Les dimensions supplémentaires

En l’état actuel de nos connaissances, nous vivons dans un monde en quatre dimensions, trois dimensions spatiales et une temporelle. Les physiciens des expériences du LHC recherchent toutefois des indices qui montreraient que l'Univers contient d’autres dimensions. Ces dimensions supplémentaires pourraient expliquer quelques propriétés déconcertantes de l’Univers.

Les physiciens connaissent quatre forces qui régissent les interactions entre particules :  l’électromagnétisme, les forces nucléaires forte et faible, et la gravité. La gravité est de loin la force la moins puissante. Pensez à l’aimant que vous collez sur la porte de votre réfrigérateur. Il peut réagir à la force électromagnétique qui l'attire vers la porte. Mais il peut aussi réagir à la force gravitationnelle de la Terre qui l’attire vers le sol. Si vous le lâchez suffisamment près de la porte, il va s’y coller, totalement indifférent à la présence de la planète sous lui.

Les physiciens s’interrogent sur la raison pour laquelle la gravité semble beaucoup moins puissante que les trois autres forces. L’une des réponses possibles pourrait être qu’une fraction seulement de cette force s’exerce sur nous. Il est envisageable que la force gravitationnelle agisse partiellement dans une autre dimension, ou dans plusieurs autres dimensions, que nous ne pouvons percevoir. En savoir davantage sur la gravité pourrait aider les physiciens à essayer de constituer ce qu’on appelle la grande unification, c’est-à-dire une théorie qui combine les quatre forces en une seule.

Les dimensions supplémentaires ne consistent pas nécessairement en des mondes parallèles, comme a pu l’imaginer la science-fiction. Il se pourrait tout simplement que ces dimensions soient trop réduites pour que nous puissions les voir. Pour donner une image concrète, imaginez un funambule marchant sur un fil tendu. Il ne peut progresser sans tomber que vers l’avant ou vers l’arrière : un peu comme s’il n’existait que dans une seule dimension de l'espace.

Par contre, une fourmi marchant sur le même fil tendu a un autre point de vue. Elle peut progresser vers l’avant et vers l’arrière, mais également tourner autour du fil. Pour la fourmi, qui est plus petite, le fil tendu existe dans deux dimensions et non pas une seule.

Même si les dimensions supplémentaires sont petites, elles peuvent avoir un effet sur la façon dont nous percevons le monde. Les physiciens pensent que trouver des indices de l’existence de dimensions supplémentaires pourrait aider à répondre à certaines de leurs questions concernant la gravité, l’une des forces les plus mystérieuses de l’Univers.

La découverte de dimensions supplémentaires pourrait également conforter certaines théories de la physique au-delà du Modèle standard. Les modèles de la théorie des cordes, par exemple, requièrent l’existence d’au moins 11 dimensions.

Découvrir des dimensions supplémentaires pourrait aider les physiciens à mieux comprendre la gravité et éventuellement à réaliser une unification des forces, ou à déterminer la validité de la théorie des cordes. Cela pourrait aussi soulever de nouvelles questions sur la façon dont les dimensions supplémentaires façonnent le monde qui nous entourent.

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