5 théories étranges de l’univers qui pourraient bien être vraies – Maintenant. Propulsé par Northrop Grumman

L’étalon-or de la science spatiale est une “théorie de tout” qui explique avec précision tout ce que nous voyons (et tout ce que nous ne pouvons pas) dans l’univers. Naturellement, ce n’est pas une mince tâche : en utilisant les données disponibles et leur propre expérience, les scientifiques créent constamment de nouvelles théories de l’univers, dont la plupart s’avèrent fausses.

C’est la nature de la recherche scientifique. Au fur et à mesure que de plus en plus d’informations sont révélées, la plupart des théories ne tiennent pas – mais quelques-unes changent notre façon de voir l’inconnu. Considérez la théorie des «quatre éléments» de la Grèce antique, qui a éclairé la recherche scientifique pendant des siècles, mais s’est finalement révélée inadéquate. La théorie quantique de la lumière d’Einstein, quant à elle, a représenté un changement fondamental dans notre compréhension de l’univers.

Prêt pour une balade théorique ? Voici cinq théories étranges qui pourraient tout changer. Peut-être.

1. Fou dans la membrane ?

Nous tenons généralement pour acquis que notre univers a trois dimensions physiques perpendiculaires. La théorie de Braneworld ajoute une quatrième dimension spatiale au cosmos qui voit notre univers tridimensionnel comme une « membrane » flottant à travers la « masse » quadridimensionnelle d’un espace quadridimensionnel plus grand que nous ne pouvons pas percevoir activement.

Les travaux des physiciens théoriciens Lisa Randall et Raman Sundrum introduisent le concept de branes multiples au sein d’un plus grand volume, chacune représentant son propre univers. Ils suggèrent que ces autres universités basées sur les branes pourraient aider à résoudre le problème de l’asymétrie subatomique dans notre propre cosmos, tandis que d’autres théories sur les branes postulent que les branes pourraient éventuellement entrer en collision dans ce que l’on appelle le “grand splat” pour créer de nouveaux univers avec des propriétés physiques uniques. .

Nom cool à part, y a-t-il des preuves solides pour braneworld ? Pas encore. Bien que la théorie puisse aider à expliquer certains problèmes de particules, cela ne suffit pas isolément. Toute théorie peut suggérer une solution, mais la testabilité est essentielle pour déterminer si cela fonctionne réellement. Randall et Sundrum suggèrent que les trous noirs pourraient fournir une plate-forme pratique pour les tests. Des mesures précises des ondes gravitationnelles pourraient aider à déterminer si nous vivons réellement dans une membrane multi-univers connectée.

2.Newton 2.0

La gravité pose problème. Alors que la théorie de Newton explique le comportement des objets à des échelles cosmiques relativement petites – par exemple, pourquoi nous ne tombons pas de la Terre et que notre planète continue de tourner autour du soleil – devenir plus gros devient problématique. Voici pourquoi : lorsque les scientifiques ont mesuré la quantité de matière présente dans les grandes galaxies et l’ont comparée aux effets observés, les données ne correspondaient pas. En termes simples, il n’y avait pas assez de matière pour empêcher ces galaxies de se séparer en utilisant la mécanique newtonienne standard.

La matière noire était la résolution proposée : des particules invisibles et indétectables qui ont contribué à gonfler l’univers à un point où la gravité newtonienne fonctionnait comme prévu. Le problème est que nous n’avons toujours aucune preuve de particules de matière noire.

Le scientifique israélien Mordehai Milgrom a adopté une approche différente. En 1983, il a proposé la dynamique newtonienne modifiée (MOND), qui suggère que la gravité à des accélérations plus faibles est plus forte que le modèle de Newton ne l’implique et que les mouvements internes des objets sont déterminés non seulement par l’objet lui-même mais aussi par “l’effet de champ externe”. ou l’attraction gravitationnelle de toutes les autres masses de l’univers. C’est une affirmation audacieuse, mais comme le note Sci-News.com, des travaux récents ont détecté des preuves de ce champ externe dans 153 galaxies à disque, suggérant que MOND pourrait être la nouvelle voie à suivre.

Tom Złosnik et Constantinos Skordis de l’Institut européen de cosmologie et de physique fondamentale ont développé cette idée sous la forme de RelMOND – une théorie qui ajoute un champ omniprésent à la relativité générale qui se comporte différemment selon les conditions spatiales. Par exemple, là où l’univers s’étire à mesure qu’il s’étend, ce champ agit comme ce que Złosnik appelle la “poussière noire”, un substitut de la matière noire qui fournit un poids gravitationnel critique sans avoir besoin de particules invisibles.

Bien que la résistance à cette théorie reste relativement importante, le manque de progrès récents dans la détection de la matière noire combiné à des preuves croissantes de champs externes potentiels peut suggérer une seconde vie pour Newton 2.0.

3. Un rêve dans un rêve

Et si nous faisions tous partie d’une simulation massive ? C’est la base de la théorie de Nick Bostrom de 2003 qui suggère que tout ce que nous voyons fait simplement partie d’une simulation programmée, et nous jouons tous les rôles d’un code apparemment conscient de lui-même.

À première vue, cette théorie semble plus qu’un peu là – comment pourrions-nous savoir que nous sommes simplement des simulations ? Cependant, certaines preuves anecdotiques vont dans ce sens. Premièrement, à mesure que la technologie évolue, nous nous rapprochons de plus en plus de la création de nos propres universités simulées qui pourraient contenir des programmes qui (de leur point de vue) sont conscients d’eux-mêmes. Si nous pouvons le faire, il va de soi que des êtres dans un autre univers “au-dessus” du nôtre pourraient faire la même chose, et nous vivons simplement dans leur simulation.

D’autres indicateurs possibles d’environnements virtuels sont l’existence de limites strictes, telles que la vitesse de la lumière, qui pourraient suggérer des limites arbitrairement préprogrammées qui protègent l’univers simulé de l’effondrement ou nous empêchent de découvrir la vérité.

En ce qui concerne les théories potentiellement prouvables de l’univers, cette approche particulière se classe près du bas. Spéculations intéressantes mises à part, nous ne pouvons pas vraiment tester cette théorie. Existe-t-il des limites universelles ? Apparemment. Peut-on (presque) créer ses propres environnements virtuels ? Absolument. Cependant, ces éléments ne constituent pas à eux seuls la preuve que nous vivons dans une simulation – ils la rendent simplement possible. Le manque de données testables et traçables en fait une excellente expérience de pensée, mais ne changera probablement pas la cosmologie telle que nous la connaissons.

4. Léger, mais plus rapide !

En parlant de lumière et de sa vitesse absolue, il existe une théorie qui suggère que cette constante universelle n’a pas toujours été aussi constante. Alors que les observations actuelles indiquent que la vitesse fixe de la lumière est de 186 000 miles par seconde – et une grande partie de la physique moderne repose sur cette vitesse spécifique – les mesures actuelles du rayonnement de fond diffus cosmologique (CMB) posent un problème : étant donné son uniformité dans l’espace et la distance, la lumière doit avoir atteint tous les coins de l’univers primitif. Mais étant donné la taille actuelle de l’univers et la vitesse de la lumière, nous devrions observer des régions plus froides et plus denses plutôt qu’un CMB cohérent.

Pour expliquer cette contradiction apparente, la théorie de l’inflation a été développée. Dans un passé lointain, l’univers était beaucoup plus petit, permettant à la lumière d’atteindre une distribution uniforme avant que l’expansion n’ait lieu. Mais ce petit univers nécessite des conditions uniques qui ne peuvent être ni reproduites ni testées. Pendant ce temps, João Magueijo et Niayesh Afshordi ont proposé une alternative : dans un univers beaucoup plus jeune et plus chaud, la vitesse de la lumière était beaucoup plus rapide, lui permettant d’atteindre plus rapidement de plus grandes distances.

“Dans notre théorie, si vous revenez à l’univers primitif, il y a une température où tout s’accélère”, explique Afshordi. « La vitesse de la lumière va vers l’infini et se propage beaucoup plus vite que la gravité. C’est une transition de phase de la même manière que l’eau se transforme en vapeur. »

Cette théorie est accompagnée d’une valeur fixe appelée indice spectral, qui est une mesure des ondulations de densité initiales dans l’univers et peut être évaluée par rapport à des mesures futures. Les travaux de Magueijo et Afshordi placent cette valeur à 0,96478, tandis que les mesures actuelles du CMB montrent 0,968 – remarquablement proche de la sortie suggérée par la théorie. En bout de ligne ? Il est tout à fait possible que la lumière n’ait pas toujours été aussi lente.

5. Il est de retour : l’éther luminifère frappe à nouveau

Le dernier mais non le moindre sur notre liste de théories universelles étranges est le retour potentiel de l’éther luminifère. Bien qu’il s’agisse maintenant de l’une des idées ratées les plus célèbres de l’histoire scientifique, cette théorie était autrefois largement acceptée et soutenait que la lumière voyageait à travers un milieu invisible appelé éther.

En 1887, Albert Michelson et Edward Morley ont construit un appareil connu sous le nom d’interféromètre pour aider à prouver l’existence de l’éther. Mais l’expérience ne s’est pas déroulée comme prévu. Lorsque l’appareil a divisé un faisceau de lumière en deux, Michelson et Morley s’attendaient à voir les faisceaux divisés atteindre leurs cibles respectives à des moments différents alors qu’ils empruntaient des chemins différents à travers l’éther. Étant donné que l’un se déplaçait en tandem avec la rotation de la Terre et que l’autre était dirigé à angle droit, l’éther aurait dû retarder le faisceau à angle droit. Au lieu de cela, Michelson et Morley ont découvert que, peu importe le nombre de fois qu’ils faisaient l’expérience, ils obtenaient le même résultat : les faisceaux arrivaient simultanément. Ce fut le début de la fin pour l’éther – et les travaux d’Einstein en 1905 sur la relativité restreinte ont terminé le travail.

Maintenant, l’éther est de retour. Comme le note New Scientist, plusieurs groupes de chercheurs ont remarqué des similitudes entre l’éther et les impacts de la matière noire et de l’énergie noire. En regardant la théorie RelMOND ci-dessus, le champ de gravité externe et effusif ressemble également beaucoup à l’éther. Bien qu’il n’y ait aucune preuve concluante ici pour soutenir une renaissance de l’éther, c’est une idée qui mérite d’être examinée. Mieux encore, il offre un énorme potentiel poétique pour un retour que peu auraient prédit.

Sortir des sentiers battus

Bien qu’il existe des preuves à l’appui de la plupart de ces théories de l’inconnu, elles pourraient aller dans les deux sens. Peut-être que nous ne sommes vraiment qu’une des nombreuses “branes” flottant autour d’un univers extra-dimensionnel, ou peut-être que nos “cerveaux” sont simplement des parties d’un programme informatique massif exécuté en dehors de notre réalité actuelle. Mais le bien ou le mal n’est pas vraiment ce qui compte ici. Au lieu de cela, il s’agit de la combinaison de données existantes avec la contrainte humaine de faire des sauts de foi logiques.

De Newton à Einstein, les théories que nous acceptons maintenant comme des aspects fondamentaux (mais pas immuables) de la réalité ont été considérées bien en dehors des sentiers battus lorsqu’elles ont été proposées pour la première fois, et elles ont nécessité des tests et des raffinements continus pour gagner la confiance scientifique. À la fin de la journée, l’univers est juste plein de surprises et ne respecte pas toujours les règles, alors autant nous balancer vers les barrières théoriques et voir ce qui colle.

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