Les scientifiques proposent une nouvelle gravité pour expliquer la naissance de l’univers

Une équipe internationale de chercheurs a développé une théorie révisée de la gravité qui pourrait résoudre l’un des plus grands mystères de la physique : comment l’univers est né. Le soi-disant Gravidade Quântica Quadrática cherche à combler le fossé entre la relativité générale de Einstein et la mécanique quantique dans les premiers instants de Big Bang.

Liderado par Niayesh Afshordi, Universidade Professeur de Waterloo et Instituto Perimeter, l’étude suggère que la gravité elle-même contient les ingrédients nécessaires pour expliquer l’expansion initiale du cosmos, sans s’appuyer sur des concepts hypothétiques supplémentaires. L’œuvre remet en question la vision traditionnelle de la naissance de l’univers.

Le problème avec la théorie Einstein

La relativité générale, développée par Albert Einstein en 1915, est extraordinairement précise pour décrire l’univers à grande échelle. La théorie Contudo est confrontée à un effondrement critique lorsqu’elle est appliquée aux premiers instants de Big Bang et à l’intérieur des trous noirs.

Nessas conditions extrêmes de densité, de température et de courbure, les équations Einstein prédisent une singularité, un point où la densité et la température deviennent infinies. “Cela indique généralement que la théorie est poussée au-delà de ce qui est fiable”, explique Afshordi. La relativité générale ne fonctionne tout simplement pas à des énergies aussi élevées que celles qui existaient à la naissance du cosmos.

Cientistas tente de résoudre cette lacune depuis des décennies. L’approche standard a consisté à accepter la relativité générale, puis à ajouter des couches supplémentaires de théorie – principalement un champ d’inflation hypothétique – pour expliquer comment l’univers s’est étendu si rapidement juste après Big Bang.

Como le nouveau fonctionnement par gravité

La proposition de Afshordi et de son équipe inverse cette logique. Au lieu de réparer la relativité générale avec des ingrédients supplémentaires, ils ont étendu la théorie de la gravité elle-même afin qu’elle reste cohérente même à des énergies extrêmement élevées. L’extension Essa est ce que les physiciens appellent « l’exhaustivité ultraviolette ».

“Notre approche se demande si une partie de ce comportement dans l’univers primitif pourrait provenir directement de la gravité, une fois qu’il sera étiré de manière à mieux se comporter aux énergies extrêmes”, a déclaré Afshordi. Gravidade Quântica Quadrática conserve les équations Einstein comme base, mais ajoute des termes mathématiques qui garantissent que la théorie fonctionne à n’importe quelle échelle d’énergie.

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Surpreendentemente, lorsque l’équipe a appliqué cette gravité étendue à Big Bang, une phase de type inflation a naturellement émergé des équations. Não devait être saisi manuellement. “C’était impressionnant qu’il puisse émerger de la gravité elle-même”, a déclaré Afshordi. Le modèle élimine aussi potentiellement le concept de singularité initiale, ce point impossible où tout serait infini.

Observations Testes à l’horizon

Les chercheurs soulignent deux directions principales pour les recherches futures :

• Melhorar la compréhension théorique du modèle et tester sa robustesse au-delà des scénarios simplifiés déjà étudiés
• Elaborar prédictions observationnelles claires qui distinguent cette théorie des modèles d’inflation plus conventionnels
• Modèles spécifiques à Procurar dans les ondes gravitationnelles primordiales
• Analisar marques subtiles dans le fond cosmique micro-ondes (CMB), un reste fossile cosmique de la première lumière de l’univers
• Données Usar issues d’observations futures pour confirmer ou infirmer l’hypothèse

“Ce sont quelques-unes des rares sondes capables de nous renseigner directement sur la physique à des époques extrêmement reculées”, a expliqué Afshordi. Si de futures observations détectent le modèle correct d’ondes gravitationnelles primordiales, ou des marques distinctives sur le CMB prédites par le modèle, cela fournirait un moyen concret de tester si cette vision de l’univers primitif est correcte.

Ajuste avec les données actuelles

Le modèle proposé correspond très bien aux données cosmologiques actuellement disponibles. Dans certains cas, il correspond mieux aux observations que de nombreux modèles d’inflation standards. Isso ne prouve pas que la théorie est correcte, plus de temps et d’observations sont nécessaires, mais il laisse espérer que cette voie pourra conduire à de véritables réponses.

La gravité quantique représente le Santo Graal de la physique théorique. La relativité générale Unificar associée à la mécanique quantique comblerait une lacune fondamentale dans notre compréhension de la nature. Isso expliquerait comment l’univers fonctionne à de vastes échelles cosmiques mais aussi à de minuscules échelles subatomiques où les deux théories sont incompatibles.

Si l’approche de Afshordi et de son équipe s’avère correcte, elle expliquera non seulement Big Bang de manière plus cohérente. Também signifierait que Einstein était presque certain que sa théorie n’avait besoin que d’une extension naturelle pour fonctionner à des énergies vraiment extrêmes, sans avoir besoin de concepts supplémentaires radicalement nouveaux.