Comment nous déterminons collectivement la réalité

Les réseaux d’observateurs influencent la structure de la réalité.

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Notre vision du monde est à peu près la même que celle de l’écureuil. Il ouvre les yeux, et le gland est là comme par miracle – il l’attrape et se précipite dans l’arbre sans autre forme de procès. Nous, les humains, sommes pareils : nous nous réveillons le matin et pensons que le monde est là comme par magie.

On nous a appris à accepter une dichotomie, une division. Dans ce coin, il y a nous, les vivants, l’observateur de tout cela. Et dans l’autre coin se cache l’univers entier, muet, qui se heurte à lui-même par le biais de processus aléatoires.

Selon ce point de vue, nous ne sommes pas au cœur du processus de création, ni de son évolution en aucune façon. Nous sommes des accessoires, des accidents. La vie est aussi insignifiante dans le cosmos que les anneaux de Saturne. En bref, nous ne sommes pas importants pour le monde physique.

Mais de nouvelles recherches suggèrent que nous ne sommes pas aussi insignifiants que nous le pensions : nous, l’observateur, déterminons non seulement ce que nous pensons et ressentons et ce que nous prenons au petit-déjeuner, mais aussi la structure même de l’espace-temps.

Nous modifions radicalement les quantités physiques à la fois à l’échelle microscopique et à l’échelle spatio-temporelle.

L’incompatibilité entre la relativité générale et la mécanique quantique a laissé perplexes des générations de scientifiques, à commencer par Albert Einstein. J’expliquerai brièvement comment les réseaux d’observateurs sont la clé pour réconcilier ces deux piliers de la physique moderne, et comment ils restructurent radicalement l’espace lui-même.

La mécanique quantique décrit parfaitement la nature à l’échelle des molécules et des particules subatomiques, tandis que la relativité générale n’a pas son pareil pour révéler le comportement cosmique à l’échelle gigantesque qui sépare les étoiles. Ces deux théories trouvent de nombreuses applications pratiques dans notre vie quotidienne, comme le GPS dans le cas de la relativité et les transistors et microprocesseurs dans le cas de la mécanique quantique. Pourtant, près d’un siècle plus tard, nous ne comprenons toujours pas comment ces deux théories sont compatibles. Au cœur de cette incompatibilité se trouve la question de la « non-renormalisabilité » de la gravité quantique (le champ qui tente de combiner les deux).

Aujourd’hui, un nouvel article du physicien théorique Dmitriy Podolskiy, publié dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (qui a publié les travaux révolutionnaires de Stephen Hawking sur l’évolution de l’univers primitif), en collaboration avec Andrei Barvinsky (l’un des plus grands théoriciens mondiaux de la gravité quantique et de la cosmologie quantique), a révélé quelque chose de remarquable. En effet, cette incompatibilité exaspérante entre la mécanique quantique et la relativité générale disparaît si l’on tient compte des propriétés des observateurs. L’étude représente également un cas rare en physique théorique où la présence d’observateurs modifie radicalement le comportement des quantités observables elles-mêmes, non seulement à l’échelle microscopique, mais aussi à de très grandes échelles spatio-temporelles.

Le fait que nous partagions des informations entre nous est d’une importance capitale pour les lois de la réalité.

En physique, on suppose généralement que l’on peut toujours mesurer l’état physique d’un objet sans le perturber de quelque manière que ce soit. Cela semble raisonnable si l’on suit notre intuition quotidienne. Par exemple, lorsque nous observons un avion pour déterminer sa position (a-t-il décollé ? est-il en train d’atterrir ?), nous n’avons aucune influence sur son état, sauf si nous sommes le pilote. Mais dans le domaine de la gravité quantique, ce n’est pas possible. Lorsque des observateurs mesurent l’état de la mousse d’espace-temps, les résultats de leurs mesures changent considérablement lorsqu’ils échangent des informations – la présence des observateurs eux-mêmes perturbe considérablement l’état de la mousse. En simplifiant, on peut dire qu’il est extrêmement important pour les lois de la réalité que nous soyons ici pour l’étudier, la sonder et partager les résultats entre nous.

Ce travail a un certain nombre de conséquences fascinantes. Tout d’abord, la présence d’observateurs n’influence pas seulement la réalité physique, mais la définit elle-même. Si la réalité décrite par la combinaison de la théorie de la relativité générale d’Einstein existe et permet à la nature de fonctionner sans heurts, elle doit également contenir des observateurs sous une forme ou une autre. Sans un réseau d’observateurs mesurant les propriétés de l’espace-temps, la combinaison de la relativité générale et de la mécanique quantique ne fonctionne plus du tout. Il est donc inhérent à la structure de la réalité que les observateurs vivant dans un univers gravitationnel quantique partagent des informations sur les résultats de leurs mesures et en créent un modèle cognitif. En effet, une fois que vous avez mesuré quelque chose, l’onde de probabilité de mesurer la même valeur de la quantité physique déjà sondée devient « localisée » ou simplement « s’effondre ».

Cela signifie que si vous continuez à mesurer la même quantité encore et encore, en gardant à l’esprit le résultat de la toute première mesure, vous obtiendrez un résultat similaire. De même, si vous apprenez de quelqu’un les résultats de ses mesures d’une quantité physique, vos mesures et celles d’autres observateurs s’influencent mutuellement, figeant la réalité selon ce consensus. En ce sens, un consensus d’opinions différentes concernant la structure de la réalité définit sa forme même, en façonnant l’écume quantique sous-jacente. Cette variation peut être testée et vérifiée par des expériences réelles et numériques. En effet, elle a déjà été vérifiée numériquement avec des simulations de Monte Carlo (en utilisant la puissante grappe d’ordinateurs du MIT) et sera vérifiée expérimentalement dans un avenir proche.

Et si vous étiez la seule personne dans l’univers ?

On peut se demander ce qui se passerait s’il n’y avait qu’un seul observateur dans l’univers. La réponse dépend du fait que l’observateur est conscient, qu’il se souvient des résultats de l’exploration de la structure de la réalité objective et qu’il construit un modèle cognitif de cette réalité. En d’autres termes, un seul observateur conscient peut définir complètement cette structure, ce qui entraîne un effondrement des ondes de probabilité, largement localisées à proximité du modèle cognitif que l’observateur construit dans son esprit tout au long de sa vie.

Rappelez-vous ce que vous ressentiez lorsque vous étiez un jeune enfant et que la réalité était plus floue, avec des résultats inattendus et imprévisibles, voire des monstres sous votre lit. Comparez cette situation à celle d’aujourd’hui : la réalité est beaucoup mieux définie à l’âge adulte. Plus vous acquérez d’expérience, plus vous définissez la structure de la réalité. Ce gel de la structure de la réalité n’est pas dû aux propriétés physiques intrinsèques de cette réalité, mais plutôt au fait que le modèle cognitif construit dans votre esprit l’oriente vers une structure particulière, très bien définie.

Sortez des sentiers battus.

Enfin, on ne peut s’empêcher de se demander ce que cela signifierait si nous sortions du consensus, en développant un modèle cognitif de la réalité très différent de celui partagé par les autres observateurs. La réalité serait-elle remodelée ? Peut-être, mais cela dépendrait des valeurs du consensus qui ne seraient pas établies, auquel cas vous resteriez en danger car la structure fine de la fonction d’onde de l’univers qui vous entoure resterait délocalisée et donc largement instable, comme elle l’est dans les rêves.

Dans les rêves, nous quittons l’univers consensuel et pouvons faire l’expérience d’un modèle cognitif alternatif de la réalité, très, très différent de celui que partagent les autres observateurs lorsqu’ils sont éveillés. Dans les rêves, la structure fine de la fonction d’onde de l’univers est également délocalisée et instable. Cela explique pourquoi vous avez souvent plus de pouvoir en rêvant ; les valeurs des observables représentant la base de la réalité sont plus fluides. En effet, comme l’explique le nouvel article du JCAP, la présence ou l’absence d’un réseau d’observateurs influence la dimensionnalité même de l’univers.

Nous sommes connectés à l’univers à tous les niveaux.

Tous ces éléments témoignent d’un profond changement dans notre vision quotidienne du monde : nous sommes passés de la croyance traditionnelle selon laquelle le monde physique est une entité préformée qui existe simplement « là-bas » à une vision selon laquelle il appartient à l’observateur. Alors que nous et d’autres scientifiques continuons à explorer cette nouvelle ligne de recherche, il devient de plus en plus clair à quel point nous sommes intimement liés à la structure de l’univers à tous les niveaux.

Ce billet a été adapté de The Grand Biocentric Design, par Robert Lanza et Matej Pavsic, avec Bob Berman (BenBella Books).