La gravité n’existerait pas intrinsèquement: elle pourrait n’être qu’émergente
L’Univers ne cesse de nous étonner et de nous poser des questions. La nature de la gravité tient une place centrale dans les recherches actuelles.
En 2009, le physicien théoricien Erik Verlinde a proposé une vision innovante de la gravité. Selon lui, cette force fondamentale que nous connaissons bien pourrait être l’émergence de processus cachés, une idée qui, 15 ans plus tard, continue d’alimenter le débat scientifique sans pour autant avoir trouvé de confirmation expérimentale solide.
La notion d’émergence n’est pas nouvelle en physique. Elle décrit comment des propriétés complexes peuvent naître de l’interaction simple de nombreux composants. Par exemple, la température d’un gaz n’est pas une propriété intrinsèque mais résulte des collisions microscopiques entre ses molécules. Cette approche est au cœur de la mécanique statistique, une branche de la physique qui établit des ponts entre les comportements microscopiques et les propriétés émergentes.
Verlinde s’est inspiré des travaux de Stephen Hawking et de Jacob Bekenstein sur les trous noirs dans les années 70, qui montraient que leurs propriétés pouvaient être décrites par les lois de la thermodynamique. Il a ainsi proposé que la gravité pourrait être une propriété émergente, découlant de processus physiques profonds et inconnus, à l’aide des outils de la mécanique statistique.
En 2016, l’idée de Verlinde a pris un nouveau tournant avec la proposition que l’Univers, en contenant de l’énergie sombre, développe une nouvelle propriété émergente de l’espace lui-même, qui se contracte dans les régions de faible densité. Cette perspective offre une alternative à la matière noire, cette substance invisible qui représente la majeure partie de la masse des galaxies selon les modèles actuels, mais qui reste indétectée directement.
La théorie de la gravité émergente permet de tester de nouvelles idées sur la structure et l’évolution des galaxies, différentiant ses prédictions de celles basées sur la matière noire. Cependant, les résultats expérimentaux sont partagés. Certains tests préliminaires ont favorisé la gravité émergente, mais des observations plus récentes n’ont pas confirmé cet avantage.
La recherche sur la gravité émergente n’est pas terminée. La théorie est encore jeune, repose sur de nombreuses hypothèses et nécessite des tests plus rigoureux, comme l’exploitation des données du fond diffus cosmologique. Si elle s’avère correcte, notre compréhension de l’Univers, de la gravité, du mouvement, et même du temps et de l’espace, devra être radicalement repensée sous l’angle de l’émergence. Pour l’instant, c’est une idée qui attend d’être explorée davantage.
