Hugh Everett III, Sherry et la théorie révolutionnaire des univers parallèles

L'histoire des découvertes scientifiques est jalonnée de moments d'inspiration, d'innovation et parfois même de sérendipité. L'une de ces histoires, qui mêle les mondes de la physique quantique et un participant plutôt improbable - le vin de Xérès - a conduit à l'élaboration de la théorie révolutionnaire du multivers. Cette théorie, qui postule l'existence d'univers parallèles, est née de l'esprit de Hugh Everett III, un jeune physicien qui, au cours d'une nuit fatidique à l'université de Princeton en 1954, était engagé dans de profondes discussions sur la mécanique quantique avec ses collègues. Alimentée par le sherry et le désir de repenser les paradigmes scientifiques établis, la percée d'Everett offrait une toute nouvelle façon de comprendre l'univers et ses innombrables réalités potentielles.

Pour bien comprendre comment le sherry et Hugh Everett ont donné naissance à la théorie des multivers, il faut d'abord explorer le contexte dans lequel cette théorie a vu le jour. La mécanique quantique, la branche de la physique qui traite des plus petits éléments constitutifs de la matière - des particules comme les électrons et les photons - en était encore à ses balbutiements au début du XXe siècle. Alors que la physique newtonienne classique était bien comprise et avait permis d'expliquer efficacement le comportement des grands objets, elle a commencé à s'essouffler lorsque les scientifiques ont tenté de l'appliquer aux particules subatomiques. Ces particules, comme les physiciens ont commencé à le découvrir, se comportaient d'une manière qui défiait la logique de la physique classique, ce qui a conduit à l'élaboration de la théorie quantique.

L'un des aspects les plus déroutants de la mécanique quantique est le concept de superposition, qui suggère que les particules peuvent exister dans plusieurs états à la fois. Par exemple, un électron peut se trouver à plusieurs endroits simultanément, ou un photon peut se comporter à la fois comme une particule et comme une onde. Cette idée est contre-intuitive car elle contredit notre expérience quotidienne de la réalité. Dans le monde macroscopique où nous vivons, les objets sont soit dans un état, soit dans un autre - une voiture est soit garée, soit en mouvement, une lumière est soit allumée, soit éteinte. Cependant, dans le monde quantique, les particules semblent défier cette logique binaire.

Face à ce comportement étrange et apparemment illogique, les physiciens ont cherché à donner un sens aux phénomènes quantiques en interprétant ce qui se passait à un niveau fondamental. La plus importante de ces interprétations a été élaborée dans les années 1920 par un groupe de physiciens, dont Niels Bohr et Werner Heisenberg. Leur théorie, connue sous le nom d'interprétation de Copenhague, postule que les particules quantiques existent dans un état de superposition jusqu'à ce qu'elles soient observées, moment où elles s'effondrent en un état unique et défini. Selon cette interprétation, l'acte d'observation joue un rôle crucial dans la détermination de l'issue d'un événement quantique. Aussi bizarre que cela puisse paraître, cette interprétation suggère que la réalité au niveau quantique n'existe pas complètement tant qu'elle n'est pas mesurée ou observée.

L'interprétation de Copenhague est rapidement devenue l'explication dominante du comportement quantique et a été acceptée par de nombreux physiciens éminents de l'époque. Cependant, tout le monde n'était pas satisfait de cette explication. L'un des plus célèbres critiques de l'interprétation de Copenhague est Albert Einstein, qui a fait la célèbre remarque suivante : "Dieu ne joue pas aux dés avec l'univers". Le malaise d'Einstein quant au rôle des probabilités et de l'observation dans la mécanique quantique reflétait un malaise plus général au sein de la communauté scientifique. Si l'interprétation de Copenhague était mathématiquement solide et permettait des prédictions exactes, elle laissait de nombreuses questions fondamentales sans réponse, en particulier sur la nature même de la réalité.

C'est dans ce contexte que Hugh Everett III entre en scène. Né en 1930, Everett montre très tôt des aptitudes pour les mathématiques et les sciences, et s'inscrit finalement au programme de doctorat en physique de l'université de Princeton. En tant qu'étudiant diplômé, Everett s'est retrouvé plongé dans les débats autour de la mécanique quantique et, comme Einstein, il n'était pas satisfait de l'interprétation de Copenhague qui mettait l'accent sur l'observation. La frustration d'Everett face à l'orthodoxie quantique dominante l'a conduit à envisager d'autres explications. Il était loin de se douter qu'un soir de 1954, après plusieurs verres de sherry, il commencerait à formuler une théorie qui remettrait en question les fondements mêmes de la physique quantique.

La soirée en question s'est déroulée à l'université de Princeton, où Everett et ses collègues étudiants de troisième cycle se livraient souvent à des discussions intellectuelles en dehors des cours magistraux. Ce soir-là, Everett et ses collègues discutent du chat de Schrödinger, l'une des expériences de pensée les plus célèbres de la mécanique quantique. Le chat de Schrödinger, imaginé par le physicien autrichien Erwin Schrödinger en 1935, illustre l'absurdité de la superposition quantique lorsqu'elle est appliquée à des objets de la vie quotidienne. Dans cette expérience, un chat est placé dans une boîte scellée avec une fiole de poison qui sera libéré si un événement quantique (tel que la désintégration d'un atome radioactif) se produit. Selon l'interprétation de Copenhague, tant que la boîte n'est pas ouverte et que le chat n'est pas observé, il existe dans une superposition où il est à la fois vivant et mort.

Alors qu'Everett et ses collègues débattent des implications du chat de Schrödinger, la conversation s'anime et le sherry coule à flots. À un moment donné de la discussion, Everett a commencé à remettre en question la nécessité de l'observation pour déterminer les états quantiques. Pourquoi, se demande-t-il, la réalité d'une particule devrait-elle dépendre du fait que quelqu'un l'observe ou non ? Et si, au lieu de s'effondrer dans un seul état lors de l'observation, la particule continuait simplement à exister dans tous les états possibles simultanément, mais dans des réalités différentes et parallèles ? Dans ce scénario, l'univers se diviserait en plusieurs branches à chaque fois qu'un événement quantique se produirait, chaque branche représentant un résultat possible différent.

Cette idée - radicale, imaginative et totalement inédite - est devenue le fondement de ce que l'on appelle aujourd'hui l'interprétation des mondes multiples de la mécanique quantique. Selon cette théorie, chaque résultat possible d'un événement quantique existe dans son propre univers. Dans le cas du chat de Schrödinger, il y aurait un univers dans lequel le chat est vivant et un autre dans lequel le chat est mort, tous deux également réels mais existant en parallèle. De ce point de vue, l'acte d'observation n'effondre pas la fonction d'onde (la description mathématique d'un système quantique), mais révèle plutôt dans quelle branche du multivers se trouve l'observateur.

L'interprétation des mondes multiples d'Everett constituait un changement radical par rapport à l'interprétation de Copenhague et remettait en question certaines des hypothèses fondamentales de la mécanique quantique qui avaient été acceptées pendant des décennies. Selon Everett, l'univers se divise constamment en d'innombrables versions parallèles de lui-même, chacune représentant une issue possible différente de chaque événement quantique. Si cette idée peut sembler relever de la science-fiction, elle repose sur un raisonnement mathématique rigoureux et offre une nouvelle façon de résoudre certains des paradoxes qui ont entaché la mécanique quantique depuis sa création.

Everett a officiellement présenté sa théorie en 1957 dans le cadre de sa thèse de doctorat, intitulée "Relative State Formulation of Quantum Mechanics" (Formulation de l'état relatif de la mécanique quantique). Cependant, la réaction de la communauté scientifique est loin d'être enthousiaste. De nombreux physiciens ont trouvé l'idée d'un multivers qui se divise constamment farfelue, et la théorie d'Everett a été largement ignorée ou rejetée. Certains de ses contemporains ont même qualifié son travail de "répugnant". Désillusionné par le manque de reconnaissance et frustré par le monde universitaire, Everett a fini par quitter le domaine de la physique et a travaillé pour le ministère américain de la défense, mettant ses compétences mathématiques au service de la recherche militaire pendant la guerre froide.

Malgré le rejet initial de ses idées, l'interprétation des mondes multiples d'Everett a lentement gagné du terrain au fil des ans. Dans les années 1970, un nombre croissant de physiciens ont commencé à reconsidérer les implications de son travail, en particulier lorsque de nouvelles avancées dans la théorie quantique et les techniques expérimentales ont apporté un soutien indirect au concept de multivers. Aujourd'hui, l'interprétation des multivers est l'une des principales interprétations de la mécanique quantique, avec l'interprétation de Copenhague. Bien qu'elle reste un sujet de débat, de nombreux physiciens et philosophes des sciences la considèrent comme une explication plausible du comportement étrange et contre-intuitif des particules quantiques.

L'histoire du rôle joué par le sherry dans la naissance de la théorie des multivers donne un aperçu de la dynamique sociale et intellectuelle du milieu universitaire du XXe siècle. Dans les universités comme Princeton, les rencontres informelles entre étudiants et professeurs étaient monnaie courante, et ces lieux constituaient souvent un terrain fertile pour l'échange d'idées. Le sherry, un vin fortifié d'Espagne, était particulièrement populaire dans les cercles intellectuels à cette époque. Son association avec le raffinement européen et sa présence dans les discussions académiques en faisaient un compagnon idéal pour les débats sur des concepts abstraits tels que la mécanique quantique. Si nous ne saurons jamais dans quelle mesure le sherry a influencé la pensée d'Everett ce soir-là, il est clair que l'atmosphère conviviale a favorisé un moment de créativité intellectuelle qui allait avoir des conséquences durables sur le monde de la physique.

Il convient également de noter que l'interprétation de la mécanique quantique par Everett n'était pas seulement le fruit de son propre génie intellectuel, mais aussi le reflet du milieu culturel et scientifique de l'époque. Dans les années d'après-guerre, les physiciens étaient confrontés à de profondes questions sur la nature de la réalité, motivés à la fois par les défis théoriques de la mécanique quantique et par les implications pratiques de l'énergie atomique. L'idée de réalités multiples, bien que choquante pour certains, a trouvé un écho auprès d'une génération de scientifiques de plus en plus ouverts à des idées radicalement nouvelles sur l'univers.

La vie personnelle d'Everett, tout comme sa carrière scientifique, a été marquée à la fois par la brillance et la tragédie. Après avoir quitté le monde universitaire, il a lutté contre l'alcoolisme et le tabagisme, et sa santé s'est détériorée au fil du temps. Il meurt d'une crise cardiaque en 1982, à l'âge de 51 ans, sans avoir reçu la reconnaissance qu'il méritait de son vivant. Cependant, dans les années qui ont suivi sa mort, l'œuvre d'Everett a commencé à recevoir l'attention qui lui avait été longtemps refusée. Ses idées, autrefois considérées comme marginales, sont aujourd'hui étudiées et débattues par les physiciens du monde entier.

Aujourd'hui, le concept de multivers a transcendé le domaine de la physique théorique et est entré dans la culture populaire. Les films, les livres et les émissions de télévision explorent fréquemment l'idée d'univers parallèles, en s'inspirant souvent de l'interprétation des mondes multiples d'Everett. Bien que ces représentations fictives soient souvent plus fantastiques que scientifiques, elles témoignent de l'impact profond que les travaux d'Everett ont eu sur la science et la société.