LES TERRITOIRES INVISIBLES & LA SCIENCE

Nous avons l’habitude de penser que l’espace et le temps ont toujours été là.

L’espace serait le décor de l’Univers. Le temps serait ce qui permet aux événements de se succéder. Les étoiles, les planètes, la matière et la lumière existeraient à l’intérieur de ce grand cadre.

Mais la physique contemporaine pose aujourd’hui une question beaucoup plus déroutante :

et si l’espace et le temps n’étaient pas les éléments les plus fondamentaux de la réalité ?

Certaines recherches en gravité quantique explorent l’idée que l’espace-temps pourrait être une propriété émergente. Autrement dit, il pourrait apparaître à partir d’un niveau de réalité plus profond.

Une molécule d’eau, par exemple, n’est pas à elle seule une vague, un courant ou un océan. Ces phénomènes apparaissent lorsque d’innombrables molécules interagissent.

L’espace pourrait-il fonctionner de manière comparable ?

À un niveau extrêmement profond de l’Univers, les notions qui nous paraissent aujourd’hui évidentes — la distance, la direction, la durée, peut-être même la localisation — pourraient ne pas encore exister sous la forme que nous connaissons.

Ce niveau hypothétique est parfois qualifié de pré-géométrique.

Cela ne signifie pas nécessairement qu’il aurait existé « avant » l’Univers au sens chronologique. Si le temps lui-même est une propriété émergente, parler d’un « avant » devient déjà problématique.

Il faudrait plutôt imaginer un niveau plus fondamental que notre espace-temps.

C’est à la frontière de ces interrogations scientifiques que se développe l’univers des Territoires Invisibles.

Le Champ Plié part alors d’une question simple :

si l’espace et le temps sont apparus à partir d’un état plus fondamental, serait-il possible d’en retrouver la trace — ou même d’agir momentanément sur ce niveau profond ?

À partir de cette question commence la fiction.

Au début du XXe siècle, Albert Einstein a profondément changé notre manière de comprendre l’Univers.

Avec la relativité générale, l’espace et le temps ne sont plus un simple décor immobile. Ils forment ensemble l’espace-temps, une structure dynamique qui peut se courber sous l’effet de la matière et de l’énergie.

La gravitation devient alors une conséquence de cette courbure.

Cette théorie fonctionne remarquablement bien. Elle permet de décrire le mouvement des planètes, les trous noirs, l’expansion de l’Univers ou encore les ondes gravitationnelles.

Mais lorsque l’on remonte vers les toutes premières étapes de l’Univers, une difficulté apparaît.

La relativité générale décrit un espace-temps continu. La physique quantique décrit de son côté le monde microscopique à travers des phénomènes où interviennent fluctuations, probabilités et superpositions.

Ces deux grandes théories sont extraordinairement efficaces dans leurs domaines respectifs.

Mais elles ne s’assemblent pas encore complètement.

Dans certaines situations extrêmes — notamment dans l’Univers primordial ou au voisinage des singularités prédites par la relativité — il devient nécessaire de tenir compte simultanément de la gravitation et des phénomènes quantiques.

La question apparaît alors :

et si l’espace-temps décrit par Einstein n’était pas la couche la plus fondamentale de la réalité ?

Il pourrait être un phénomène émergent.

La relativité générale ne serait pas fausse. Elle décrirait admirablement le comportement de l’espace-temps une fois celui-ci constitué.

Mais elle ne nous dirait pas nécessairement de quoi cet espace-temps est fait, ni comment il est apparu.

Einstein nous explique les lois de l’espace-temps.
Le Champ Plié imagine ce qui pourrait se trouver en dessous.

Et si l’espace n’avait pas toujours été de l’espace ?

C’est l’idée étonnante qui se trouve derrière un mot encore peu connu du grand public : la géométrogenèse.

Le terme désigne l’hypothèse selon laquelle la géométrie de notre Univers — les distances, les directions, les volumes et, dans certains modèles, l’espace-temps lui-même — pourrait avoir émergé d’un état plus fondamental qui ne possédait pas encore toutes ces propriétés.

Pour comprendre cette idée, on peut penser à l’eau.

Une molécule d’eau isolée n’est ni une vague, ni un courant, ni un tourbillon. Toutes ces propriétés apparaissent seulement lorsqu’un très grand nombre de molécules interagissent ensemble.

La vague est réelle.

Mais elle n’est pas fondamentale.

Elle est une propriété collective de quelque chose de plus profond.

Certains physiciens se demandent si l’espace-temps pourrait fonctionner de manière comparable.

À un niveau extrêmement fondamental, il pourrait exister des éléments quantiques ou des relations qui ne constituent pas encore un espace continu.

Lorsque ces éléments atteignent un certain état collectif, quelque chose de nouveau apparaîtrait : la géométrie.

Des distances deviennent définissables. Des directions apparaissent. Un espace continu devient possible. Et peut-être, avec lui, le temps tel que nous le connaissons.

C’est ce passage hypothétique d’un état pré-géométrique à un état géométrique que l’on appelle géométrogenèse.

Il ne faut pas l’imaginer comme une explosion se produisant quelque part dans un espace vide.

L’espace lui-même est justement ce qui est en train d’apparaître.

Cette idée demeure une voie de recherche. Nous ne savons pas aujourd’hui si notre Univers est réellement issu d’un tel processus.

Mais elle ouvre une possibilité fascinante :

si la géométrie a pu apparaître, pourrait-elle, localement et momentanément, cesser d’être la géométrie que nous connaissons ?

C’est ici que la science laisse place au Champ Plié.

Le Champ Plié est une hypothèse développée dans l’univers des Territoires Invisibles.

Elle part d’une idée simple :

si l’espace et les distances sont des propriétés émergentes, alors peut-être existe-t-il un niveau plus fondamental dans lequel ces distances ne sont pas définies de la même manière.

Nous avons l’habitude de penser qu’un voyage consiste toujours à parcourir une distance.

Pour aller d’un point A à un point B, il faut traverser l’espace qui les sépare.

Le Champ Plié propose une autre possibilité.

Il ne cherche pas à déplacer un objet plus vite à travers l’espace.

Il imagine qu’il serait possible, momentanément, d’agir sur le niveau plus profond à partir duquel l’espace lui-même émerge.

Dans ce niveau pré-géométrique, la notion de distance pourrait perdre son sens habituel.

Deux points séparés par des milliers de kilomètres dans notre espace pourraient ne plus être séparés de la même manière dans ce niveau fondamental.

Le déplacement ne consisterait alors plus à franchir l’espace entre ces deux points.

Il consisterait à quitter momentanément le régime dans lequel cette distance existe.

Le mot « plié » ne doit donc pas être compris comme si l’on pliait physiquement l’Univers comme une feuille de papier. Le pli est une image.

Il représente le passage d’une géométrie déployée — celle dans laquelle nous mesurons des kilomètres, des secondes et des vitesses — vers un état plus profond dans lequel ces mesures ne seraient plus pertinentes.

Le Champ Plié en une phrase

Le Champ Plié ne cherche pas à parcourir plus vite une distance. Il pose la question d’un niveau de réalité où cette distance n’existe pas encore.

Parler du Champ Plié ne signifie pas dire qu’Einstein avait tort.

Au contraire.

La relativité générale reste l’une des théories les plus puissantes jamais construites pour décrire la gravitation et le comportement de l’espace-temps.

Mais une théorie peut être extraordinairement juste dans son domaine sans être nécessairement la description ultime de toute la réalité.

Newton permet toujours aujourd’hui de calculer la trajectoire d’un objet ou d’un véhicule. La relativité a pourtant montré qu’il existait un cadre plus général.

Le Champ Plié envisage une relation comparable entre la relativité générale et une éventuelle physique plus fondamentale.

Einstein décrit un espace-temps déjà constitué.

Sa théorie suppose que l’on puisse parler de distances, de durées, de trajectoires et de courbure.

Mais si l’espace-temps émerge d’un niveau pré-géométrique, les équations de la relativité pourraient décrire parfaitement l’état géométrique de l’Univers sans nécessairement décrire ce niveau plus profond.

Le Champ Plié ne cherche donc pas à dépasser la vitesse de la lumière à l’intérieur de notre espace-temps.

Il pose une autre question :

que devient la notion de vitesse si la distance elle-même cesse momentanément d’être définie ?

Une vitesse est une distance parcourue pendant une durée.

Si distance et durée ne possèdent plus leur signification habituelle, la notion même de vitesse peut perdre son sens.

POSÉIDON ne voyagerait donc pas « plus vite que la lumière ».

Il ne parcourrait simplement pas l’espace intermédiaire de la manière habituelle.

Einstein décrit ce qui se passe dans l’espace-temps.
Le Champ Plié imagine ce qui pourrait se passer au niveau dont l’espace-temps émerge.

Si notre espace-temps est réellement apparu à partir d’un état plus fondamental, une nouvelle question apparaît :

cette transition a-t-elle laissé des traces ?

Nous savons déjà que l’Univers conserve la mémoire de son passé.

Le fond diffus cosmologique constitue la plus ancienne lumière que nous puissions observer directement. Il conserve l’empreinte d’un Univers très jeune et de phénomènes qui lui sont antérieurs.

Les physiciens cherchent également d’autres traces possibles de périodes extrêmement anciennes : fluctuations primitives, ondes gravitationnelles primordiales ou signatures de phases très précoces de l’Univers.

Aucune observation n’a aujourd’hui démontré directement l’existence d’une géométrogenèse.

Mais l’idée qu’une transition ancienne puisse laisser une empreinte dans un état ultérieur est parfaitement familière à la physique.

Un cristal peut conserver les défauts de sa formation. Une matière peut garder la mémoire d’un changement d’état.

L’Univers pourrait-il lui aussi conserver les cicatrices de la naissance de sa géométrie ?

C’est ici que les Territoires Invisibles entrent dans l’hypothèse.

Dans le Champ Plié, certaines structures du niveau pré-géométrique pourraient avoir subsisté lors de l’apparition de l’espace-temps.

Nous les appelons résidus de boucle.

Un résidu de boucle n’est pas une particule ancienne ni un morceau de matière provenant d’un « avant » de l’Univers.

Il s’agit d’une mémoire structurelle. Une relation fondamentale qui ne se serait pas entièrement intégrée à la géométrie nouvelle.

L’accumulation de nombreux résidus pourrait alors produire une cicatrice géométrique : une région dans laquelle la courbure de l’espace-temps serait légèrement différente de celle attendue à partir de la seule matière visible.

Cela conduit le Champ Plié à poser une hypothèse volontairement spéculative :

et si une partie de ce que nous appelons matière noire n’était pas de la matière ?

Et s’il s’agissait, au moins en partie, de la mémoire gravitationnelle laissée par la formation de l’espace-temps ?

Il ne manquerait alors pas nécessairement de la masse.

Il resterait de la géométrie.

Cette proposition appartient à l’univers spéculatif des Territoires Invisibles. Elle n’est pas une explication scientifique établie de la matière noire.

Mais elle conduit directement à une anomalie beaucoup plus proche de nous.

Une pierre découverte au large de Banyuls.

Tout commence par une pierre.

Une pierre découverte au large de Banyuls.

À première vue, elle ressemble à n’importe quel fragment minéral.

Sa matière appartient à notre Univers.

Et pourtant, quelque chose ne correspond pas.

Ce n’est pas nécessairement son âge qui pose problème. Le problème est plus profond.

Certaines de ses propriétés semblent ne pas correspondre exactement aux relations attendues entre matière et géométrie.

La pierre n’est pas « plus vieille que l’Univers ».

Elle pourrait être quelque chose de beaucoup plus étrange :

un objet actuel portant la trace d’un état de la réalité antérieur à notre géométrie.

Dans l’hypothèse du Champ Plié, elle aurait conservé une concentration exceptionnelle de résidus de boucle.

La matière de la pierre serait parfaitement ordinaire.

Mais la manière dont certaines relations fondamentales s’y organisent ne le serait pas.

La pierre deviendrait ainsi une sorte de fossile.

Non pas le fossile d’une matière antérieure à l’Univers.

Mais le fossile d’un état dans lequel la distance, la durée et la géométrie n’avaient peut-être pas encore leur forme actuelle.

C’est ce qui attire progressivement l’attention de Thomas puis de Claire dans L’Invention de Poséidon.

Ils comprennent que l’anomalie ne se situe peut-être pas uniquement dans la pierre.

Elle se situe dans la manière dont l’espace-temps se comporte autour d’elle.

Comme si la pierre conservait une mémoire. Une cicatrice.

Puis une question apparaît :

et si la pierre ne faisait pas que conserver une trace de la géométrogenèse ?

Et si elle montrait qu’une partie de cette transition pouvait être reproduite ?

Dans le vocabulaire des Territoires Invisibles, le passage inverse est appelé dégéométrogenèse.

Le terme appartient au Champ Plié. Il désigne l’hypothèse d’un retour local et temporaire d’une région de l’espace-temps vers un état plus fondamental.

La pierre de Banyuls fournit alors le premier indice.

Le Champ Plié fournit le modèle.

POSÉIDON devient l’instrument.

La machine ne cherche pas à propulser un objet plus vite.

Elle cherche à modifier momentanément le régime dans lequel cet objet possède une position, une distance et une durée.

Pendant cette phase, le voyage ne consiste plus à parcourir l’espace intermédiaire.

L’espace intermédiaire cesse d’être la référence pertinente.

Puis la géométrie se reforme.

POSÉIDON repose alors sur une idée radicale :

ne plus voyager dans l’espace, mais agir sur les conditions qui font exister l’espace lui-même.

Relativité générale
Science établie.

Physique quantique
Science établie.

Pré-géométrie et espace-temps émergent
Domaines de recherche en physique théorique.

Géométrogenèse
Concept étudié dans certaines approches de la gravité quantique.

Dégéométrogenèse locale
Hypothèse des Territoires Invisibles.

Résidus de boucle
Concept développé dans le Champ Plié.

Matière noire comme cicatrice géométrique
Hypothèse spéculative du Champ Plié.

Pierre de Banyuls
Élément de fiction de L’Invention de Poséidon.

POSÉIDON
Technologie fictive.