Une description de la gravité compatible avec les principes de la mécanique quantique est depuis longtemps un objectif largement poursuivi en physique. Les théories existantes de cette «gravité quantique» impliquent souvent des corrections mathématiques au principe d'incertitude de Heisenberg (HUP), qui quantifie les limites inhérentes à la précision de toute mesure quantique. Ces corrections surviennent lorsque les interactions gravitationnelles sont prises en compte, conduisant à un « Principe d'Incertitude Généralisée » (GUP). Deux modèles spécifiques de GUP sont souvent utilisés :le premier modifie le HUP avec une correction linéaire, tandis que le second en introduit un quadratique. Grâce à de nouvelles recherches publiées dans EPJ C , Serena Giardino et Vincenzo Salzano de l'Université de Szczecin en Pologne ont utilisé des observations cosmologiques bien établies pour imposer des contraintes plus strictes sur le modèle quadratique, tout en discréditant le modèle linéaire.

Le GUP peut influencer le processus d'évaporation du trou noir décrit pour la première fois par Stephen Hawking, et peut également conduire à une meilleure compréhension de la relation entre la thermodynamique et la gravité. Curieusement, le GUP place également une limite inférieure sur les échelles de longueur qu'il est possible de sonder - en dessous de la "longueur de Planck", ' toute concentration d'énergie s'effondrerait sous l'effet de la gravité pour former un trou noir. Précédemment, les modèles GUP linéaires et quadratiques ont été rigoureusement testés en comparant leurs prédictions avec les données recueillies lors d'expériences quantiques, en imposant des limites strictes à leurs paramètres.

Dans leur étude, Giardino et Salzano ont plutôt comparé les prédictions des modèles de l'univers influencés par GUP avec des observations de phénomènes cosmologiques, y compris les supernovae et le rayonnement de fond cosmique micro-ondes. Ces comparaisons n'étaient pas très répandues dans le passé, car les contraintes qu'ils imposaient aux paramètres GUP étaient considérées comme beaucoup plus faibles que celles possibles dans les expériences quantiques. Cependant, l'analyse des chercheurs a révélé que des limites plus strictes pourraient être imposées au modèle quadratique, comparables à celles placées par certaines expériences quantiques. En outre, ils ont montré que la correction linéaire du HUP ne pouvait généralement pas expliquer les données observées. Finalement, ces résultats mettent en évidence le rôle prometteur des observations cosmologiques pour contraindre la phénoménologie de la gravité quantique.