Au cœur de la physique moderne se trouve une fracture profonde. D'un côté, la relativité générale d'Einstein décrit un univers macroscopique où l'espace et le temps sont malléables, courbés par la masse des étoiles et des galaxies.
De l'autre, la physique quantique régit le monde microscopique des particules, où le temps est un paramètre extérieur, immuable, et où les objets peuvent exister dans plusieurs états à la fois, une propriété connue sous le nom de superposition.
Une nouvelle étude menée par des physiciens de l'Institut des Questions Fondamentales (FQxI) suggère que les modèles d'effondrement quantique, s'ils sont corrects, impliquent une incertitude intrinsèque du temps.
Cette découverte, bien que sans impact pratique immédiat, pourrait jeter un pont entre la mécanique quantique et la gravité.
Le paradoxe de la mesure quantique
Ce conflit s'incarne dans le problème de la mesure. Selon la mécanique quantique, une particule existe dans un nuage de probabilités décrit par une fonction d'onde.
Ce n'est que lorsqu'on l'observe ou la mesure que cette fonction d'onde s'effondre en un état unique et défini. Mais comment et pourquoi cet effondrement se produit-il ?
Pour dépasser ce paradoxe, certains physiciens explorent des modèles dits d'« effondrement quantique spontané ». Ces théories postulent que la fonction d'onde peut s'effondrer d'elle-même, sans aucune intervention extérieure.
Contrairement à de simples interprétations, ces modèles formulent des prédictions concrètes et testables, ouvrant la voie à une potentielle validation expérimentale.
Quand la gravité s'invite dans l'équation
C'est dans ce cadre que s'inscrivent les travaux de Nicola Bortolotti et son équipe. Les chercheurs se sont penchés sur deux modèles d'effondrement, notamment le modèle Diósi-Penrose qui lie depuis longtemps cet effondrement à la gravité.
Leur contribution majeure a été de créer un lien quantitatif entre un second modèle, la Localisation Spontanée Continue (CSL), et les fluctuations de l'espace-temps gravitationnel.
Leur calcul a abouti à une conclusion aussi claire qu'inattendue : si ces modèles sont justes, alors le temps lui-même doit présenter une infime incertitude intrinsèque.
Autrement dit, il existerait une limite fondamentale à la précision des horloges, quelle que soit leur technologie. Le flux du temps ne serait pas parfaitement régulier, mais connaîtrait de minuscules sursauts.
Quelles conséquences pour notre quotidien ?
Faut-il s'inquiéter pour la précision de nos montres ? Absolument pas. Les chercheurs, dont Catalina Curceanu du FQxI, sont formels : cette incertitude est de plusieurs ordres de grandeur inférieure à tout ce que nous pouvons mesurer actuellement.
Même les plus précises horloges atomiques ne sont absolument pas affectées par ce phénomène théorique. L'enjeu est ailleurs. Cette découverte suggère que la physique quantique n'est peut-être qu'une pièce d'un puzzle plus vaste et fondamental.
En établissant un lien testable entre l'effondrement quantique, la gravité et le temps, cette recherche esquisse une nouvelle piste vers la si convoitée théorie de la gravité quantique, qui unifierait enfin les deux piliers de la physique moderne.
