Dans le sous-sol du Kirchhoff-Institut für Physik en Allemagne, des chercheurs simulent l’univers tel qu’il aurait pu exister peu de temps après le Big Bang. Ils ont créé une simulation de champ quantique de table qui implique l’utilisation de aimants et de lasers pour contrôler un échantillon d’atomes de potassium-39 maintenu à proximité de zéro absolu. Ils utilisent ensuite des équations pour traduire les résultats à cette échelle réduite et explorer les caractéristiques possibles de l’univers primitif. Les travaux effectués jusqu’à présent montrent qu’il est possible de simuler un univers avec une courbure différente. Dans un univers à courbure positive, si vous voyagez dans n’importe quelle direction en ligne droite, vous reviendrez à l’endroit où vous êtes parti. Dans un univers à courbure négative, l’espace est courbé en forme de selle. L’univers est actuellement plat ou presque plat, selon Marius Sparn, étudiant en doctorat au Kirchhoff-Institut für Physik. Mais au début de son existence, il aurait pu être plus positivement ou négativement courbé. «Si vous avez une sphère qui est vraiment énorme, comme la Terre ou quelque chose, si vous ne voyez qu’une petite partie de celle-ci, vous ne savez pas – est-elle fermée ou est-elle infiniment ouverte? a déclaré Sabine Hossenfelder, membre du Munich Center for Mathematical Philosophy. «Cela devient une question philosophique, vraiment. Les seules choses que nous savons proviennent de la partie de l’univers que nous observons. Normalement, la manière dont les gens le formulent est que, pour ce que nous en savons, la courbure dans cette partie de l’univers est compatible avec zéro. » Sparn était l’un des auteurs d’un article de recherche, «Quantum Field Simulator for Dynamics in Curved Spacetime», publié dans Nature en novembre 2022. Il a collaboré avec des scientifiques de Belgique, d’Espagne et d’Allemagne. L’équipe a étudié trois scénarios possibles pour l’expansion initiale de l’univers – constante, accélérée et décéléré. L’expérience de laboratoire a impliqué la mise du potassium-39 dans une cellule de verre entre un ensemble de bobines magnétiques importantes au-dessus et en dessous de celle-ci, a déclaré Sparn. Ces bobines magnétiques, ainsi que quelques lasers, ont été utilisés pour contrôler le comportement de l’échantillon. Les atomes étaient pris au piège dans une fine couche qui peut être considérée comme bidimensionnelle, selon une déclaration de presse de l’Université de Heidelberg.
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