Une corde de guitare décide elle-même à quel point elle doit se tendre lorsque le musicien joue un accord à différentes octaves. C'est à peu près l'image que dessinent les physiciens lorsqu'ils tentent de relier la gravité — la force la plus faible, mais omniprésente — aux lois étranges du monde microscopique. Dans une étude récente, les scientifiques ont utilisé une méthode semblable au réglage d'un microscope : ils ont progressivement éliminé les détails les plus fins, invisibles à l'œil, et observé comment les règles du jeu changeaient.
Il s'est avéré qu'à l'échelle où l'espace et le temps ne sont pas encore devenus un tissu lisse, l'interaction gravitationnelle peut être décrite non par la simple loi de l'inverse du carré, mais par une formule plus complexe et flexible. Cette formule dépend de l'échelle, comme si la force de gravité n'était pas un ressort rigide, mais un élastique dont l'élasticité change lorsqu'on l'étire. Les scientifiques ont trouvé un état particulier — un point fixe — où cette élasticité cesse de changer. Le système gagne en stabilité, tel un diapason accordé sur une seule note.
Mais le plus intéressant s'est produit lorsque les chercheurs ont retiré le « microscope » — c'est-à-dire lorsqu'ils sont passés aux échelles de notre vie quotidienne. Il s'est avéré que dans cette limite, la formule flexible se simplifie en la formule la plus ordinaire, celle que nous connaissons depuis les cours de physique. La gravité redevient rigide, comme le prédit la théorie d'Einstein. C'est comme un motif complexe sur une vitre embuée qui disparaît dès que l'on recule d'un pas : les détails se fondent en une grisaille uniforme.
Cette approche s'inscrit dans un vaste programme appelé « sécurité asymptotique », qui tente de construire une théorie quantique de la gravité sans contradictions internes. L'idée est qu'à des distances extrêmement petites, la force de gravité ne devient pas infiniment forte, mais atteint une valeur constante et sûre. La nouvelle étude ajoute une touche importante à ce tableau : elle montre que même si la gravité à l'échelle microscopique se comporte comme quelque chose de non local et de flexible, dans notre monde macroscopique, toutes ces subtilités s'estompent miraculeusement. Il ne reste que la force familière qui maintient les planètes autour du Soleil et nous sur Terre.
La méthode utilisée dans l'étude s'appelle le « flux de Wilson » — en hommage à Kenneth Wilson, qui l'a inventée pour décrire les transitions de phase dans les matériaux magnétiques. Aujourd'hui, ce même appareil mathématique aide les physiciens à « découper » les infinis de la gravité quantique, comme on supprime le bruit d'une photographie pour voir l'image véritable.
Dans le roman « Contact » de Carl Sagan, des extraterrestres transmettent aux humains les plans d'une machine capable de voyager à travers des trous de ver. Pour qu'un tel dispositif fonctionne, il faudrait une théorie où la gravité à l'échelle quantique se comporte de manière prévisible et sûre — c'est précisément une telle théorie que les auteurs de l'article tentent de construire.