Le Big Bang contre le «Big Bounce» (le grand rebond)
Selon la théorie (classique) de la relativité générale d'Einstein, l'espace est continu (c'est un continuum). Les régions de l'espace peuvent être subdivisées en volumes de plus en plus petits, jusqu'à l'infini. Par contre, la mécanique quantique est fondée sur l'idée que les quantités physiques existent sous la forme de quantités discontinues (quanta) plutôt que continues. De plus, ces quanta et les phénomènes physiques qui les concernant existent à une échelle extrêmement réduite (celle de Planck). Jusqu'ici, les théories de la mécanique quantique n'ont pas pu «quantifier» la gravitation. La gravitation quantique à boucles (GQB) est une tentative dans ce sens. Elle représente l'espace comme un réseau de boucles entrecroisées et quantifiées de champs gravitationnels excités appelées réseaux de spin Observé dans le temps, ce réseau est appelé mousse de spin. Non seulement la GQB donne une image mathématique précise de l'espace et du temps, mais elle ouvre des solutions mathématiques à des problèmes anciens en rapport avec les trous noir et le Big Bang. Facteur extraordinaire, la GQB prédit que le Big Bang a en réalité été un «Big Bounce» (grand rebond), une continuité au lieu d'une singularité, dans lequel l'effondrement d'un univers antérieur a déclenché la création du nôtre. Des chercheurs européens ont lancé le projet EFTFORLQG («Effective field theory for loop quantum gravity») pour développer cette passionnante théorie susceptible de réconcilier les descriptions classiques et quantiques de l'univers. Les scientifiques se sont penchés sur la structure indépendante du contexte de la GQB qui exige que les mathématiques définissant le système de l'espace-temps soient indépendantes de tout système de coordonnées et de tout cadre de référence (contexte). Ils ont utilisé à la fois des approximations semi-classiques (de Wentzel-Kramers-Brillouin, WKB) et des techniques tirées de la théorie effective des champs (une variante de la théorie des champs gravitationnels) pour analyser une géométrie classique de l'espace, étudier la dynamique des états semi-classiques de la mousse de spin et appliquer des formulations mathématiques à des phénomènes astrophysiques tels que les trous noirsLes résultats obtenus ont dépassé les attentes. Les scientifiques ont réellement contribué à faire de la GQB un candidat majeur pour décrire une vision quantique de l'espace et du temps compatible avec la relativité générale, ce qui a des implications passionnantes pour éclaircir certains des plus grands mystères de l'Univers.
