Comment Hubble a-t-il pu repérer la mousse quantique

L'idée que l'espace-temps est quantifié à l'échelle de Planck existe depuis presque aussi longtemps que les physiciens ont tenté de réconcilier la relativité générale et la mécanique quantique. Dans les années 1960, John Wheeler a inventé le terme mousse quantique pour décrire la structure quantifiée de l'univers à des distances d'environ 10^-35 mètres environ.

Une question qui a occupé les physiciens depuis lors est de savoir comment détecter cette structure mousseuse. Aujourd'hui, Wayne Christiansen de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et quelques amis disent que divers grands télescopes sont sur le point de pouvoir effectuer des mesures qui pourraient prouver l'existence de la mousse quantique ou imposer des limites importantes à sa structure.

La pensée va comme ça. L'une des conséquences de la quantification de l'espace-temps est qu'elle impose une limite fondamentale à la précision avec laquelle les distances peuvent être mesurées.

Imaginez donc que vous vouliez mesurer une distance à l'aide d'un faisceau lumineux. Cette lumière sera influencée par la structure de l'espace-temps et son front d'onde acquerra une structure semblable à de la mousse. Cela limite la précision des mesures de distance qui peuvent être faites avec cette lumière.

Cela affecte également la façon dont la lumière provenant d'une source ponctuelle devrait apparaître puisque le front d'onde a un élément mousseux aléatoire. En effet, la mousse de l'espace-temps crée un disque de vision, dit Christiansen and co, et cela devrait être visible sur les images de certaines sources ponctuelles distantes.

Le problème est que l'effet est si minime qu'il n'est visible que dans les images d'objets à des distances vraiment cosmologiques.

Ce n'est pas grave cependant, disent Christiansen et co, car le télescope spatial Hubble a photographié exactement les types d'objets qui sont suffisamment éloignés pour démontrer l'effet. Ces objets connus sous le nom de quasars à grand décalage vers le rouge apparaissent dans une image connue sous le nom de champ ultra-profond.

Leur article évalue aujourd'hui ces quasars dans le champ ultra-profond pour déterminer dans quelle mesure ils présentent des signes de mousse quantique.

Et voici une chose : Christiansen et ses amis disent que ces quasars sont flous exactement de la manière que vous attendez de la mousse quantique dans certains types de modèles de l'univers. Le flou est à un niveau cohérent avec un modèle de mousse de l'espace-temps, disent-ils.

Mais ce n'est pas concluant car le flou peut également avoir été causé par d'autres effets tels qu'un autre milieu de diffusion comme la poussière dans la distance intermédiaire. Une autre possibilité est que le quasar ne soit pas une véritable source ponctuelle et que le flou reflète la structure du quasar lui-même.

Ce sont des questions que la prochaine série d'observations pourra peut-être résoudre. Le récent réaménagement de Hubble lui a permis de faire de meilleures mesures. Et l'interféromètre du Very Large Telescope actuellement en construction pourrait également apporter une contribution précieuse lorsqu'il sera achevé.

Ce qui signifie que nous pourrions être sur le point de trouver la première preuve de la structure en mousse de l'espace-temps. Une zone à surveiller.

Réf : arxiv.org/abs/0912.0535 : Un aperçu cosmique de la mousse de l'espace-temps

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