Le thé chaud placé dans le congélateur ne se couvre pas immédiatement de glace. D'abord, de minuscules aiguilles de glace s'y agitent — elles apparaissent et fondent, jusqu'à ce que la température baisse suffisamment pour que la glace prenne solidement. C'est à peu près ce qui s'est passé dans l'Univers primordial lorsqu'il refroidissait et modifiait sa structure interne. Les physiciens appellent cela une transition de phase du premier ordre — un changement brutal d'état, comme pour l'eau qui gèle.
Pendant longtemps, on a pensé que les événements principaux — la naissance de grandes bulles de la nouvelle phase — se produisaient sur un fond propre et homogène. Mais les auteurs de ce nouvel article se sont demandé : et si, à ce moment-là, le fond n'était plus propre, mais ridé par de petites « bulles fantômes » ? Ces bulles sont dites sous-critiques : elles sont trop petites pour croître et s'effondrent rapidement. Cependant, si elles sont nombreuses, elles peuvent modifier le tableau d'ensemble.
Les chercheurs ont suivi la cinétique de ces bulles et l'ont comparée au scénario classique de la naissance de bulles critiques — celles qui sont capables de croître. Il s'est avéré que dans certaines conditions — lorsque la barrière entre les phases est basse et la différence d'énergie libre modérée — le fond devient nettement mélangé. En termes simples, au moment de la transition principale, l'espace n'est plus pur : il est à moitié rempli de bulles de la nouvelle phase.
Ce fond « sale » modifie la façon dont les parois des grandes bulles naissent et entrent en collision, et donc les caractéristiques des ondes gravitationnelles qui ont pu nous parvenir depuis ces époques. Peut-être que les futurs détecteurs entendront non pas simplement l'écho d'une grande transition, mais tout un chœur d'ébullition de bulles, commencée bien avant l'événement principal — tout comme les aiguilles de glace dans le thé annoncent l'apparition d'une croûte continue.
Les bulles sous-critiques ressemblent aux bulles de vapeur dans une casserole d'eau qui n'a pas encore bouilli : elles apparaissent au fond, mais s'effondrent avant d'atteindre la surface. Seulement dans l'espace, leur taille pouvait atteindre des milliardièmes de mètre, et elles vivaient un temps incroyablement court.
Dans le roman « Accélération » de Charles Stross, des bulles de nouvelle physique du vide se propagent à la vitesse de la lumière, réécrivant les lois de la réalité — mais là, elles naissent dans un fond « propre », et non dans une soupe déjà bouillonnante, comme dans ce travail.