La science-fiction aime les multivers. Tout le monde, de Rick et Morty à Spider-Man, a franchi un portail et rencontré son alter ego. Mon utilisation préférée de ce trope vient de la sitcom Communautéoù un simple lancer de dé divise nos héros en sept chronologies alternatives. Après que les habitants de la « chronologie la plus sombre » aient subi un malheur spectaculaire et digne d’un souvenir, ils deviennent maléfiques et arborent de fausses barbiches pour correspondre à leurs nouveaux personnages ignobles.
Les scénaristes déploient souvent ce trope pour inciter des équipes ou des confrontations interdimensionnelles. Mais certains physiciens aiment l’idée d’un multivers pour une autre raison : l’existence de nombreux domaines inobservés pourrait répondre à de profondes questions sur notre univers. Il existe, peut-être à juste titre, une multiplicité d’idées sur la manière dont notre univers pourrait s’intégrer dans une constellation plus large de réalités. Deux des plus populaires proviennent de la cosmologie et de la mécanique quantique.
Peu de temps après le Big Bang, notre univers a connu une brève période d’expansion ultrarapide appelée inflation. Au cours de cette poussée de croissance, de minuscules fluctuations quantiques dans la structure de l’univers se sont étendues dans des proportions énormes. Dans des parties de l’espace suffisamment proches pour que la lumière atteigne la Terre au cours de la vie de l’univers, ces fluctuations ont créé des variations de densité qui ont engendré la formation de galaxies.
À des échelles encore plus grandes – bien au-delà de notre horizon cosmique – les fluctuations quantiques auraient pu créer des régions de l’espace aux propriétés radicalement différentes, explique Andrei Linde, physicien à la retraite de l’Université de Stanford et auteur de la théorie de l’inflation. Des parties invisibles de l'espace pourraient avoir des masses de particules et des forces de force différentes de celles de notre cou du cosmos, dit Linde. Les électrons, par exemple, pourraient être beaucoup plus lourds. Ou bien la gravité pourrait se comporter différemment. Dans de tels endroits, la vie pourrait ne pas exister.
De plus, même si l'inflation s'est arrêtée dans notre univers observable, elle pourrait continuer ailleurs, faisant exploser éternellement davantage de bulles d'espace aux propriétés uniques. Ces bulles seraient si éloignées et distinctes qu’elles constitueraient en fait des univers différents.
Pour Linde et quelques autres scientifiques, ce scénario explique une grande énigme en cosmologie : pourquoi les masses de particules et les forces de force dans notre univers semblent parfaitement adaptées à la vie. Si un multivers existe, ce n’est pas une coïncidence si suspecte. Parmi les nombreux univers bulles, les conditions de vie devaient inévitablement apparaître quelque part.
Tester cette idée peut être possible. Si notre univers n’est qu’une bulle dans une écume insondable, peut-être qu’un autre univers s’est cogné contre le nôtre, laissant une cicatrice dans la rémanence du Big Bang. Mais « personne n'a encore vu les anneaux qui représenteraient les cicatrices des collisions de bulles », explique le physicien Paul Halpern de l'Université Saint Joseph de Philadelphie.
Une autre idée du multivers vient de la physique quantique, selon laquelle les particules peuvent exister dans une superposition d’états possibles jusqu’à ce qu’elles soient mesurées. « Selon l'idée traditionnelle de la mécanique quantique », dit Halpern, « une fois que quelqu'un prend une mesure, ce scénario flou s'effondre en une seule possibilité. » Par exemple, un électron qui pourrait exister dans un ensemble d’endroits possibles est détecté à un seul endroit. « C'est un peu étrange, car cela nécessite un mesureur humain », explique Halpern. Si c’est vrai, comment fonctionnait l’univers avant l’existence des humains ?
En 1957, le physicien Hugh Everett III proposa une explication. Au lieu que l’observation provoque l’effondrement d’un ensemble de possibilités quantiques en un seul résultat, peut-être que toutes les possibilités se déploient dans des réalités alternatives. Par exemple, un observateur se divise en plusieurs copies d’elle-même qui ont chacune vu un électron à des endroits différents.
« Les versions se séparent de manière transparente », explique Halpern. « Ils ne se connaîtront jamais et vivent dans des univers parallèles. » (C'est plus proche de l'image d'un multivers vu dans Communauté – bien que bien sûr, pour l'intrigue, ces personnages finissent par se rencontrer et doivent vaincre leurs homologues maléfiques.)
Mais cette théorie serait difficile à tester. « Nous ne pouvons pas laisser quelqu'un se diviser dans une expérience entre deux possibilités et demander à chacune comment c'était », explique Halpern. « Si la théorie est correcte, vous ne le remarquerez pas. »
Les perspectives de visiter d’autres univers, s’ils existent, sont tout aussi faibles. Des tunnels hypothétiques dans la structure de l’espace-temps, appelés trous de ver, pourraient combler les réalités. Mais « nous ne savons pas s'il est possible de les créer, et si c'était le cas… ils nécessiteraient tellement d'énergie et de masse qu'ils dépasseraient largement la technologie actuelle », explique Halpern. « Ce n'est donc pas comme si vous pouviez avoir un trou de ver dans un placard secret de votre chambre et chaque nuit, ouvrir la porte du placard, sauter dedans et voyager vers tous ces autres endroits. »
Cela peut être une mauvaise nouvelle pour tous ceux qui rêvent de faire équipe avec leurs alter ego pour sauver la situation, à la manière de Spider-Man. Mais le bon côté des choses, c'est que vous n'aurez probablement jamais à combattre une version maléfique et bouc de vous-même.
