Il y a un quart de siècle, le physicien Juan Maldacena proposait la correspondance AdS/CFT, une connexion holographique intrigante entre la gravité dans un univers tridimensionnel et la physique quantique à la frontière bidimensionnelle de l’univers. Cette correspondance n’est à ce stade, même un quart de siècle après la découverte de Maldacena, qu’une conjecture.
Une déclaration sur la nature de l’univers qui semble être vraie, mais dont il n’a pas encore été prouvé qu’elle reflète réellement la réalité dans laquelle nous vivons. De plus, elle n’a qu’une utilité et une application limitées dans l’univers réel.
Pourtant, même la simple apparence de la correspondance est plus que suggestive. Cela montre qu’il y a quelque chose de profondément fondamental dans l’hologramme, que la physique du volume de l’univers pourrait simplement se traduire par la physique de la surface, et qu’il y a encore plus à apprendre là-bas.
C’est une chose de présenter des problèmes de physique dans un nouveau langage, voire dans un nouvel ensemble de dimensions, pour les rendre plus faciles à résoudre. Après tout, la physique regorge d’astuces et de jeux mathématiques que les praticiens utilisent pour résoudre des problèmes difficiles et passer au suivant. Mais la correspondance AdS/CFT, et le principe holographique plus général qu’elle représente, est bien plus qu’une curiosité mathématique.
N’oubliez pas que l’objectif essentiel ici est de décrire la gravité, que nous avons cru pendant des siècles comme n’étant qu’une autre force de la nature, une interaction de plus que les entités du cosmos peuvent utiliser pour interagir les unes avec les autres. Mais la gravité est bel et bien seule et unique parmi toutes les forces, même au-delà de son intraitabilité quantique.
La gravité est la seule force émise et ressentie par chaque entité du cosmos. Tout ce qui a de la masse, tout ce qui a de l’énergie, crée une influence gravitationnelle autour de lui. Et il en va de même pour tout ce qui a une masse, tout ce qui a de l’énergie, tout ce qui a ce que nous appelons l’existence, répond à cette influence gravitationnelle.
Kepler avait raison de discerner quelque chose de spécial dans les mouvements des objets célestes et de relier ces mouvements à nos vies ici sur Terre. Newton avait raison de le qualifier de force, d’un ensemble de cordes invisibles qui relient toute la création. Einstein avait raison de considérer la gravité non pas en termes de poussées et d’attractions, mais en termes de tissu même de l’espace-temps lui-même.
Le principe holographique, qu’il soit appliqué à la surface d’un trou noir et à son contenu mystérieux ou à la relation entre la théorie des cordes et la physique quantique, nous apprend également quelque chose de significatif sur la gravité. Mais Einstein nous a déjà appris ce qu’est la gravité : ce n’est pas une simple force, mais la réponse naturelle que nous ressentons lorsque nous rencontrons les courbes et les rides de l’espace-temps.
La gravité est le terrain de jeu espace-temps dans lequel nous existons tous. Un autre nom pour la relativité générale est géométrodynamique, la dynamique de la géométrie elle-même. La gravité, c’est l’espace, le temps, la matière et l’énergie, le tout réuni en un seul système respirant et vibrant. Ce que nous appelons l’univers est simplement le contenant de toute cette activité, de toute l’étendue de l’espace et de la profondeur du temps et de la complexité qui le remplit.
Nous n’avons pas réussi à trouver une théorie quantifiée de la gravité. Nous n’avons aucune description de ce qui se passe réellement à la limite d’un trou noir. Mais nous avons appris au cours de nos pérégrinations quantiques que les entités physiques tridimensionnelles ne sont pas exactement ce qu’elles semblent être. En effet, ils sont moins profonds : les trous noirs peuvent véritablement être décrits uniquement par leurs surfaces, leurs limites, leurs bords, plutôt que par leur étendue totale.
Et lorsque nous appliquons ce même raisonnement, selon lequel l’holographie est un élément essentiel du puzzle de la gravitation quantique, on obtient la correspondance AdS/CFT et une voie potentielle vers la gloire de la théorie des cordes.