Un cadre de gravité quantique qui ne repose pas sur un fond spatio-temporel fixe, utilisant souvent des principes de symétrie.La gravité quantique indépendante du fond est une famille d'approches visant à unifier la mécanique quantique avec la relativité générale, qui ne suppose pas une arène spatio-temporelle préexistante et fixe. Au lieu de cela, l'espace-temps lui-même est traité comme une entité dynamique qui émerge de degrés de liberté plus fondamentaux, non spatio-temporels. C'est une rupture radicale avec la théorie quantique des champs conventionnelle, qui opère sur un fond fixe d'espace et de temps. La motivation clé est que, en relativité générale, l'espace-temps n'est pas une scène passive mais un participant dynamique, donc une théorie quantique de la gravité devrait refléter cela.
Le concept a gagné en importance à la fin des années 1980 avec les travaux d'Abhay Ashtekar et Carlo Rovelli, qui ont développé la gravité quantique à boucles. L'expression « indépendant du fond » a été popularisée dans le contexte des débats sur la théorie des cordes dans les années 1990, notamment par Lee Smolin.
Le mécanisme varie selon l'approche, mais un fil conducteur est l'utilisation de principes de symétrie (comme l'invariance par difféomorphismes) pour contraindre la théorie, plutôt que de s'appuyer sur une métrique de fond. Dans la gravité quantique à boucles, par exemple, l'espace-temps est quantifié en « atomes » discrets d'espace, et l'évolution de ces atomes est régie par une contrainte hamiltonienne qui génère l'évolution temporelle sans paramètre temporel de fond. Dans d'autres approches, comme les triangulations causales dynamiques, l'espace-temps est construit à partir de blocs élémentaires que l'on somme dans une intégrale de chemin, sans géométrie fixe.
Elle est utilisée en recherche théorique pour modéliser l'univers primordial, comme en cosmologie quantique à boucles, où elle remplace la singularité du Big Bang par un rebond quantique, et pour étudier la nature quantique des trous noirs.
Dans les théories indépendantes du fond, le concept de « temps » lui-même est un phénomène émergent, ce qui signifie qu'au niveau le plus fondamental, l'univers pourrait ne pas avoir d'horloge du tout.
