Les physiciens de l'UBC ont peut-être résolu l'une des grandes énigmes de la nature :qu'est-ce qui cause l'accélération de l'expansion de notre univers ?

Le doctorant Qingdi Wang a abordé cette question dans une nouvelle étude qui tente de résoudre un problème d'incompatibilité majeur entre deux des théories les plus réussies expliquant le fonctionnement de notre univers :la mécanique quantique et la théorie de la relativité générale d'Einstein.

L'étude suggère que si nous zoomons sur l'univers, nous nous rendrions compte qu'il est composé d'un espace et d'un temps en constante fluctuation.

"L'espace-temps n'est pas aussi statique qu'il y paraît, ça bouge sans cesse, " dit Wang.

"C'est une nouvelle idée dans un domaine où il n'y a pas eu beaucoup de nouvelles idées qui tentent de résoudre ce problème, " a déclaré Bill Unruh, un professeur de physique et d'astronomie qui a supervisé les travaux de Wang.

En 1998, les astronomes ont découvert que notre univers s'étend à un rythme toujours croissant, ce qui implique que l'espace n'est pas vide et est plutôt rempli d'énergie sombre qui repousse la matière.

Le candidat le plus naturel pour l'énergie noire est l'énergie du vide. Lorsque les physiciens appliquent la théorie de la mécanique quantique à l'énergie du vide, il prédit qu'il y aurait une densité d'énergie du vide incroyablement grande, bien plus que l'énergie totale de toutes les particules de l'univers. Si c'est vrai, La théorie de la relativité générale d'Einstein suggère que l'énergie aurait un fort effet gravitationnel et la plupart des physiciens pensent que cela ferait exploser l'univers.

Heureusement, cela n'arrive pas et l'univers s'étend très lentement. Mais c'est un problème qui doit être résolu pour que la physique fondamentale progresse.

Contrairement à d'autres scientifiques qui ont tenté de modifier les théories de la mécanique quantique ou de la relativité générale pour résoudre le problème, Wang et ses collègues Unruh et Zhen Zhu, également étudiant au doctorat à l'UBC, proposer une approche différente. Ils prennent au sérieux la grande densité d'énergie du vide prédite par la mécanique quantique et constatent qu'il y a des informations importantes sur l'énergie du vide qui manquaient dans les calculs précédents.

Leurs calculs fournissent une image physique complètement différente de l'univers. Dans cette nouvelle photo, l'espace dans lequel nous vivons fluctue énormément. A chaque point, il oscille entre expansion et contraction. Comme il oscille d'avant en arrière, les deux s'annulent presque mais un très petit effet net pousse l'univers à s'étendre lentement à un rythme accéléré.

Mais si l'espace et le temps fluctuent, pourquoi ne le sentons-nous pas ?

"Cela se produit à de très petites échelles, des milliards et des milliards de fois plus petit qu'un électron, " dit Wang.

"C'est semblable aux vagues que nous voyons sur l'océan, " a déclaré Unruh. " Ils ne sont pas affectés par la danse intense des atomes individuels qui composent l'eau sur laquelle ces vagues se déplacent. "

Leur article a été publié la semaine dernière dans Examen physique D :https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.95.103504.