Qu'est-ce que la cosmologie quantique?
La cosmologie quantique est une branche de la physique théorique qui tente de comprendre l'univers à une échelle quantique plutôt que classique. Bien qu’il puisse sembler initialement absurde de décrire quelque chose d’aussi grand que l’univers par le biais d’une branche de la physique qui se concentre généralement sur le monde microscopique, la cosmologie quantique peut en réalité aider à expliquer les grandes questions qui sont au cœur de la compréhension de l’univers. L'un des principaux objectifs de la cosmologie quantique est d'expliquer l'état de l'univers à l'époque du Big Bang, car de nombreuses propriétés de l'univers peuvent être expliquées si les origines du système sont comprises.
Pour comprendre la cosmologie quantique, il est d'abord essentiel de maîtriser les bases de la physique quantique. Alors que la physique classique considère le domaine des objets plus grands, tels que les planètes, les objets solides et tout ce qui peut être vu à l'œil nu, la mécanique quantique traite du domaine des particules et des ondes atomiques et subatomiques. Dans de nombreux cas, les objets à l'échelle quantique se comportent selon des règles qui semblent totalement différentes de celles des objets macroscopiques. Certains physiciens estiment néanmoins que le comportement des objets plus volumineux correspond aux règles de la mécanique quantique; ainsi, les grands corps, tels que l'univers, peuvent être mieux compris s'ils peuvent être décrits à un niveau quantique.
Le domaine d'investigation clé de la cosmologie quantique est le comportement et l'état de l'univers juste après le Big Bang. Puisque l'observation ne permet pas de répondre aux questions relatives à l'origine, le moyen général de développer des théories consiste à examiner l'état actuel de l'univers, puis à extrapoler en arrière au Big Bang pour découvrir comment le processus a commencé. Idéalement, la connaissance des origines de l'univers recueillies par la cosmologie quantique permettra finalement aux scientifiques de prédire, avec un degré de probabilité élevé, l'avenir de l'univers.
Certains physiciens ont adopté la cosmologie quantique car elle permet de contourner l'énorme problème créé par l'examen des origines de l'univers par la physique générale. Selon Stephen Hawking, entre autres, l’univers a probablement commencé comme une singularité autour de laquelle les lois de la physique générale sont connues pour s’effondrer. Pour espérer comprendre exactement les conditions qui ont suivi le Big Bang, la physique quantique peut être préférable, car elle n’est pas connue pour être sujette à une rupture similaire proche d’une singularité.
La cosmologie quantique est une branche relativement nouvelle de la physique théorique, qui ne date que du milieu du 20e siècle. En tant que nouveau domaine, il comprend naturellement beaucoup plus de questions que de réponses sur les origines et le comportement de l'univers. Néanmoins, ce domaine fascinant a attiré certains des plus brillants esprits de la physique et semble prêt à permettre des découvertes importantes au cours des siècles à venir.