Notes sur le phénomène du Big Bang: les univers parallèles, Notes de Astronomie
Caroline_lez
Caroline_lez10 January 2014

Notes sur le phénomène du Big Bang: les univers parallèles, Notes de Astronomie

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Notes d'astronomie sur le phénomène du Big Bang: les univers parallèles. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La théorie des univers parallèles, Le paradoxe EPR, Le choix des constantes fondamentales, La déco...
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Phénomène du Big Bang : Univers

parallèles

La théorie des univers parallèles ou multiples fut introduite par le physicien américain Hugh

Everett en 1957. Il s'agit d'une sorte de réinterprétation de la mécanique quantique qui essaye

d'éliminer des problèmes conceptuels comme celui posé par l'expérience du chat de

Schrödinger.

D'après cette théorie, le chat de Schrödinger ne se trouve pas dans une superposition d'états. Il

y a en fait deux chats, l'un vivant, l'autre mort, qui font partie de deux univers différents. Ceci

est possible car, lorsque nous lui imposons le choix entre un chat mort et un chat vivant,

l'Univers se divise en deux. Naissent alors deux univers parallèles qui sont absolument

identiques, si ce n'est que l'un contient un chat vivant et l'autre un chat mort. Dans chacun de

ces univers, le chat est dans un état bien défini et le concept un peu absurde d'un animal ni

mort ni vivant n'est plus nécessaire.

Finalement, lorsque nous ouvrons la boite et observons son contenu, nous sélectionnons l'un

des deux Univers qui devient alors notre monde réel. A ce moment, les deux univers parallèles

se découplent et deviennent totalement indépendants l'un de l'autre. Si nous découvrons que le

chat est mort, nous pouvons nous rassurer en imaginant qu'il existe un univers parallèle où le

chat est vivant.

Le paradoxe EPR

La théorie des univers parallèles propose une interprétation élégante du paradoxe EPR qui ne

fait pas appel au mystérieux concept de non-séparabilité. Lorsque les deux photons sont émis

par l'atome, l'Univers est soumis à un choix quant à leurs directions. Il va donc se diviser en une

multitude d'univers parallèles. Dans chacun de ces Univers, les photons ont des directions bien

définies et celles-ci sont opposées pour des raisons de symétrie.

Plus tard, lorsque nous capturons l'un des deux photons, nous sélectionnons l'un de ces univers

multiples. Or, dans l'univers ainsi choisi, la trajectoire de l'autre photon est déjà déterminée à

l'avance. Il sera donc détecté dans la direction opposée au premier, sans pour autant avoir

besoin d'échanger une quelconque information.

Le choix des constantes fondamentales

La notion d'univers parallèle permet de réinterpréter le problème de la sélection des constantes

fondamentales. Au moment de sa naissance, l'Univers est confronté à de nombreux choix. Il

doit par exemple décider de la valeur de la constante de gravitation ou de la masse de

l'électron. D'après la théorie de Hugh Everett, l'Univers de divise lors de chacun de ces choix.

Naissent ainsi une multitude d'univers parallèles caractérisés chacun par un ensemble donné de

constantes fondamentales.

La grande majorité de ces univers est incapable de donner naissance à la vie. Certains sont

dotés d'une force de gravitation trop intense ou d'une interaction électromagnétique trop faible

et ainsi de suite. Néanmoins, une petite fraction de ces univers se révèle apte

au développement de la vie. C'est en particulier le cas du nôtre. En adoptant ce point de vue, le

réglage des constantes fondamentales n'a plus rien de miraculeux. La vie n'est pas née car

notre Univers unique était réglé de façon magique. Elle est apparue car nous sommes dans l'un

des rares univers parallèles capables de lui donner naissance.

La décohérence

Bien que la théorie des univers parallèles soit assez captivante, seule une minorité de la

communauté scientifique la défendrait de nos jours. Des expériences de mécanique quantique

en laboratoire, pendant la deuxième moitié des années 1990, ont en effet démontré l'existence

d'un phénomène capable d'expliquer l'énigme du chat de Schrödinger sans faire appel à une

explication aussi exotique.

Un système physique, même microscopique, n'est jamais isolé mais toujours en contact avec

son environnement extérieur. Les interactions avec cet environnement, par exemple sous forme

de friction, perturbent l'état de superposition quantique initial du système et le font peu à peu

évoluer vers un état classique. Ce phénomène, appelé la décohérence, fut d'abord discuté sur le

plan théorique dans les années 1970, avant d'être finalement observé en laboratoire dans les

années 1990. Il se produit d'autant plus vite que le système est grand, et, pour des objets

macroscopiques tels les chats, la décohérence serait effectivement instantanée.

Le phénomène de décohérence apporte une réponse au problème posé en 1935 par

Schrödinger. Nous n'observerons jamais un chat dans une superposition d'états, car son

environnement l'aura immédiatement fait glisser vers un état classique, soit mort, soit vivant.

La théorie des univers parallèles perd du même coup sa principale raison d'être.

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