Fluctuations microscopiques de l'espace-temps amorties différemment lors de l'expansion et de la contraction.Les ondulations quantiques sont des fluctuations microscopiques du tissu même de l'espace-temps, issues de l'incertitude inhérente à la mécanique quantique. Aux plus petites échelles, l'espace-temps n'est pas lisse mais agité de distorsions temporaires et aléatoires, comme la surface d'une casserole en ébullition. Ces ondulations sont l'équivalent quantique des ondes gravitationnelles, mais elles sont si infimes et chaotiques qu'elles sont généralement invisibles. Leur comportement lors de l'expansion et de la contraction cosmiques est particulièrement intéressant : les ondulations sont amorties (lissées) différemment selon que l'univers croît ou décroît, ce qui laisse une empreinte subtile sur la structure à grande échelle du cosmos.
En théorie quantique des champs, le vide n'est pas vraiment vide ; il est rempli de particules virtuelles et de champs qui apparaissent et disparaissent constamment. Lorsque la gravité est quantifiée, ces fluctuations se manifestent comme des ondulations dans la géométrie de l'espace-temps. Lors de l'expansion cosmique, l'étirement de l'espace tend à geler ou à amplifier certains modes d'ondulation, tandis que lors de la contraction, ils sont comprimés et amortis. Cet amortissement asymétrique est une prédiction de certains modèles de gravité quantique et pourrait, en principe, être détecté en examinant les motifs du fond diffus cosmologique ou la distribution des galaxies.
L'étude des ondulations quantiques aide les cosmologistes à comprendre les tout premiers instants de l'univers et à tester les théories de la gravité quantique, comme la gravité quantique à boucles ou la théorie des cordes.
Si les ondulations quantiques existent, elles feraient trembler les positions des particules d'environ 10^-35 mètres, soit un milliard de milliards de fois plus petit qu'un proton.
