Une nouvelle théorie révolutionnaire : l'univers se serait auto-effondré pour créer la réalité, résolvant le paradoxe du chat de Schrödinger

Une nouvelle théorie révolutionnaire : l'univers se serait auto-effondré pour créer la réalité, résolvant le paradoxe du chat de Schrödinger

Une nouvelle théorie suggère que l'univers primitif s'est auto-effondré du chaos quantique vers le monde classique que nous connaissons aujourd'hui. Joshua Shavit. Un modèle quantique innovant propose que l'univers ait provoqué sa propre transition vers un état classique, offrant une solution au paradoxe du chat de Schrödinger à l'échelle cosmique. (CREDIT: Mradovicpr, Dreamstime)

Dans l'étrange monde de la mécanique quantique, les objets peuvent exister dans plusieurs états simultanément. Ce concept, appelé superposition, constitue l'une des caractéristiques les plus déroutantes de la théorie quantique. Par exemple, une particule peut tourner dans plusieurs directions à la fois jusqu'à ce qu'elle soit mesurée. Pourtant, dans notre quotidien, le monde ne fonctionne pas ainsi. Les planètes, les étoiles et même les chats n'apparaissent pas dans plusieurs états simultanément. L'univers suit des règles prévisibles, se comportant classiquement selon la théorie de la relativité générale d'Einstein.

Alors, qu'est-ce qui provoque la transition entre les bizarreries quantiques et le comportement classique que nous observons ? Cette question hante les scientifiques depuis des décennies. Une équipe dirigée par Matteo Carlesso de l'Université de Trieste pourrait avoir trouvé une réponse prometteuse. Leur étude récente, publiée dans le Journal of High Energy Physics, propose une version modifiée de la mécanique quantique permettant à l'univers de passer naturellement du désordre quantique à l'ordre classique.

Au lieu de nécessiter un observateur externe pour effondrer un système vers un état unique, leur approche introduit un effondrement auto-induit. Dans ce modèle, les systèmes interagissent avec eux-mêmes et se stabilisent spontanément vers un résultat unique. Cela pourrait expliquer comment l'univers entier, qui n'a pas d'observateur externe, a fini par obéir aux règles classiques.

Combler le fossé quantique-classique

Au cœur de ce mystère se trouve le problème de la mesure quantique. La mécanique quantique stipule que les particules restent dans une superposition d'états jusqu'à ce qu'une mesure les force à adopter un état défini. Mais la théorie ne définit pas clairement ce qui constitue un "mesureur". Le physicien John Bell a un jour demandé : "Qu'est-ce qui qualifie exactement certains systèmes physiques à jouer le rôle de mesureur ?" Cela mène à des expériences de pensée étranges, comme celle du chat de Schrödinger.

Dans cette expérience, un chat dans une boîte scellée est à la fois vivant et mort jusqu'à ce que la boîte soit ouverte. En théorie, le sort du chat reste indéterminé jusqu'à ce que quelqu'un regarde. Mais les chats n'existent pas réellement dans de tels états bizarres. Alors qu'est-ce qui brise la superposition ? Carlesso et son équipe soutiennent que la réponse réside dans l'échelle des systèmes quantiques.

Alors que les atomes et les petites particules restent en superposition jusqu'à mesure, les systèmes plus grands pourraient s'effondrer d'eux-mêmes. Ils ont révisé la célèbre équation de Schrödinger - le manuel de la mécanique quantique - pour y inclure des termes supplémentaires. Ces nouveaux termes introduisent du hasard et de l'auto-interaction, provoquant un effondrement spontané de la fonction d'onde.

Plus le système est grand, plus il est susceptible de s'effondrer rapidement. Cela explique pourquoi les humains, les planètes et l'univers lui-même n'apparaissent pas dans plusieurs états. "Ces effets sont plus forts à mesure que le système grandit", a déclaré Carlesso. Avec cette approche, la distinction entre ce qui mesure et ce qui est mesuré disparaît. Tout joue selon les mêmes règles.

Un commencement quantique et un présent classique

L'équipe s'est concentrée sur les premiers instants de l'univers, lorsque l'espace et le temps eux-mêmes pourraient avoir existé dans de nombreux états. À cette époque, l'univers aurait pu être dans une superposition de différentes formes d'espace-temps. Mais aujourd'hui, le cosmos apparaît classique. L'espace suit des lois lisses et continues. Les chercheurs pensent que le modèle d'effondrement aide à expliquer cette transition.

Le groupe de Carlesso a appliqué leur théorie à une version simplifiée de l'univers, connue sous le nom de modèle Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW). Ce modèle suppose que l'univers est...