Notre Univers est en expansion, et son avenir, selon les cosmologistes, est un espace de Sitter vide et froid. Comprendre sa nature quantique, c'est un peu comme essayer de lire un livre en ne regardant que la couverture. Le principe holographique suggère que toute l'information sur ce qui se passe à l'intérieur d'un volume peut être encodée sur sa frontière, comme un dessin sur une pellicule. Mais jusqu'à présent, il n'existait pas de « microscope » concret qui montre comment les fils quantiques à la frontière se tissent pour former l'espace-temps volumétrique.
Dans ce nouveau travail, des physiciens ont construit un tel microscope. Ils ont pris une chaîne de fermions particuliers, « non hermitiens » — des particules qui se comportent de manière inhabituelle, comme des acteurs jouant des rôles sans scénario clair. À l'aide de la méthode mathématique cMERA (renormalisation continue multi-échelles de l'intrication), ils ont montré que lorsque ces particules s'intriquent à la frontière, la géométrie du monde de Sitter émerge d'elle-même de leurs connexions. Les courtes lignes géodésiques à l'intérieur de ce monde ressemblent à des cordes tendues : près de l'horizon, elles deviennent des rayons lumineux, et au loin, elles se courbent doucement, comme les trajectoires de particules massives.
Cette image n'est pas qu'une métaphore. Les auteurs ont montré qu'une telle architecture « allégée » du réseau reproduit exactement la loi logarithmique de croissance de l'entropie d'intrication, caractéristique des systèmes non hermitiens. En d'autres termes, la célèbre formule de Ryu-Takayanagi pour l'entropie holographique a trouvé une explication simple : le nombre de fils traversant la frontière d'une région est directement lié à sa capacité d'information. Ainsi, pour la première fois, une correspondance directe est apparue entre le réseau discret à la frontière et le monde continu de Sitter à l'intérieur.
L'espace de Sitter n'est pas qu'une abstraction. C'est très probablement à quoi ressemblera notre Univers dans des milliards d'années, lorsque l'énergie noire aura éloigné toutes les galaxies au point qu'elles ne pourront plus se voir.
Dans le roman « Blindsight » de Peter Watts, les vaisseaux extraterrestres utilisent des principes holographiques pour coder l'information — nous voyons maintenant que quelque chose de similaire pourrait être à la base de la réalité elle-même.