Construire une maison sur le sable est une mauvaise idée. En physique, on a longtemps pensé que la théorie quantique de la gravité ne pouvait pas non plus être construite sur un « sable » fixe — un espace-temps prédéfini. La relativité générale d'Einstein nous apprend que l'espace-temps lui-même se modifie sous l'action de la matière, donc tout fond rigide est une simplification artificielle. Il semblait nécessaire d'adopter une approche fondamentalement différente, « sans fond », comme dans la gravité quantique à boucles.
Mais les auteurs de ce nouveau travail montrent que l'on peut combiner l'inconciliable en apparence. Ils proposent une méthode où les excitations quantiques du champ gravitationnel sont décrites de manière habituelle — via l'espace de Fock (une construction mathématique pour les particules). La condition principale est que le système doit nécessairement contenir de la matière. Ainsi, le vide, l'état de plus basse énergie, n'est pas vide, mais un enchevêtré enchevêtrement de géométrie et de matière. L'un ne peut exister sans l'autre.
Cette approche présente un avantage technique important par rapport à la gravité quantique à boucles. L'espace des états y est séparable — grossièrement, on peut le décrire avec un ensemble dénombrable d'éléments de base, comme les notes en musique. Cela simplifie considérablement le travail avec l'équation principale de la cosmologie quantique — l'équation de Wheeler-DeWitt, qui dans d'autres approches ressemble à une énigme insoluble. Désormais, on peut la formuler plus rigoureusement et peut-être se rapprocher de calculs qui montreront comment notre Univers est né.
L'équation de Wheeler-DeWitt, qui décrit l'état quantique de l'Univers entier, est restée longtemps « insurmontable » en raison de difficultés mathématiques. La nouvelle approche la rend semblable à une équation quadratique ordinaire, ce qui est bien plus familier pour les physiciens.
Dans le roman « Spin » de Robert Wilson, une technologie extraterrestre enveloppe la Terre d'une membrane à l'intérieur de laquelle le temps s'écoule des millions de fois plus lentement — une telle géométrie exotique de l'espace-temps est précisément décrite par les équations de la gravité quantique.