La vraisemblable découverte du boson de Higgs l'été dernier a permis de réaliser de nouvelles études scientifiques qui n'étaient pas possibles auparavant. Un des résultats qui en découle est que notre Univers est intrinsèquement instable et subira une fin cataclysmique dans plusieurs dizaines de milliards d'années.

Joseph Lykken, physicien théoricien au Fermi National Accelerator Laboratory, a déclaré cette semaine lors de la réunion annuelle de l'Association Américaine pour l'Avancement de la Science (La science (du latin scientia, connaissance) relève Historiquement de l'activité philosophique, et fut pendant longtemps un exercice spéculatif visant à élucider les mystères du monde par l'exercice de la raison. À la fin du...): "Il se pourrait que l'Univers (On nomme univers l'ensemble de tout ce qui existe, comprenant la totalité des êtres et des choses (celle-ci comprenant ou non, selon les philosophies, les choses immatérielles) et les lois qui le régissent....) soit intrinsèquement instable, et dans plusieurs milliards d'années, il pourrait s'anéantir". Cette projection (La projection cartographique est un ensemble de techniques permettant de représenter la surface de la Terre dans son ensemble ou en partie sur la...) est basée sur un calcul de "l'instabilité du vide (Le vide est avant tout un concept philosophique. Il désigne l'absence de matière.)" de l'Univers, qui dépend de la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) du boson de Higgs (Le boson de Higgs est une particule élémentaire dont l'existence a été proposée par Robert Brout et François Englert[1] ainsi que par Peter Higgs[2] pour expliquer la...).

Qu'est-ce que le boson de Higgs a à voir avec le destin de l'Univers ?

Le boson de Higgs est lié au champ (Un champ correspond à une notion d'espace défini:) de Higgs, un champ d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) constituant l'espace permettant d'insuffler la masse aux particules élémentaires, et par conséquent à toute matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité de matière se mesure à l'aide de la...). Le champ de Higgs possède une certaine énergie potentielle liée à la façon dont il interagit avec lui-même. Le champ de Higgs peut avoir des minimums et des maximums de son énergie potentielle, comme l'explique Tim Barklow, physicien au Laboratoire SLAC National Accelerator en Californie.

À l'heure (L'heure est une unité de mesure  :) actuelle, les calculs suggèrent que le champ de Higgs est à un minimum local de potentiel, mais il est statistiquement possible que dans plusieurs milliards d'années, via une fluctuation par effet tunnel (L'effet tunnel désigne la propriété que possède un objet quantique de franchir une barrière de potentiel, franchissement impossible selon la mécanique classique. Généralement, la fonction d'onde d'une particule, dont le carré du module représente...), le champ bascule (Une bascule ou un basculeur est un circuit intégré logique doté d'une sortie et d'une ou plusieurs entrées. La sortie peut être au niveau logique 0 ou 1. Les changements d'état de la sortie sont déterminés...) à un autre minimum de potentiel qui lui confère des propriétés différentes.

Si le champ de Higgs se retrouve à cet autre minimum d'énergie potentielle, il pourrait devenir beaucoup plus fort, conduisant les particules de l'univers à gagner de la masse. Tout changement dans la masse des particules fondamentales telles que le proton (Le proton est une particule subatomique portant une charge électrique de 1,602×10-19 coulombs. Il fut découvert en 1919 par Ernest Rutherford. Le noyau de l'isotope le plus répandu de...) et l'électron (L'électron est une particule élémentaire de la famille des leptons, et possèdant une charge électrique élémentaire de signe négatif. C'est un des composants de...) aurait des répercussions drastiques. Atomes (Un atome (du grec ατομος, atomos, « que l'on ne peut diviser ») est la plus petite partie d'un corps simple pouvant se combiner chimiquement...), planètes, étoiles, galaxies ne pourraient plus interagir comme ils le font actuellement si leurs constituants fondamentaux sont modifiés. "Toutes les lois de la physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ d'application actuel est...) changent et tout est déchiré", déclare Tim Barklow, qui est membre de l'expérience ATLAS du LHC, l'une des expériences qui a permis la découverte possible du boson de Higgs.

La destruction de notre Univers proviendra d'une petite bulle qui se créera ponctuellement, possédant un autre minimum de potentiel dans le champ de Higgs. Cette bulle se propagera en grossissant à la vitesse de la lumière (La vitesse de la lumière (299 792 458 m/s) a été mesurée dès le XVIIe siècle par l'astronome danois Ole Christensen Rømer qui avait observé en 1676 un retard...), le champ de Higgs de notre Univers basculant progressivement vers ce nouveau minimum de potentiel. Ceci créera comme un Univers alternatif à l'intérieur de notre propre Univers qu'il finira par engloutir, comme dévoré de l'intérieur. Avec une vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) d'expansion égale à la vitesse de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 micron (380 nm...), il ne sera pas possible de détecter la présence de cette bulle ni son approche.

Pourquoi cette instabilité ?

La validité ou non de cette hypothèse dépend d'un certain nombre (Un nombre est un concept caractérisant une unité, une collection d'unités ou une fraction d'unité.) de propriétés, dont la masse du boson de Higgs. Elle n'était pas connue jusqu'à tout récemment, lorsque le LHC a produit une particule encore jamais observée qui semble être le boson de Higgs. La masse de cette particule est d'environ 126 GeV, soit environ 126 fois la masse du proton.

L'instabilité dépend aussi de la masse du quark (Les quarks sont des fermions que la théorie du modèle standard décrit, en compagnie de la famille des leptons, comme les constituants élémentaires de la matière.) top. La masse du Higgs et la masse du quark top se révèlent avoir des valeurs qui engendrent une instabilité fondamentale (En musique, le mot fondamentale peut renvoyer à plusieurs sens.) dans le champ de Higgs, ce qui condamne notre Univers. "La présence de cette instabilité est liée à un quark top lourd et un boson de Higgs très léger", a déclaré le physicien Michael Peskin. "Et il s'avère que le quark top est très lourd et le boson de Higgs est plus léger qu'estimé précédemment."


Pour autant, tout n'est pas perdu. Cette théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent basée sur...) est construite avec les connaissances actuelles de la physique, mais de nombreuses théories alternatives et moins cataclysmiques, postulant par exemple l'existence d'autres particules, ne demandent qu'à être expérimentalement validées.