La physique quantique démontre l’existence des univers parallèles?

En partie grâce au cinéma et à la science-fiction, les univers parallèles passionnent de plus en plus de gens. Mais la physique quantique ne permet toujours pas de prouver leur existence.

Le concept d’univers qui seraient «parallèles» au nôtre, ou de multivers (notre univers ne serait donc qu’un parmi une infinité d’autres), est bel et bien né chez les scientifiques, il y a des décennies.

La théorie a été élaborée par le physicien américain Hugh Everett dans les années 1950. Mais le concept a été popularisé ces dernières années au cinéma.

On peut penser notamment au multivers de l’univers cinématographique de Marvel, où les superhéros voyagent d’un monde à l’autre afin de sauver leur propre réalité.

L’intérêt ne se limite pas au grand écran. En 2024, Google affirmait que sa nouvelle puce quantique pourrait exploiter les univers parallèles pour obtenir ses résultats.

Une explication quantique?

Certains physiciens croient que l’existence des univers parallèles n’est que la conclusion logique des lois de la physique quantique.

Dans un texte publié en 2020, l’astrophysicien et auteur britannique John Gribbin racontait que dans les années 1950, Hugh Everett voulait trouver une explication à un problème important de la mécanique quantique, celui de la mesure.

En effet, en physique classique, on peut prédire l’emplacement d’un objet si l’on connaît son point de départ, sa vitesse et toutes les conditions qui peuvent influencer son déplacement.

Cependant, en physique quantique, il est impossible de faire cette prédiction pour une particule avant de l’avoir observée. Les scientifiques peuvent seulement estimer les probabilités qu’elle se retrouve à différents endroits.

Pourtant, une fois la mesure effectuée, la particule se situe uniquement à l’endroit où on l’observe et les probabilités qu’elle soit ailleurs retombent immédiatement à zéro.

Que se passe-t-il donc au moment de la mesure, c’est-à-dire lorsque la particule passe de plusieurs positions possibles à une seule dans un endroit précis?

Selon l’interprétation la plus courante de la mécanique quantique, l’équation mathématique représentant les probabilités «s’effondre» tout simplement, résumait le journaliste scientifique britannique Philip Ball en 2018.

Or, Everett n’était pas satisfait par cette interprétation. Et il n’était pas le seul: elle n’explique pas vraiment ce qui arrive dans la réalité, peut-on lire dans l’article sur la physique quantique de l’Encyclopédie Britannica. Cette interprétation décrit plutôt ce qui se passe d’un point de vue mathématique.

Everett a donc proposé sa propre interprétation. Selon celle-ci, au moment de la mesure, l’univers se diviserait en plusieurs versions: une pour chaque possibilité prédite par les formules mathématiques.

C’est ainsi qu’en plus de l’Univers que nous connaissons, il en existerait une infinité d’autres.

Des mondes isolés et indépendants

D’après l’interprétation des mondes multiples, aucun observateur n’est toutefois conscient de l’existence des mondes, à part le sien, soulignait Philip Ball. Nous ne voyons en effet qu’un seul résultat de la mesure, mais tous les autres résultats existeraient dans d’autres mondes.

Il y aurait, par conséquent, plusieurs autres versions de nous-mêmes qui auraient été témoins de ces résultats alternatifs.

Ainsi, tout ce qui est physiquement possible dans notre univers pourrait se réaliser dans un univers parallèle. Tous les univers qui respectent les lois de la physique existent donc quelque part dans le multivers, soulignait encore John Gribbin.

Par exemple, le monde des Misérables existe, mais pas celui de Harry Potter avec ses règles de la magie qui contredisent les lois de la physique.

Ces univers sont en quelque sorte superposés dans le même espace physique, mais mutuellement isolés: ils évoluent indépendamment les uns des autres. Les différents univers ne peuvent pas communiquer entre eux.

Une interprétation critiquée

L’interprétation des mondes multiples est loin de faire l’unanimité chez les physiciens. Alors que certains croient qu’il s’agit de la seule interprétation plausible, d’autres la décrivent comme absurde.

Le principal problème de cette théorie, c’est qu’il est impossible de prouver l’existence ou la non-existence des mondes multiples, puisque ceux-ci ne peuvent pas communiquer entre eux: c’est ce que déploraient un mathématicien sud-africain et un physicien américain dans un article publié par Nature en 2014.

Or, cela constitue un problème qui renvoie aux bases même de la méthode scientifique. Comme l’a résumé le philosophe Karl Popper, une théorie doit être réfutable pour être considérée comme scientifique.

Certains chercheurs en physique théorique et partisans de cette interprétation prétendent toutefois que si une théorie est suffisamment élégante et explicite, elle n’aurait pas besoin d’être testée expérimentalement.

Mais comme le soulignaient les auteurs de l’article de Nature, il existe de nombreux exemples dans l’histoire des sciences où une théorie, aussi élégante soit-elle, s’est révélée fausse. C’est le cas, par exemple, de la théorie du cosmos de Ptolémée, qui plaçait la Terre au centre.

Une interprétation parmi d’autres Selon un sondage réalisé en 2013 auprès de 33 scientifiques (physiciens, mathématiciens et philosophes), seulement 6 préféraient l’interprétation des mondes multiples.

D’autres interprétations ont aussi une certaine popularité. Dans ce même sondage, les chercheurs en nommaient 11. Wikipédia en compte 13.

D’un point de vue mathématique, concluait John Gribbin, aucune interprétation n’est meilleure qu’une autre… même si les partisans de chacune ont tendance à croire le contraire.

Verdict

L’interprétation des mondes multiples cherche à réconcilier un problème fondamental de la physique quantique, celui de la mesure. Mais elle demeure très controversée parmi les physiciens.

Et on ne peut pas utiliser cette théorie pour justifier des superhéros ou des technologies futuristes qui seraient capables de voyager d’un univers à l’autre.