Ondes spatio-temporelles et l’asymétrie qui a engendré l’univers
L’une des questions les plus profondes de la physique est aussi la plus élémentaire : pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? Aux confins de la physique théorique et de la philosophie, la réponse reste insaisissable. Après le Big Bang, durant l’inflation cosmique, l’univers s’est étendu à une vitesse bien supérieure à celle de la lumière, et la théorie prédit que matière et antimatière ont dû être créées en proportions égales.
Or, matière et antimatière s’annihilent lorsqu’elles se rencontrent : si elles avaient été parfaitement équilibrées, l’univers serait retombé dans le néant. Pour qu’une partie de la matière subsiste, un mécanisme a dû briser cette symétrie. Une étude récente propose que, après le refroidissement qui a suivi le Big Bang, une transition de phase de la « substance » de l’univers a favorisé la décroissance des neutrinos en privilégiant la matière sur l’antimatière.
Ce déséquilibre, bien que minime, aurait suffi à préserver une partie de la matière. Mais comment tester une hypothèse concernant des instants si reculés ? Les chercheurs suggèrent que la transition de phase aurait engendré de fins filaments d’énergie — des « cordes cosmiques » — capables de produire des ondes gravitationnelles primordiales, de petites ondulations dans le tissu de l’espace-temps.
L’astronomie des ondes gravitationnelles, encore jeune, a franchi une étape majeure en 2017 avec la première détection d’ondes issues de fusions cataclysmiques. Les ondes associées à une transition de phase primordiale seraient infiniment plus ténues, mais pas nécessairement hors de portée : des instruments à venir pourraient être suffisamment sensibles pour repérer ces signatures. Les ondes spatio-temporelles issues des cordes cosmiques constitueraient alors une preuve directe du mécanisme ayant favorisé la matière.
- Pourquoi c’est important : comprendre l’origine de l’asymétrie matière/antimatière éclaire la raison même de notre existence.
- Le rôle des neutrinos : leur décroissance, biaisée lors d’une transition de phase, pourrait avoir créé l’excédent de matière observé aujourd’hui.
- Observation possible : les cordes cosmiques généreraient des ondes spatio-temporelles primordiales détectables par des expériences futures.
Ces pistes théoriques relient des idées de physique fondamentale à des signaux observables ; si les ondes spatio-temporelles primordiales sont détectées, elles pourraient enfin expliquer pourquoi l’univers a choisi l’être plutôt que le néant.