous.

Si vous êtes aussi fasciné que nous par tout cela, lisez le récit étonnant de l’émergence de cette hypothèse et des autres théories existantes dans l’article de Billings pour Scientific American.

Source : Scientific American, PBS NOVA, APS Physics