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— Philipp Tur / Shutterstock.com

La nature de la fin de l’Univers suscite depuis longtemps l’intérêt et l’inquiétude des scientifiques. Parmi les scénarios envisagés, la « fausse désintégration du vide » émerge comme une perspective terrifiante, basée sur l’idée qu’un champ fondamental de l’Univers pourrait subir une transition vers un état plus stable, provoquant une catastrophe cosmique. Des chercheurs italiens et britanniques ont récemment réalisé une expérience novatrice, publiée dans Nature Physics, jetant ainsi les bases d’une première preuve expérimentale de ce phénomène mystérieux.

La fausse désintégration du vide

Parmi les diverses théories sur la fin de l’Univers, la « fausse désintégration du vide » est particulièrement redoutable. Ce concept repose sur l’idée qu’un champ fondamental de l’Univers n’est pas dans son état le plus stable, ce qui pourrait engendrer une bulle capable d’effacer toute réalité.

Le champ en question, lié au boson de Higgs, est encore mal compris, mais il est crucial pour conférer une masse à toutes les particules. Lorsqu’un état instable devient un véritable état stable sans aucune alternative, on parle de désintégration du faux vide. 

D’une manière générale, la manière dont cette génération de bulles se produit n’est pas encore totalement comprise, en particulier dans un cadre expérimental. Aujourd’hui, la première démonstration expérimentale de la désintégration du vide a été réalisée par une équipe de théoriciens britanniques et d’expérimentateurs italiennes.

Observer la formation des bulles

Selon Ian Moss, professeur de cosmologie théorique à l’université de Newcastle, « on pense que la désintégration du vide joue un rôle central dans la création de l’espace, du temps et de la matière lors du Big Bang, mais il n’y a pas eu de test expérimental jusqu’à présent ». Selon la physique des particules, la « catastrophe écologique ultime » résulterait de la désintégration du boson de Higgs dans le vide, ce qui modifierait les lois de la physique.

Dans une avancée scientifique sans précédent, les chercheurs ont mis en œuvre une expérience pour observer la formation de bulles dans un environnement contrôlé. La clé de cette réalisation réside dans la recréation d’un scénario analogue à l’Univers primitif, utilisant une vapeur surfondue à une température extrêmement basse. 

Ce n’est pas l’arrangement le plus stable, mais il peut rester dans cet état pendant un temps éphémère parce qu’il se trouve dans un état métastable. On peut l’imaginer comme une petite vallée sur le flanc d’une colline. Au fond se trouve la condition d’énergie la plus basse, même si ce petit coup de pouce peut être utile temporairement.

Les analogies quantiques

Selon la mécanique quantique, les particules peuvent s’échapper de la petite vallée sans nécessiter d’énergie supplémentaire. Il leur suffit de creuser un tunnel jusqu’au niveau d’énergie le plus bas possible. Des effets thermiques identiques créent une bulle dans une structure similaire. Au fur et à mesure que la bulle grossit, le système se rapproche de son état d’énergie le plus bas, qui est similaire à celui du vide.

Tom Billam, résident de Newcastle et coauteur de l’étude, a déclaré : « L’utilisation de la puissance des expériences sur les atomes ultrafroids pour simuler des analogues de la physique quantique dans d’autres systèmes – dans ce cas, l’Univers primitif lui-même – est un domaine de recherche très excitant à l’heure actuelle. »

L’objectif des chercheurs est d’amener la température du système le plus près possible de zéro. Dans ces conditions, les effets thermiques deviendront moins importants, tandis que les effets quantiques devraient apparaître et permettre une analogie plus précise avec l’effondrement du faux vide. Par ailleurs, voici 12 scénarios catastrophe qui pourraient tous nous tuer.

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