Préambule
Comment les propriétés des objets se transforment elles sous la symétrie d'inversion du temps ? En physique non quantique il est un résultat trivial et connu depuis le XIX ème siècle que l'énergie des objets s'inverse lorsque le temps s'inverse. En Relativité Restreinte en particulier ce résultat est inévitable (on dit que l'énergie est la composante temporelle d'un quadrivecteur). Il est aussi clair qu'avec des objets d'énergies négatives on s'attend à des phénomènes gravitationnels répulsifs. Voilà qui est à priori très intéressant d'un point de vue phénoménologique. Plutôt que de rajouter de la masse attractive invisible, imaginer une composante répulsive invisible est en effet une intéressante alternative pour aborder les problèmes bien connus de masse manquante pratiquement à toutes les échelles, des galaxies à l'univers tout entier en passant par les amas et superamas de galaxies. Les théories modernes ont toutes à leur façon essayé d'exploiter cette idée de rejeter des particules fantômes dans des univers invisibles, ne leur permettant d'interagir que par la gravité avec les particules de notre monde. Ceci peut se faire par exemple en théorie des super-cordes en confinant certains champs sur un sous-espace à 4 dimensions ou brane d'un espace-temps en comportant beaucoup plus. C'est ainsi que les modèles récents d'Arkhani-Ahmed, Dimopoulos et Dvali ou de L.Randall et R.Sundrum ont connu un vif succès. Ceux-ci supposent l'existence de deux branes, l'une de tension (énergie) positive, l'autre négative avec des particules confinées sur chacune des branes, seule la gravité étant autorisée à se propager suivant la dimension supplémentaire continue reliant les branes. Parfois les deux sous espaces sont reliés par une dimension supplémentaire discrète comme dans un modèle particulièrement populaire de géométrie non commutative ou les deux sous espace concentrent les particules gauches et droites respectivement. Parfois encore ce sont des groupes de symétrie particuliers qui isolent totalement ou en partie les deux mondes comme à nouveau, dans un contexte de supercordes, un modèle du prix nobel A. Salam ou encore les travaux de Foot et Vodkas.
Mais les travaux précurseurs dans lesquels
l'inversion du temps est
explicitement identifiée comme la symétrie reliant les
univers sont sans aucun
doute ceux de A.Sakharov (univers énantiomorphes à temps
propres opposés) et de JP.Petit.
JP.Petit a construit sa cosmologie à "univers jumeaux" en
introduisant
des métriques conjuguées sur une seule
variété, l'une dans laquelle vivent les masses positives
et
l'autre les masses négatives. L'idée de la
possibilité de deux mondes avec des signes d'énergie
inversés en interaction purement gravitationnelle a
été explorée plus tard par Linde et de nombreuses
théories bimétriques ont également
été étudiées (notamment par Damour)
toujours en exploitant certaines de ces idées. Mais la
phénoménologie qui découle de l'approche de
JP.Petit demeure originale et peu explorée avec ses masses
de même signe qui s'attirent et ses masses de signe opposé
qui se repoussent par la
gravité et JP.Petit a mis en évidence et vulgarisé
les
fascinantes retombées phénoménologiques attendues
dans ce cadre.
Mais cette phénoménologie singulièrement
différente de
celle qui découle de toutes les autres approches pose
problème. En effet, ses lois postulées sont en
contradiction manifeste avec les règles de la physique moderne
qui a fait ses preuves
expérimentalement, la Théorie Quantique des Champs,
selon laquelle les particules de matière d'énergies
négatives doivent se repousser.
Pire encore, l'interaction entre particules de signe d'énergie
opposé y est
interdite car rendrait inévitablement la
matière et le vide instables. Les
théoriciens ayant été formels sur ce
point, on comprend pourquoi les énergies ou masses
négatives ont été durablement ignorées
par les astrophysiciens et cosmologistes qui se référant
aux théoriciens ne pouvaient plus sérieusement
considérer ces objets comme un élément de solution
à
leurs problèmes. Ils ont donc en général peu pris
au sérieux les modèles à
univers multiples, préférant s'en tenir à des
hypothèses plus
conventionnelles comme celle de l'existence de matière noire
d'un type
différent de la matière que nous connaissons ou
d'énergie noire: énergie du
vide ou quintessence. Il
est pourtant remarquable que la théorie de JP Petit peut être déduite d'une action à condition
d'introduire des champs auxilières dynamiques qui jouent un
rôle équivalent (relations identiques!) à
celui que jouera la métrique non dynamique et plate de
background qui permet de faire le lien entre les champs
conjugués dans le cadre de la théorie de la
gravité obscure.
Il s'agit donc d'une théorie sans
background, dans l'esprit de la RG, dans laquelle seuls les termes
sources des équations d'Einstein sont affectés
contrairement à la théorie de la gravité obscure.
Ce type de théorie fait l'objet d'un débat suite aux
récentes publications de S Hossenfelder.
Le seul choix
mathématique alternatif à celui de la TQC pour comprendre
l'inversion du temps nous a, quant à nous, conduit
à une interprétation non
conventionnelle de celle-ci aboutissant
inéluctablement à une
théorie à gravités conjuguées avec la
phénoménologie idéale et stable de JP Petit ou
particules de même signe de masse s'attirent et particules de
signe de masse opposé se repoussent. Dans cette théorie,
les énergies négatives
seront pleinement réhabilitées mais notre
compréhension de l'interaction
gravitationnelle s'en trouvera radicalement bouleversée.