L'Univers pourrait être en forme de tore selon WMap

Frank Steiner est à la tête d'un groupe de recherche à Ulm en Allemagne, là où Albert EinsteinEinstein, le père de la théorie de la relativité, était né il y a plus d'un siècle. Une nouvelle révolution dans notre vision du cosmoscosmos sera-t-elle à nouveau originaire de cette ville ?

Comme l'ont fait récemment Jean-Pierre Luminet et ses collègues, le groupe de chercheurs de Ulm a calculé la forme du spectre des fluctuations de température du rayonnement fossile dans un Univers de taille finie et à la topologie multiplement connexeconnexe. A la différence des chercheurs français qui se sont basés sur un Univers à courbure positive, le dodécaèdre de Poincaré, Steiner et son équipe ont utilisé le modèle d'Univers chiffonné le plus simple à imaginer : un tore à trois dimensions. Bien que difficilement visualisable, l'objet n'est que la généralisation à 3 dimensions d'une forme simple, celle du pneupneu (voir la dernière image en bas de l'article).

Sa courbure est nulle, ce qui veut dire que les théorèmes de la géométrie euclidienne y sont toujours valables. En revanche, comme le modèle de Poincaré 3D, il autorise l'apparition de cercles de corrélations dans le rayonnement fossile ainsi que la multiplication d’images fantômes des galaxies faisant croire que le cosmos est infini.

La variance cosmique est liée au spectre des fluctuations de température du rayonnement fossile. On voit un déficit de grandes longueurs d'ondes à gauche par rapport aux prédictions en trait rouge du modèle LambdaCDM. Crédit : Nasa

Surprise ! Comme dans les travaux récents de Jean-Pierre LuminetJean-Pierre Luminet, les calculs collent précisément avec les observations de WMap 3. L'absence de grandes longueurs d'onde dans la variance cosmique se retrouve à nouveau naturellement et s'explique comme une limite à la taille des fluctuations de température dans le rayonnement fossile, imposée par un univers clos, donc fini. Le modèle LambdaCDM avec un univers infini échoue toujours, rappelons-le, à retrouver ce déficit en longueurs d'onde (voir la courbe ci-dessous).

A l'appui de leur théorie, les cosmologistes allemands font remarquer que dans le cadre de la cosmologiecosmologie quantique, et comme l'avait déjà souligné Andrei Linde, l'un des pères de la théorie de l'Inflation, la "naissance" d'un univers en forme de tore est bien plus probable que celle d'un Univers fini sphérique ou au contraire plat mais infini. Il est vrai que la cosmologie quantique introduite dans les années 1960 par John Wheeler doit encore faire ses preuves et n'est pour le moment qu'une spéculation séduisante de théoriciens mais cela donne à penser.

Andrei Linde. Crédit : Stanford University

Dans le cadre de celle-ci, le début de l'univers peut être compris comme la transition quantique par effet tunneleffet tunnel entre un état physiquephysique dominé par la gravitation quantiquegravitation quantique, et où ni l'espace ni le temps n'ont leurs propriétés normales (voire cessent d'exister si ce n'est sous une forme virtuelle avec un temps imaginaire) et un état classique avec notre géométrie spatio-temporelle habituelle. L'apparition d'une géométrie compacte et plate semble alors plus probable, comme Linde l'a soutenu dans ses travaux de cosmologie quantique.

Dans quelques années, les données du satellite Plancksatellite Planck aideront peut-être à y voir plus clair. En attendant, les théoriciens continueront à jouer les démiurges en inventant sur ordinateursordinateurs et sur le papier de nouveaux univers..