Dans une pièce sombre, une horloge invisible tictaque. Sa marche ne se trahit que par un infime tremblement des aiguilles. C'est à peu près ainsi que les physiciens tentent désormais d'entendre si la gravité est quantifiée : non pas en dialoguant directement avec des particules messagères, mais à travers le bruit que doit laisser toute théorie où le champ gravitationnel reste classique.

L'idée est simple. Si la gravité n'est pas faite de quanta, elle doit se comporter comme une foule qui bouscule les objets non pas parfaitement droit, mais avec un léger frémissement. Ce frémissement, c'est le bruit. Les auteurs d'un nouveau travail ont bâti un cadre mathématique général qui décrit ce frémissement pour n'importe quel modèle sans gravitons. Ils n'ont posé que trois exigences : que la loi de Newton soit vérifiée en moyenne, que l'évolution ne regarde pas vers le futur et que les lois ne changent pas sous un déplacement uniforme. De ces conditions modestes est née toute une carte des bruits possibles.

Ce seuil n'a rien d'inaccessible. Pour deux oscillateurs d'une masse d'un milligramme chacun séparés d'un millimètre, il correspond à une accélération d'environ $10^{-18}$ m/s²/√Hz. C'est mille fois plus silencieux que ce que sait déjà mesurer la sonde spatiale LISA Pathfinder. Un écart de trois ordres de grandeur de quoi effrayer, mais les ingénieurs planchent déjà sur des capteurs à réduction quantique du bruit, et l'objectif n'a rien de fantastique.

Jusqu'ici, ce genre d'estimations se faisait en gros, en supposant le bruit gaussien et sans remarquer qu'il agit de façon corrélée sur les deux masses. Le nouveau travail tient compte de ces subtilités pour la première fois. Résultat : les calculs antérieurs sous-estimaient le bruit pour des masses isolées. On peut désormais tester précisément des modèles concrets. Par exemple, la gravité classico-quantique d'Oppenheim produit toujours un bruit au-dessus du seuil d'intrication, tandis que la gravité entropique, à l'inverse, intrigue, mais se trahit par un motif particulier de corrélations.

Le tic-tac de l'horloge dans la pièce sombre se mesure sans même voir l'horloge. Ici, c'est pareil : pas besoin d'observer directement l'intrication quantique. Il suffit de mesurer le bruit et de le comparer au seuil. S'il passe en dessous, c'est que la gravité est quantique et que l'intrication a déjà eu lieu. S'il reste au-dessus, on peut rayer des familles entières de théories. Aux expérimentateurs, il ne reste plus qu'à tendre l'oreille.