La théorie des univers parallèles ou des mondes multiples fut introduite par le physicien américain Hugh Everett en 1957. Il s’agit d’une réinterprétation de la mécanique quantique qui essaye d’éliminer des problèmes conceptuels comme ceux posés par l’expérience du chat de Schrödinger ou le paradoxe EPR.
Les divisions de l’Univers
D’après cette théorie, le chat de Schrödinger ne se trouve pas dans une superposition d’états. Il y a en fait deux chats, l’un vivant, l’autre mort, qui font partie de deux univers différents. Ceci est possible car lorsque nous lui imposons le choix entre un chat mort et un chat vivant l’Univers se divise en deux. Naissent alors deux univers parallèles qui sont absolument identiques, si ce n’est que l’un contient un chat vivant et l’autre un chat mort. Dans chacun de ces univers, le chat est dans un état bien défini et le concept un peu absurde d’un animal ni mort ni vivant n’est plus nécessaire.
Finalement, lorsque nous ouvrons la boîte et observons son contenu, nous sélectionnons l’un des deux univers qui devient alors notre Univers. A ce moment, les deux univers parallèles se découplent et deviennent totalement indépendants l’un de l’autre. Si nous découvrons que le chat est mort, nous pouvons nous rassurer en imaginant qu’il existe un univers parallèle où le chat est vivant.
Les univers parallèles
La théorie des univers parallèles propose une interprétation élégante du paradoxe EPR qui ne fait pas appel au mystérieux concept de non-séparabilité. Lorsque les deux photons sont émis par l’atome, l’Univers est soumis à un choix quant à leurs directions. Il va donc se diviser en une multitude d’univers parallèles. Dans chacun de ces univers, les photons ont des directions bien définies et celles-ci sont opposées pour des raisons de symétrie.
Plus tard, lorsque nous capturons l’un des deux photons, nous sélectionnons l’un de ces univers multiples. Or, dans l’univers ainsi choisi, la trajectoire de l’autre photon est déjà déterminée à l’avance. Il sera donc détecté dans la direction opposée au premier, sans pour autant avoir besoin d’échanger une quelconque information.
Une explication du réglage des constantes fondamentales
La notion d’univers parallèle permet de réinterpréter le problème de la sélection des constantes fondamentales. Au moment de sa naissance, l’Univers est confronté à de nombreux choix. Il doit par exemple décider de la valeur de la constante de gravitation ou de la masse de l’électron. D’après la théorie de Hugh Everett, l’Univers de divise lors de chacun de ces choix. Naissent ainsi une multitude d’univers parallèles caractérisés chacun par un ensemble donné de constantes fondamentales.
La grande majorité de ces univers est incapable de donner naissance à la vie. Certains sont dotés d’une force de gravitation trop intense ou d’une interaction électromagnétique trop faible et ainsi de suite. Néanmoins, une petite fraction de ces univers se révèle apte au développement de la vie. C’est en particulier le cas du nôtre.
En adoptant ce point de vue, le réglage des constantes fondamentales n’a plus rien de miraculeux. La vie n’est pas née car notre Univers unique était réglé de façon magique, elle est apparue car nous sommes dans l’un des rares univers parallèles capables de lui donner naissance.
La décohérence
Notons pour finir que seule une minorité de la communauté scientifique défendrait cette théorie de nos jours. Des expériences de mécanique quantique en laboratoire, pendant la deuxième moitié des années 1990, ont en effet démontré l’existence d’un phénomène capable d’expliquer l’énigme du chat de Schrödinger sans faire appel à une explication aussi exotique.
Un système physique, même microscopique, n’est jamais isolé mais toujours en contact avec son environnement extérieur. Les interactions avec cet environnement, par exemple sous forme de friction, perturbent l’état de superposition quantique initial du système et le font peu à peu évoluer vers un état classique.
Ce phénomène, appelé la décohérence, fut d’abord discuté sur le plan théorique dans les années 1970, avant d’être finalement observé en laboratoire dans les années 1990. Il se produit d’autant plus vite que le système est grand, et, pour des objets macroscopiques tels les chats, la décohérence serait effectivement instantanée.
Le phénomène de décohérence apporte une réponse au problème posé en 1935 par Schrödinger. Nous n’observerons jamais un chat dans une superposition d’états, car son environnement l’aura immédiatement fait glisser vers un état classique, soit mort, soit vivant. La théorie des univers parallèles n’est donc pas nécessaire pour interpréter cette expérience.
Mis à jour le 24/08/2023 par Olivier Esslinger