Le multivers défie la science telle que nous la connaissons, et Hawking n'en était pas content. Mais notre voyage aux confins du temps a depuis remodelé notre vision du cosmos, et nous-mêmes.

Lorsque j'ai rencontré pour la première fois Stephen Hawking dans son bureau de Cambridge en 1998, il avait des sentiments mitigés à propos du multivers – l'idée que notre univers n'en est qu'un parmi tant d'autres.

Ensemble, nous nous sommes lancés dans une quête pour en approfondir la compréhension. Notre voyage nous a conduit au big bang et au début des temps, et a ouvert la voie à une toute nouvelle vision du cosmos.

Le multivers est un naturel, et probablement même inévitable, conséquence d'un monde quantique fondamentalement gouverné par l'incertitude et le hasard. Mais l'existence d'un multivers défie la science telle que nous la connaissons et limite ce que la cosmologie a à dire sur notre monde.

Certains ont même soutenu que l'idée de multivers ne devrait pas du tout être considérée comme une science, puisqu'on ne peut pas sauter d'un univers à l'autre pour le tester. Colportage, têtu, intelligent, et surtout infiniment passionné de cosmologie, n'était pas d'accord avec cela.

"Mon objectif est simple", a-t-il déclaré une fois. "C'est une compréhension complète de l'univers. Pourquoi il existe, et pourquoi c'est comme ça. » Ainsi, nous avons entrepris de tisser l'idée intuitive du multivers dans un cadre rigoureux et testable pour la cosmologie.

Notre voyage

J'étais venu de Belgique à Cambridge pour étudier la cosmologie théorique, et Hawking m'a pris comme étudiant diplômé. Travail côte à côte, Pendant des jours, nous nous sommes progressivement retrouvés sur la même longueur d'onde scientifique.

C'était un chercheur de vérité, avec une passion insatiable pour la recherche scientifique pure et une incroyable joie de vivre. Je crois que c'est ce qui l'a soutenu malgré ses défis physiques. C'est aussi ce qui rendait le travail avec lui si amusant – on ne savait jamais vraiment quand la physique se terminait et quand la fête commençait.

Stephen et moi sommes devenus proches grâce à notre connexion intellectuelle et à la joie partagée de la découverte. Nous sommes devenus des âmes sœurs dans notre mission de maîtriser le multivers.

Durant les premières années de notre collaboration, Stephen a communiqué via son ordinateur en appuyant sur une souris qu'il tenait dans sa main pour diriger un curseur sur l'écran et sélectionner le mot qu'il voulait dans un dictionnaire numérique. De cette façon, il composerait des phrases à raison de quelques mots par minute.

Quand il a perdu la force dans sa main nécessaire pour contrôler la souris, Stephen est passé au déplacement du curseur sur l'écran en activant un capteur de mouvement monté sur ses lunettes avec sa joue. Et quand cela aussi est devenu difficile, Je me positionnerais face à Stephen, clairement dans son champ de vision, et sonder son esprit en lançant des questions.

Les yeux de Stephen brillaient lorsque mes arguments résonnaient avec son intuition. Nous bâtirions là-dessus, naviguer et exploiter le langage commun et la compréhension mutuelle que nous avions développées au fil des ans.

Explorer les confins de l'univers

Notre recherche d'une compréhension plus profonde de l'architecture sous-jacente du cosmos nous a conduits aux royaumes les plus extrêmes de notre univers à la limite du temps :à la fin des temps, au plus profond des trous noirs, et le début des temps au Big Bang.

Que se passe-t-il aux confins du monde, quand le temps cesse d'avoir un sens, et la théorie de la gravité d'Einstein s'effondre ?

Les conditions physiques à l'origine de l'univers sont-elles ancrées dans le domaine des sciences naturelles, encodant l'évolution globale de l'univers qui se dessine ?

Pourquoi l'univers s'embête-t-il à exister ?

La théorie quantique prédit un multivers

A l'origine de notre univers, le monde macroscopique dominé par la gravité et décrit par la déformation de l'espace-temps d'Einstein se confond avec le monde microscopique des particules, régie par la théorie quantique.

Pour décrire ce qui se passe au Big Bang, ces deux points de vue très différents sur le monde doivent être combinés dans un même cadre unifié.

Mais la théorie quantique prédit des probabilités pour différents résultats. Dans la théorie quantique des particules, il pourrait s'agir de probabilités de trouver une particule à un endroit ou à un autre. Appliqué à la cosmologie, cependant, le résultat est un univers entier !

Donc, toute théorie quantique du Big Bang prédira ainsi une variété d'univers différents, chacun avec sa propre évolution. Ensemble, ils forment un multivers, une superposition de plusieurs mondes, existant en parallèle.

L'hologramme au début des temps

S'appuyant sur les nouveaux développements de la théorie des cordes, Stephen et moi avons développé un tel modèle quantique du Big Bang.

La théorie des cordes prédit que notre univers est fondamentalement un hologramme qui ne se révèle que dans les conditions les plus extrêmes, comme celles du Big Bang.

C'est un peu abstrait, mais un hologramme est une sorte de changement de dimension dans lequel toute information dans un volume d'espace est projetée et codée sur une surface. Nous avons utilisé la notion d'holographie, développé en théorie des cordes, projeter la dimension du temps dans les premiers stades de l'évolution de notre univers, et de les décrire d'une manière totalement intemporelle.

Ce faisant, notre théorie évite l'effondrement de la théorie de la relativité d'Einstein au Big Bang, car nous perdons toute notion du temps en cheminant vers elle.

Dans le contrôle du multivers

Peu de temps avant son décès, j'ai senti que Stephen avait le sentiment que l'holographie nous donnait l'emprise sur le multivers qu'il avait toujours recherché.

Nous ne sommes certainement pas dans un univers unique, mais notre description du Big Bang comme un hologramme implique une réduction significative du multivers, jusqu'à un ensemble d'univers qui évoluent de façon similaire au nôtre.

Avec un enthousiasme caractéristique et sans faille, Stephen a déclaré que nous contrôlions enfin le multivers – et il aimait avoir le contrôle.

Peut-être que nous le sommes. Mais beaucoup plus de recherches sont nécessaires pour décoder l'hologramme au début des temps afin d'appréhender pleinement la nouvelle vision de l'univers qu'il recèle.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de ScienceNordic, la source de confiance pour les nouvelles scientifiques en anglais des pays nordiques. Lisez l'histoire originale ici.