Les tout premiers instants après le Big Bang : l'espace se dilate à toute allure — les physiciens appellent cette période l'inflation. À l'intérieur de ce tissu en expansion, telles des bulles de savon dans un jet d'air, des régions de nouveau vide commencent à germer — c'est une transition de phase de première espèce. La plupart des bulles éclatent ou fusionnent dès qu'elles apparaissent. Mais certaines parviennent à gonfler jusqu'à des tailles monstrueuses — bien au-delà de ce qu'on pouvait alors observer.
Le rayon d'une telle bulle géante devient, pendant l'inflation, des milliards de fois plus grand que le rayon de Hubble. Elle disparaît de la vue, comme un ballon qui s'envole au-delà d'une immense salle. Ce n'est que lorsque l'inflation se termine et que l'expansion ralentit que l'horizon commence à croître plus vite. Les géantes réapparaissent dans le champ de vision, et leurs parois, chargées d'une énergie colossale, entrent alors en collision. Chaque collision est une secousse de la courbure de l'espace-temps elle-même, générant des ondes gravitationnelles — des ondulations qui se propagent dans toutes les directions à la vitesse de la lumière.
En général, les transitions de phase produisent un grésillement dans les mégahertz, mais les géantes réécrivent les règles : leur taille énorme déplace la fréquence vers le bas — dans la gamme où opèrent les détecteurs LIGO (centaines de hertz) et le futur interféromètre spatial LISA (millihertz). Après avoir pris en compte le décalage vers le rouge (l'étirement des ondes par l'expansion de l'univers), le pic du spectre peut se situer à n'importe quelle fréquence, des milliardièmes de hertz aux centaines de hertz — couvrant également les zones de sensibilité des réseaux de chronométrage des pulsars.
Heureusement, les contraintes issues de la nucléosynthèse primordiale et du Fond diffus cosmologique n'interdisent pas un tel scénario — elles fixent un plafond d'amplitude d'environ 10⁻⁶, ce qui laisse justement une fenêtre pour la détection. Les modèles d'inflation comme l'attracteur alpha de Alan Guth prédisent naturellement les paramètres requis. L'expansion de l'univers, décrite par les équations de Alexander Friedmann et Georges Lemaître, joue ici le rôle de co-auteur : elle étire le temps de collision et amplifie considérablement le signal.
Et voilà qu'aujourd'hui, 13,8 milliards d'années plus tard, l'écho de ces collisions pourrait atteindre la Terre. Les bulles géantes, autrefois disparues derrière l'horizon, ont laissé une trace — un grondement sourd que nos instruments peuvent capter. Si les détecteurs enregistrent ce grondement gravitationnel de basse fréquence, nous ne ferons pas que confirmer la théorie de l'inflation — nous plongerons dans l'époque où les lois mêmes de la physique ont vu le jour.
Si une telle bulle super-horizon apparaissait par miracle aujourd'hui, son rayon serait de l'ordre de $10^{28}$ cm — un million de fois plus grand que l'univers observable.
L'idée de bulles en collision rappelle l'intrigue du roman « Le Problème à trois corps » de Liu Cixin, où des extraterrestres utilisent la désintégration du vide comme arme. Cependant, dans notre univers, c'est un processus cosmologique naturel, et non un plan de quelqu'un.