Une mémoire cosmique pourrait-elle expliquer la matière noire, l’énergie noire et les trous noirs ?
Pour plus d’un siècle, la physique s’est construite sur deux grandes théories. La relativité générale d’Einstein explique la gravité comme la déformation de l’espace et du temps. La mécanique quantique régit le monde des particules et des champs. Bien que ces deux théories fonctionnent brillamment dans leurs propres domaines, leur combinaison révèle des contradictions, notamment en ce qui concerne les trous noirs, la matière noire, l’énergie noire et les origines de l’univers.
Des chercheurs ont exploré une nouvelle approche visant à établir un lien entre ces concepts. Ils proposent de traiter l’information, et non la matière ou l’énergie, comme l’ingrédient fondamental de la réalité. Ce cadre théorique est nommé « matrice de mémoire quantique » (QMM). Au cœur de cette idée réside une affirmation puissante : l’espace-temps n’est pas lisse, mais discret, constitué de minuscules « cellules ». Chaque cellule peut stocker une empreinte quantique de chaque interaction, laissant une petite modification dans l’état quantique local de la cellule d’espace-temps.
Ce cadre offre une solution à ce que l’on appelle le paradoxe de l’information des trous noirs. Selon la relativité, tout ce qui tombe dans un trou noir est perdu pour toujours, alors que la théorie quantique stipule que l’information ne peut jamais être détruite. La QMM propose que les cellules d’espace-temps environnantes enregistrent l’empreinte de la matière entrant dans le trou noir, et lorsque celui-ci s’évapore, l’information n’est pas perdue, mais a déjà été intégrée à la mémoire de l’espace-temps.
Des études récentes ont montré que des amas d’empreintes agissent de manière similaire à la matière noire, une substance inconnue qui compose la majorité de la matière de l’univers. Ces empreintes se regroupent sous l’effet de la gravité, expliquant ainsi le mouvement des galaxies sans nécessiter de nouvelles particules exotiques. En outre, lorsque les cellules d’espace-temps sont saturées, elles contribuent à une énergie résiduelle de l’espace-temps, qui correspond mathématiquement à la constante cosmologique, ou énergie noire, responsable de l’accélération de l’expansion de l’univers.
La recherche indique également que l’univers pourrait avoir une mémoire finie, suggérant un modèle d’univers cyclique, où chaque cycle d’expansion et de contraction dépose plus d’entropie. Au fur et à me que cette capacité d’information est atteinte, l’univers « rebondit » dans un nouveau cycle. Les estimations actuelles suggèrent que l’univers a déjà traversé trois ou quatre cycles, avec moins de dix restants.
Ce cadre théorique, bien qu’encore en développement, a déjà été testé sur des ordinateurs quantiques modernes, démontrant son efficacité dans la récupération d’états quantiques avec une précision de plus de 90%. Cela suggère que la matrice de mémoire quantique pourrait non seulement expliquer des phénomènes cosmiques, mais également améliorer les ordinateurs quantiques.
La QMM envisage l’univers comme une banque de mémoire cosmique et un ordinateur quantique, où chaque événement, force et particule laisse une empreinte qui façonne l’évolution de l’univers.
Source : The Conversation.
