Questions - Réponses

Sciences

La physique quantique peut-elle permettre d’envisager l’existence d’univers parallèles?

Question de Colloque Wright

RTS Découverte

Réponse de Félix Bussières

Assistant post-doc

Section de physique

Université de Genève

La théorie des univers parallèles a été formulée en 1954 par l'américain Hugh Everett III, et consiste en une tentative de réconcilier la mécanique quantique avec nos observations quotidiennes. Avant d'aller plus loin dans l'explication de cette théorie, il faut mentionner que l'idée des univers parallèles a été évoquée dans une multitude d'œuvres de science-fiction. En conséquence, elle a été modifiée au gré de l'imaginaire des créateurs et ne correspond généralement pas à la théorie de Hugh Everett.

La mécanique quantique postule que lorsqu'une mesure est effectuée sur un système quantique, cela force ce système à aboutir dans un état tiré au hasard parmi plusieurs états possibles. Par exemple, lorsqu'un photon est incident sur une fenêtre semi-réfléchissante, il est simultanément transmis ET réfléchi, tant et aussi longtemps qu'il n'est pas détecté. Cependant, lorsque la détection survient, le photon est forcé de se révéler dans une des deux possibilités, et ne peut être détecté qu'en un seul endroit.

Le problème avec cette description est qu'elle devrait s'appliquer autant à l'appareil de détection qu'au système photon mesuré. Imaginons que l'appareil de détection est l'œil d'un observateur. Si la mécanique quantique est vraie pour le photon, alors elle devrait aussi l'être pour l'observateur! Ainsi, l'observateur ne devrait pas trouver le photon d'un côté ou l'autre de la fenêtre, mais devrait le trouver d'un côté ET de l'autre, de sorte que les deux possibilités existent simultanément! Bien entendu, nous n'observons jamais ce phénomène. Tous les appareils de détection trouvent une ou l'autre des possibilités: jamais les deux à la fois! Les physiciens n'ont pas d'explication satisfaisante de cette contradiction apparente, et le mystère persiste depuis bientôt un siècle.

Dans le but d'éliminer cette contradiction, Hugh Everett a émis l'hypothèse que la mécanique quantique est bel et bien valide pour le photon et l'appareil de détection, mais que la détection scinde l'univers en deux. Dans le premier univers, le photon est réfléchi, et dans le deuxième, il est transmis. Chaque univers est complètement isolé de l'autre: il est impossible de passer d'un univers à l'autre, et il est impossible de prouver l'existence d'autres univers externes à celui que nous observons. Ceci est une hypothèse, pas un fait. En particulier, il est par définition impossible de vérifier la véracité de cette théorie, et elle est généralement plus intéressante pour les écrivains de science-fiction que pour les physiciens.

20 décembre 2010

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