La lumière issue des tout débuts de l'univers voyage vers nous depuis 13,8 milliards d'années. Pendant ce temps, sa polarisation — la direction de ses oscillations — a pu subir une rotation, comme l'aiguille d'une boussole qu'on aurait discrètement tournée. Ce phénomène est appelé par les physiciens biréfringence cosmique.
Les auteurs de l'étude ont montré que cette faible rotation peut servir de test pour les conjectures du marécage — un ensemble d'idées issues de la théorie des cordes qui prédisent quelles lois de la nature sont possibles. L'une de ces conjectures, la Weak Gravity Conjecture, affirme que la gravité est toujours plus faible que les autres forces. Si la rotation est causée par des champs scalaires ultra-légers (des entités invisibles qui remplissent le cosmos), alors ces champs doivent être très faiblement couplés à la matière ordinaire. Mais dans ce cas, ils violent la conjecture du marécage — la gravité se révélerait trop forte par rapport à leur influence. C'est un signal d'alarme pour la théorie des cordes.
Heureusement, il existe une voie de secours. De fines parois de domaine — imaginez une pellicule séparant des régions aux propriétés de vide différentes — peuvent provoquer une rotation similaire sans faire intervenir de particules ultra-légères. Leur épaisseur est comparable à la taille d'un noyau atomique, mais elles s'étendent sur des milliards d'années-lumière.
Les futures observations permettront de trancher. Les télescopes POLARBEAR, Simons Observatory et LiteBIRD chercheront une irrégularité de la rotation dans différentes régions du ciel. Si la rotation s'avère tachetée — ce sont les parois de domaine qui sont en cause. Si elle est lisse — ce sont les champs ultra-légers, et donc la théorie des cordes est en difficulté. Ainsi, la lumière ancienne devient l'arbitre dans le débat sur le fondement de la réalité.
Le rayonnement fossile a refroidi jusqu'à seulement 2,7 degrés au-dessus du zéro absolu — c'est plus froid que la surface de Pluton, mais autrefois il était plus chaud que le cœur d'une étoile.
Dans le roman de Stephen Baxter « Le vaisseau du temps », les héros voyagent à travers des parois de domaine où les lois de la physique changent de couche en couche.