Omniprésent dans l’univers et au sein même de
la matière, le vide joue un rôle déterminant dans le cosmos. Mais si le
vide n’est pas le néant, de quoi est-il composé ? De l’éther
gravitationnel aux champs quantiques, exploration d’un concept
primordial dans l’évolution de l’univers.
L’élément principal qui compose l’univers, c’est le vide. La matière
elle-même est faite de vide : dans un atome, le noyau ne compte que pour
un million de milliardième du volume total. Le reste est
essentiellement vide. Quant à l’infiniment grand, si l’on répartissait
de façon homogène toute la manière ordinaire du monde dans l’univers
connu, il n’y aurait qu’un quart d’atome d’hydrogène par mètre cube.
Mais si l’on retire ce quart d’atome, a-t-on vraiment fait le vide dans
ce mètre cube ? Le vide, dans ce cas, n’est pas assimilable au néant car
il contient toujours des propriétés, des lois physiques, et que
l’espace-temps le remplit pleinement… Quelle est la réelle nature du
vide ? L’univers en a-t-il émergé ? De quelle matière fantôme est-il
rempli ? Explorons ici les différents mystères qui emplissent le vide.
Nous vous proposons un format un peu particulier pour ce nouvel
épisode de 300 milliards d’étoiles. Toute la rédaction d’Usbek &
Rica étant confinée en télétravail durant l’épidémie de Covid-19, nous
n’avons malheureusement pas pu recevoir d’invité. C’est donc sous la
forme d’un monologue et dans une version écourtée que nous vous parlons
des mystères cosmiques du vide. Les astrophysiciens ne sont toutefois
pas bien loin : l’intégralité de ce que nous vous racontons ici est tiré
de deux ouvrages dont la lecture vous permettra d’approfondir le
sujet : Les avatars du vide (Le Pommier, 2019) du physicien théoricien Marc Lachièze-Rey, et La plénitude du vide (Albin Michel, 2016) de l’astrophysicien Trinh Xuan Thuan, que nous avions déjà eu le plaisir d’accueillir à ce micro.
Du vide des atomistes grecs au vide quantique, en passant par l’éther
luminifère et l’espace-temps relativiste, voici un tour d’horizon non
exhaustif des « avatars » empruntés par le vide au fil de l’histoire.
D’abord pensé comme un milieu indispensable au mouvement des choses, le
vide évolua jusqu’à la théorie quantique des champs, dans lequel matière
et vide se confondent en une seule et vertigineuse réalité ontologique
omniprésente : une superposition de champs emplissant le cosmos. Si l’on
remonte aux origines du monde, aux premiers instants supposés de
l’univers, le « vide plein » d’une énergie primordiale pourrait même
être à la source de toute chose…
