La cosmologie quantique est une branche de la physique théorique qui tente de comprendre l’univers à une échelle quantique plutôt que classique. Bien qu’il puisse sembler initialement absurde de décrire quelque chose d’aussi fondamentalement grand que l’univers à travers une branche de la physique qui se concentre généralement sur le monde microscopique, la cosmologie quantique peut en fait aider à expliquer les principales questions qui se trouvent au cœur de la compréhension de l’univers. L’un des principaux objectifs de la cosmologie quantique est d’expliquer l’état de l’univers au moment du Big Bang, car de nombreuses propriétés de l’univers peuvent être expliquées si les origines du système sont comprises.
Pour comprendre la cosmologie quantique, il est d’abord crucial d’avoir une connaissance de base de la physique quantique. Alors que la physique classique considère le domaine des objets plus gros, tels que les planètes, les objets solides et tout ce qui peut être vu à l’œil nu, la mécanique quantique traite du domaine des particules et des ondes atomiques et subatomiques. Dans de nombreux cas, les objets à l’échelle quantique se comportent selon des règles qui semblent totalement différentes de celles des objets macroscopiques. Néanmoins, certains physiciens pensent que le comportement d’objets plus gros correspond aux règles de la mécanique quantique ; ainsi, les grands corps, tels que l’univers, peuvent être mieux compris s’ils peuvent être décrits à un niveau quantique.
Le principal domaine d’investigation en cosmologie quantique est le comportement et l’état de l’univers juste après le Big Bang. Étant donné que l’observation ne permet pas de répondre aux questions liées à l’origine, le moyen général de développer des théories consiste à examiner l’état actuel de l’univers, puis à extrapoler en arrière jusqu’au Big Bang pour découvrir comment le processus a commencé. Idéalement, la connaissance des origines de l’univers acquise grâce à la cosmologie quantique permettra à terme aux scientifiques de prédire, avec un haut degré de probabilité, l’avenir de l’univers.
Certains physiciens ont adopté la cosmologie quantique parce qu’elle permet de contourner l’énorme problème créé en examinant les origines de l’univers avec la physique générale. Selon Stephen Hawking, entre autres, l’univers a probablement commencé comme une singularité, autour de laquelle les lois de la physique générale sont connues pour s’effondrer. Pour avoir un espoir de comprendre avec précision les conditions qui ont suivi le Big Bang, la physique quantique peut être préférable car elle n’est pas connue pour être sujette à une panne similaire à proximité d’une singularité.
La cosmologie quantique est une branche relativement nouvelle de la physique théorique, datant seulement du milieu du 20e siècle. En tant que nouveau domaine, il comprend naturellement bien plus de questions que de réponses sur les origines et le comportement de l’univers. Néanmoins, ce domaine fascinant a attiré certains des esprits les plus brillants de la physique et semble prêt à permettre des découvertes importantes dans les siècles à venir.