Ces nombres gouvernent l’Univers… mais personne ne sait d’où ils viennent

Il existe une série de
nombres étranges, présents dans toutes les équations de la physique
moderne. Ils sont les piliers de notre compréhension de la réalité. Et pourtant, personne
ne sait pourquoi ils existent, ni pourquoi ils valent ce qu’ils
valent. Ce sont les constantes fondamentales de la nature, et elles
posent l’une des plus grandes énigmes de la science
contemporaine.

Des chiffres indispensables…
mais inexpliqués

La physique moderne repose sur
des modèles mathématiques : des équations conçues pour décrire le
comportement de la matière, de l’énergie, de l’espace et du temps.
Ces modèles expliquent aussi bien le mouvement des planètes que la
structure des particules élémentaires. Ils sont d’une efficacité
redoutable. Mais ils ont un point faible.

À chaque fois qu’un physicien
utilise une équation pour décrire un phénomène réel, il doit y
insérer des valeurs fixes. Ces nombres ne viennent pas des
équations elles-mêmes. Ils doivent être mesurés par l’expérience.
On les appelle les constantes fondamentales. Et elles soulèvent une
question vertigineuse : d’où viennent-elles ?

La vitesse de la lumière, la
force de gravitation, la masse de l’électron, la constante de Planck… Une vingtaine de ces
constantes sont aujourd’hui considérées comme essentielles à notre
compréhension du cosmos. Elles sont au cœur de toute la physique
moderne, mais leur origine reste un mystère total.

Et si elles n’étaient pas si
constantes ?

L’une des pistes explorées par
les scientifiques est de vérifier si ces constantes sont vraiment…
constantes. Car si l’une d’elles variait ne serait-ce qu’un tout
petit peu dans le temps ou l’espace, cela voudrait dire qu’elle
n’est pas fondamentalement figée, mais plutôt le reflet d’un
phénomène plus profond que nous ne comprenons pas encore.

On peut prendre un exemple
simple : si vous ne connaissiez rien à la gravité, vous pourriez
mesurer l’accélération des objets qui tombent et en déduire une
constante (9,8 m/s²). Mais en mesurant plus précisément, vous
remarqueriez que cette valeur varie légèrement selon l’endroit où
vous vous trouvez sur Terre. Cette variation révélerait un
mécanisme plus complexe : une force gravitationnelle
universelle.

Les physiciens et les
astronomes appliquent ce raisonnement aux véritables constantes de
la nature. S’il existait des variations, aussi infimes
soient-elles, cela indiquerait qu’il existe un niveau plus
fondamental de réalité que nous n’avons pas encore atteint.

Regarder loin pour remonter
dans le temps

Mais comment détecter une
variation, si petite soit-elle, sur des constantes qui semblent
absolument fixes ? En observant les objets les plus anciens et les
plus lointains de l’univers.

Les quasars, par exemple, sont
des sources lumineuses extrêmement éloignées, visibles telles
qu’elles étaient il y a des milliards d’années. De même, le fond
diffus cosmologique, vestige lumineux de l’univers quelques
centaines de milliers d’années après le Big Bang, fournit une sorte
de photographie de la physique très ancienne.

En analysant la lumière de ces
objets, les scientifiques peuvent détecter d’éventuels changements
dans les propriétés physiques fondamentales : un léger décalage
dans le spectre lumineux pourrait trahir une variation de la
vitesse de la lumière, de la masse des particules, ou d’autres
constantes.

Des horloges pour traquer
l’invisible

Plus près de nous, sur Terre,
les horloges atomiques permettent de mesurer avec une extrême
précision les propriétés des atomes. Ces dispositifs sont si
sensibles qu’ils peuvent détecter des changements infimes dans les
vibrations atomiques — vibrations qui dépendent directement des
constantes physiques.

Les résultats ? Jusqu’à
présent, toutes les mesures indiquent que les constantes
fondamentales ne varient pas, même à des niveaux de précision
extrêmes. Pour certaines d’entre elles, les variations ont été
limitées à moins d’une partie par milliard par an.

Une question sans réponse…
pour l’instant

Même si tout semble stable, la
question reste entière : pourquoi ces constantes ont-elles
exactement ces valeurs ? Pourquoi la lumière voyage-t-elle à cette
vitesse précise ? Pourquoi la force de gravité est-elle si faible
par rapport à la force nucléaire ? Pourquoi la masse du proton
est-elle ce qu’elle est ?

Certaines hypothèses évoquent
la possibilité d’un multivers : un ensemble d’univers parallèles,
chacun avec ses propres constantes. Le nôtre serait simplement l’un
des rares où les conditions permettent l’émergence de la matière,
de la complexité… et de la vie.

Mais pour l’instant, ces
constantes restent ce qu’elles sont : des nombres fixés,
inexplicables, que la nature semble nous imposer.

La prochaine révolution
scientifique ?

Il est possible que ces
constantes ne soient qu’un rideau. Et que derrière se cache une
nouvelle couche de réalité, une nouvelle physique encore inconnue.
Comme si notre compréhension actuelle n’était qu’une approximation,
comme l’étaient les lois de Newton avant Einstein.

Un jour peut-être, une
découverte viendra remettre en cause tout ce que nous croyions
savoir. En attendant, ces mystérieux chiffres continuent de régir
l’univers… et de défier notre intelligence.