Un objet lourd tombe dans un étang — et des cercles se propagent dans toutes les directions. De la même manière, tout mouvement d'un corps massif crée des ondulations dans le tissu de l'espace : les ondes gravitationnelles. Mais dès que l'on tente de décrire ces ondulations selon les lois du monde microscopique, les calculs explosent en infinis. Les auteurs de la nouvelle étude ont trouvé un moyen de maîtriser ces explosions. Leur idée est simple : ne pas regarder tout l'étang, mais seulement les cercles qui s'éloignent vers la rive lointaine.
En physique, cette « rive lointaine » est une sphère imaginaire qui entoure tout système et capture toute la lumière et les signaux gravitationnels qui s'en échappent. On l'appelle l'infini nul. Les scientifiques ont construit une description quantique de la gravité directement sur cette sphère — comme s'ils y avaient tendu un réseau sensible. Toutes les interactions des particules de gravité (les gravitons) sont calculées à partir des données enregistrées sur le réseau. Et chaque étape du calcul donne une réponse finie et significative — sans la moindre correction infinie.
La vérification a montré que les opérateurs d'émission construits obéissent aux mêmes règles que les opérateurs d'arrivée. Ainsi, tout le processus est réversible et ne perd pas d'information. Le seul inconvénient apparaît lorsqu'on tente de décrire des gravitons se déplaçant strictement dans une seule direction. Là, comme dans toute théorie de particules sans masse, des divergences infrarouges douces apparaissent. Mais elles ne gâchent pas la propreté ultraviolette atteinte dans l'étude. Et dans la limite classique, pour les champs faibles, les calculs reproduisent le résultat connu de la diffusion des gravitons — la théorie ne contredit pas ce que nous savons déjà.
L'infini nul n'est pas qu'une abstraction mathématique. C'est précisément là que sont enregistrés les signaux que reçoivent les détecteurs d'ondes gravitationnelles : ils capturent les ondulations qui ont atteint la Terre depuis les confins de l'espace.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, des extraterrestres transmettent les plans d'une machine utilisant les ondes gravitationnelles. Si la gravité quantique devient compréhensible, de telles machines cesseraient d'être de la pure science-fiction.