La Gravitation Quantique à Boucles suggère un

 La théorie de la gravitation quantique à boucle (LQG.) consiste en une quantification directe de la théorie de la Relativité Générale d’Einstein. Une des premières étapes de cette théorie est la quantification de l’espace (alors que l’espace-temps constitue un continuum dans la théorie de la Relativité). La théorie LQG vise donc à concilier Relativité et physique quantique, mais n’a pas du tout la même approche que les théories des cordes.

 L’idée selon laquelle notre Univers serait issu d’une expansion violente, le Big Bang, est aujourd’hui considérée comme la meilleure pour expliquer les observations du rayonnement de fond cosmologique et l’évolution des structures qui nous entourent (galaxies, amas, superamas...). Cette théorie du Big Bang n’est cependant pas sans soulever un certain nombre de problèmes, notamment celui de la singularité : à l’origine des temps, notre Univers aurait dû être infiniment petit, infiniment dense, et infiniment chaud ! La description de notre Univers commence donc à une infime fraction de seconde avant l’origine supposée des temps , sans que l’on ait encore une idée de ce qu’il y avait avant -pour peu que la notion d’"avant" ait encore une signification à une telle échelle.

Une vision du "Big Bounce" proposé dans le cadre de la théorie de la gravité quantique à boucles.
Le temps s’écoule de gauche à droite, et le volume de l’Univers est donné en ordonnées.

Une équipe d’astrophysiciens de l’Université de Penn State aurait développé un modèle basé sur la gravité quantique à boucles pour décrir comment notre Univers en serait venu à sa phase d’inflation. Selon la LQG, l’espace est discret et tissé avec des quanta d’espace. Sous les conditions extrêmes qui régnaient près du Big Bang, ces quanta d’espace auraient été tiraillés. Dans une telle géométrie, la gravitation serait devenue très répulsive, ce qui aurait causé l’expansion de l’Univers telle qu’on la connait aujourd’hui. Avant cette ère hyperdense, l’Univers aurait été en contraction, et doté d’une géométrie similaire à celle qu’il a aujourd’hui. Le passage de l’un à l’autre a été appelé le "Big Bounce" ("Grand rebond").

Le modèle inclut des paramètres libres, dont la signification reste encore obscure, mais qui sont nécessaires pour déterminer certaines propriétés de notre Univers. Parmi eux, deux paramètres libres se sont révélés complémentaires : ils décrivent une incertitude quantique dans le volume total de l’Univers, l’un avant le Big Bounce, l’autre après. Ces deux paramètres sont complémentaires au sens quantique du terme, et sont liés par une inégalité du même type que celles de Heisenberg . Selon les chercheurs, il sera donc impossible de déterminer le volume de l’Univers avant le Big Bounce, puisqu’on a accès très précisément à celui de l’Univers actuel. Il paraît donc impossible d’utiliser ce modèle pour étudier l’évolution de l’Univers avant ce Big Bounce.

En plus d’être plus précis que les autres, ce modèle paraît également plus simple. Il fournit à la communauté physicienne la possibilité de résoudre les problèmes de singularité du Big Bang, et d’entrevoir les origines de notre Univers.