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Des scientifiques ont imaginé un test pour savoir si Albert Einstein avait tort sur la vitesse de la lumière

Dans sa théorie de la relativité, le physicien a établi que la vitesse de la lumière est toujours la même. Sauf que...

La physique moderne doit énormément à Albert Einstein et à sa théorie de la relativité. Un de ses principes fondateurs consiste à affirmer que rien ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière dans le vide. De plus, celle-ci est une constante, ce qui signifie qu'elle est toujours égale à 299.792.458 mètres par seconde.

Mais deux scientifiques se demandent si Einstein n'a pas fait une erreur, rapporte The New Scientist. Et se proposent de le prouver. S'ils font cela, ce n'est pas par simple esprit de contradiction, mais parce que la théorie d'Einstein, aussi exceptionnelle soit-elle, possède ses zones d'ombre.

Notamment, elle n'explique pas très bien ce qui a bien pu arriver à l'univers au tout début de son existence, quelques instants seulement après le Big Bang. Les physiciens appellent cette énigme "le problème de l'horizon".

Plus vite que la lumière

Pour faire simple, on a pu remarquer en l'observant que l'univers est très uniforme, même dans des régions extrêmement éloignées. Et cela pose problème: des régions trop éloignées pour avoir pu communiquer à la vitesse de la lumière ont des caractéristiques communes. Or, pour cela, il faudrait que des photons, les particules qui composent la lumière et détiennent différentes informations, aient pu être échangés.

Pour passer outre ce paradoxe, les astrophysiciens ont imaginé un phénomène appelé "inflation", qui a eu lieu pendant un temps extrêmement faible, juste après le début du Big Bang. À ce moment, l'univers s'est étendu à une vitesse incroyable. Après ce temps très court, l'expansion a pris un rythme plus "tranquille", proche de celui que nous connaissons actuellement.

Le problème de cette théorie, c'est qu'elle est difficilement testable dans le monde actuel. Surtout, personne ne sait exactement pourquoi l'inflation a eu lieu, ni pourquoi elle a pris fin. C'est pour cela, rappelle Quartz que le physicien João Magueijo a imaginé une autre hypothèse, dès 1998: que la vitesse de la lumière était bien plus élevée au tout début du Big Bang.

Une théorie "facile" à tester

Des théories qui remettent en cause les règles de la physique, il y en a beaucoup, et elles sont souvent invérifiables ou presque. Mais justement, l'astrophysicien a continué à travailler dessus et a trouvé un moyen de la tester très "simplement".

Dans un article publié le 18 novembre dans la revue Physical Review, il explique avoir précisé sa théorie et un protocole de test. Pour cela, il faut analyser le "fond diffus cosmologique". Ces radiations très faibles, présentes partout dans l'univers, représentent en quelque sorte un "fossile" des prémisses de l'univers. Dedans, on peut y trouver des détails permettant de calculer la vitesse de la lumière et des ondes gravitationnelles à cette lointaine époque.

Selon les auteurs, au début du Big Bang, ces deux vitesses ne sont pas les mêmes, les ondes lumineuses voyageant beaucoup plus vite que les ondes gravitationnelles, ce qui permettrait de résoudre le problème de l'horizon sans avoir besoin de la théorie de l'inflation. Les chercheurs ont calculé que si c'est le cas, un indicateur dans ce fond diffus cosmologique permet de s'en rendre compte.

Et, comme le précise The New Scientist, de récentes mesures effectuées par le satellite Planck de l'ESA semblent valider cette théorie. Il faudrait, selon les auteurs, réaliser d'autres mesures similaires pour savoir, une fois pour toutes, si cette idée tient la route ou non.

Si jamais la théorie est vérifiée, elle changerait radicalement notre compréhension du début de l'univers. Et si les nouvelles mesures ne collent pas, ce sera finalement une bonne nouvelle pour João Magueijo: "ce serait super, je n'aurais plus jamais besoin de penser à ces théories".

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