Une mathématicienne suggère un nouveau modèle de gravité quantique qui émergerait de l’entropie et qui permettrait d’expliquer la matière et l’énergie noires, tout en étant conforme à la relativité générale. La nouvelle approche propose un champ auxiliaire qui pourrait être un candidat prometteur à la matière noire, ainsi qu’une constante positive dont la valeur concorderait avec les observations du taux d’expansion de l’Univers – ouvrant une voie possible pour réconcilier la mécanique quantique et la relativité générale.
La théorie de la relativité générale d’Einstein constitue, depuis le début du XXe siècle, le meilleur modèle de la gravité dont nous disposons. Proposée par le célèbre physicien en 1915, elle suggère que la gravité résulte de la déformation de l’espace-temps par les objets massifs.
Ainsi, plus un objet est massif, plus la déformation est importante et, par extension, son influence gravitationnelle. La théorie a été éprouvée à de nombreuses reprises par le biais d’observations cosmologiques, lui permettant de supplanter le modèle gravitationnel de Newton en astrophysique.
Cependant, malgré sa fiabilité pour expliquer de nombreux phénomènes cosmologiques, elle présente certaines limites. Elle ne peut notamment pas expliquer l’existence de la matière noire et de l’énergie sombre, qui seraient responsables de l’accélération de l’expansion de l’Univers. Ce qui est problématique, car ces dernières constitueraient environ 95 % du contenu énergétique de l’Univers (27 % pour la matière noire et 68 % pour l’énergie noire). Cela signifie que la matière ordinaire, décrite par la physique classique et la relativité générale, ne représente que 5 % du contenu total de l’Univers.
D’autre part, la relativité est notoirement incompatible avec la mécanique quantique. Alors que la première décrit la gravité à l’échelle cosmique, la seconde décrit le comportement des particules aux plus petites échelles. La conciliation des deux principes figure depuis des décennies parmi les plus grands défis de la physique moderne. Pour ce faire, de nombreuses théories ont été proposées, allant de celles réfutant l’existence de la matière noire à celles revisitant la gravité pour s’efforcer de concorder avec les deux principes.
L’un des principaux obstacles à cette unification est l’absence d’une théorie satisfaisante de la gravité quantique. Cependant, Ginestra Bianconi, professeure de mathématiques appliquées à l’Université Queen Mary de Londres, suggère que la gravité quantique pourrait émerger d’un concept appelé « entropie relative quantique ». Le modèle avancé par l’experte concorde avec la relativité générale, tout en proposant des