Dans le sous-sol de l’Institut Kirchhoff pour la physique en Allemagne, les 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 près du zéro absolu. Ils utilisent ensuite des équations pour traduire les résultats à cette échelle pour explorer les caractéristiques possibles de l’univers primitif. Le travail accompli jusqu’à présent montre qu’il est possible de simuler un univers avec une courbure différente. Dans un univers à courbure positive, si vous vous déplacez dans n’importe quelle direction en ligne droite, vous reviendrez à l’endroit où vous avez commencé. 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 à l’Institut Kirchhoff pour la physique. Mais au début de son existence, il aurait pu être plus positif ou négatif. «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 façon dont les gens le formulent est que, pour autant que nous le sachions, la courbure dans cette partie de l’univers est compatible avec zéro. » Sparn était l’un des auteurs d’un article de recherche, «Simulateur de champ quantique pour la dynamique dans l’espace-temps courbe», 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 de l’expansion précoce de l’univers – constante, accélérée et décélérée. L’expérience de laboratoire a consisté à mettre le potassium-39 dans une cellule de verre entre un ensemble de bobines magnétiques importantes au-dessus et au-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 mince couche qui peut être considérée comme bidimensionnelle, selon une déclaration de presse de l’université de Heidelberg.
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