Un univers peut surgir par effet tunnel quantique à partir d'un état sans espace ni temps

La création d'univers à partir de rien (Vilenkin)

Alexander Vilenkin né en 1949Cosmologiste qui propose en 1982 qu'un univers puisse surgir par effet tunnel quantique à partir de « rien ».

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Ce qu'il soutient

Un univers peut naître de rien par un processus que décrit la physique quantique, sans matière ni espace-temps préexistants.

Pourquoi

En physique quantique, un petit univers peut surgir par effet tunnel d'un état sans espace ni temps, puis grandir par inflation.

La même idée à travers l'histoire

Alexander Vilenkin1982Vilenkin propose un modèle où l'univers naît par effet tunnel quantique « à partir de littéralement rien » dans un espace de de Sitter, sans singularité initiale ni condition initiale.

Stephen Hawking2010Hawking et Mlodinow soutiennent que la gravité permet à l'univers de se créer lui-même à partir de rien.Lawrence M. Krauss2012Krauss présente au grand public l'idée qu'un univers peut naître du vide quantique.

En bref

« Un univers peut surgir par effet tunnel quantique à partir d'un état sans espace ni temps » est un argument d'Alexander Vilenkin (Creation of universes from nothing, 1982, 1982) sur la question « Pourquoi y a-t-il quelque chose plutôt que rien ? » (réponse : la physique répond). Sa thèse : Un univers peut naître de rien par un processus que décrit la physique quantique, sans matière ni espace-temps préexistants. Selon la vérification logique d'AskPhilosophy (solveur Z3), l'argument est valide à condition d'admettre une prémisse que l'auteur ne formule pas (P4). AskPhilosophy présente 2 objections, dont 2 avec une réponse documentée, et le texte original de chaque prémisse, vérifié mot pour mot.

Creation of universes from nothing, 1982

Valide avec une prémisse implicite

En 1982, le physicien Alexander Vilenkin publie un article intitulé « Creation of universes from nothing ». Il y propose un modèle de cosmologie quantique : l'univers naît par effet tunnel, à la manière d'une particule qui franchit une barrière, à partir d'un état qu'il appelle « rien ». Dans ses textes ultérieurs, Vilenkin précise ce mot : un état sans espace ni temps classiques. Après la naissance, l'univers connaît une phase d'inflation. L'argument ne dit pas qu'il n'y a « rien du tout » avant : il dit que la physique quantique décrit un début sans matière ni temps préalables. Précision : Vilenkin lui-même note que la fonction d'onde de l'univers dépend de conditions aux limites qu'il faut poser comme une loi physique, dont on espère qu'elle sera un jour déduite d'une théorie fondamentale.

clique sur une prémisse pour la rejeter

Si tu acceptes toutes les prémisses, la logique t'oblige à accepter la conclusion. Le débat porte donc sur les prémisses.

Vérifié par un solveur logique : impossible que toutes les prémisses soient vraies et la conclusion fausse.
Sans la prémisse implicite : Sans P4, l'ordinateur trouve un cas où l'univers naît par effet tunnel d'un état sans espace-temps classique, mais où cet état contient encore des lois et des champs : ce n'est pas « rien ».

Valide avec P4. La prémisse cachée est celle qui est discutée : appeler « rien » un état sans espace-temps classique est un choix de définition. Si « rien » veut dire aussi sans lois ni champs, la conclusion ne suit pas. Ce n'est pas une erreur de logique de l'argument, mais le cœur du désaccord.

Analogie. Une particule qui traverse une barrière qu'elle n'a pas assez d'énergie pour franchir : en physique quantique, cela arrive avec une certaine probabilité. Vilenkin applique l'idée à l'univers entier. L'image est la nôtre.

Objections

Chaque objection est une conversation : clique pour voir qui répond, et où en est le débat.

David Albert 2012 · attaque la prémisse 4

Albert, philosophe de la physique, répond à propos d'un autre livre (celui de Krauss) que le vrai équivalent de « rien », dans les théories quantiques des champs, serait l'absence même des champs. Un état sans espace-temps classique, mais décrit par une fonction d'onde et des lois, reste « quelque chose ».

Vilenkin répond

Alexander Vilenkin 2002 · Précision de Vilenkin (2002)

Vilenkin précise ce qu'il entend par « rien » : un état sans espace ni temps classiques. Ce texte précède la critique d'Albert et ne lui répond pas : il montre que Vilenkin n'emploie pas le mot au sens d'une absence de tout.

Le débat continue (notre résumé) Le désaccord est donc surtout verbal au départ : reste la question de savoir si les lois et la fonction d'onde sont aussi à expliquer, ce que Vilenkin laisse ouvert (notre résumé).

Où en est le débat (notre résumé)Le désaccord porte sur le sens du mot « rien ». Si c'est l'absence d'espace et de temps classiques, le modèle en est un exemple ; si c'est l'absence de tout, y compris des lois, il n'en est pas un. Cette divergence de définition n'est pas tranchée (notre résumé).

Gottfried Wilhelm Leibniz 1714 · attaque la conclusion

La raison suffisante ne peut pas se trouver dans la suite des choses contingentes. Même si l'on appelle « rien » l'état de départ, il faut dire pourquoi ces lois et cette fonction d'onde existent plutôt que d'autres ou aucune. Ce n'est pas une réplique de Leibniz à Vilenkin, qui n'a pas eu lieu, mais la forme moderne de son principe de raison.

Vilenkin répond

voir l'argument

Alexander Vilenkin 2002 · Vilenkin sur les lois (2002)

Vilenkin reconnaît que les conditions aux limites de la fonction d'onde de l'univers doivent être posées comme une loi physique indépendante, débattue depuis près de vingt ans, et dit espérer qu'elle sera un jour déduite de la théorie fondamentale.

Où en est le débat (notre résumé)Point ouvert : la physique décrit comment un univers peut naître d'un état sans espace-temps, mais elle suppose des lois. Savoir si l'existence de ces lois demande une explication est une question que les deux camps jugent encore ouverte (notre résumé).