L’Espace-temps comprend-il tout ce qui existe dans l’Univers ?

505
Spiral galaxy

Et si nous devions distinguer ce qui fait partie de l’Espace-temps, c’est à dire de notre Univers, et ce qui serait en dehors ?

Depuis la publication des trois fameux articles d’Albert Einstein sur la relativité restreinte, nous savons que l’espace et le temps sont deux réalités ou plutôt deux phénomènes d’un même concept que nous appelons Espace-temps. L’Espace-temps n’est pas l’addition de l’espace et du temps ; le Big Bang n’a en effet pas séparément créé l’espace dans lequel nous nous mouvons et le temps dans lequel se déroulent les évènements, il a créé un concept unique : l’Espace-temps.

Lorsque nous naissons, notre conscience et notre corps organisé apparaissent dans l’Espace-temps, et lorsque nous mourrons, nous en sortons (ce qui ne signifie pas qu’il existerait un « ailleurs », puisque personne n’est revenu dans l’Espace-temps après l’avoir quitté).

Toutes les lois physiques que nous connaissons, de même que les constantes, sont valables dans l’Espace-temps et dans l’Espace-temps uniquement. L’Espace-temps, c’est-à-dire l’Univers – les deux termes sont synonymes – contient les particules élémentaires, constitutives de la matière dite baryonique ainsi que l’énergie visible (les photons qui se déplacent dans l’Univers, la température moyenne de ce même univers et l’énergie des molécules liée aux interactions nucléaires forte et faible) et peut être une matière noire et une énergie sombre.

L’Espace-temps possède ses limites : ainsi, la vitesse de la lumière (300KKM/s) est la vitesse maximale de tout élément en déplacement, 14,8 milliards d’années est la durée maximale vers le passé et les particules élémentaires sont la partie insécable de la matière (c’est donc également une limite). Existe-t-il une limite de taille ? L’Espace-temps est-il infini ? Nous n’en savons rien, mais la majorité des astrophysiciens pense que l’Univers est en effet infini, bien qu’il soit né d’un point fini.

Or, ce schéma, pour élégant qu’il soit, pose un problème : certaines réalités se comportement comme si elles n’appartenaient pas à l’Espace-temps, comme si elles en refusaient les règles, ou se situaient à la marge, sur les frontières, prêtes à basculer de l’autre côté.

Ainsi, le photon véhicule de la lumière ne se déplace qu’à 300.000 Km/sec, il ne peut pas être au repos ni se déplacer à une vitesse inférieure (dans le vide). Surtout, sa vitesse est absolue, c’est-à-dire qu’un photon percutera à la même vitesse un objet fixe et un objet qui se déplace à une vitesse pourtant proche de la sienne. Il percutera votre visage à 300KK/sec et un neutrino qui se déplace dans la même direction que lui, pourtant à une vitesse de 99% de la vitesse de la lumière, également à 300KK/sec.

Deux questions viennent à l’esprit lorsqu’on considère le photon : est-il sujet du temps, puisqu’il se déplace à la vitesse maximale de l’Espace-temps ? Et puisque sa vitesse est absolue, alors que dans l’Espace-temps tout est relatif, fait-il lui-même partie de l’Espace-temps ?

Lorsque cette fois on prend en considération la physique quantique, on se retrouve face à d’autres problèmes qui défient la raison. Ainsi, lorsque deux particules sont intriquées, elles semblent communiquer et se coordonner de façon instantanée, quelle que soit la distance qui les sépare. Cette réalité physique, constatée empiriquement dans plusieurs expériences, semble contredire le principe de réalisme local défini par Albert Einstein. Comment en effet accepter que des particules communiquent entre elles plus rapidement que la vitesse de la lumière ?

Les particules élémentaires, qui obéissent à cette science contrintuitive qu’est la physique quantique, appartiennent-elles à l’Espace-temps ? Peut-on imaginer que l’Espace-temps ne contient que la seule réalité relativiste et que tout le reste, y compris des particules en interaction avec nous, se trouvent en réalité en dehors, comme des témoins d’un monde dont nous ne savons rien ?

La création de la matière (la nucléosynthèse) devrait avoir généré autant de matière que d’antimatière ; or l’antimatière est absente de notre univers. Notre univers, donc l’Espace-temps, ne contient de façon naturelle (on peut furtivement recréer de l’antimatière en laboratoire) que de la matière. Pouvons-nous en conclure que l’antimatière, la matière noire et l’énergie sombre se trouvent en réalité en dehors de l’Espace-temps ?

Nous répondrons à ces questions dans une prochaine conférence :

Qu’est-ceque l’Espace-temps ? Le temps existe-t-il en physique ?
Mercredi 30 janvier 2019, 19H00 – 20H30

LAISSER UN COMMENTAIRE

Please enter your comment!
Please enter your name here