Un mécanisme naturel pour "relever" la constante cosmologique dans la théorie des cordes  

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Légende : La solution venant de la théorie des cordes est le produit d'un univers à quatre dimensions par un petit espace à six dimensions. La constante cosmologique (Λ) est la valeur minimale de l'énergie potentielle, ici représentée en fonction du volume de l’espace à six dimensions. La constante cosmologique avant le "relèvement" (courbe rouge) est négative, tandis qu'après celui-ci (courbe bleue) est positive et minuscule, comme celle de notre univers.

Les expériences révèlent que notre univers connaît une expansion accélérée, ce qui, dans le contexte de la relativité générale, nécessite la positivité de la constante cosmologique d'Einstein. Une constante cosmologique positive pose plusieurs problèmes dans le contexte des théories de la gravitation quantique.  La théorie des cordes, l'une des théories les plus développées de la gravité quantique, s'efforce de trouver des solutions des équations du mouvement qui incluent un espace quadridimensionnel avec une constante cosmologique positive.         

Les propositions disponibles jusqu'à présent impliquent un mélange de mécanismes à différentes échelles d'énergie qui pourrait ne pas donner lieu à des solutions énergétiquement stables. En outre, ces propositions restent techniquement questionables, car il faut introduire une combinaison de ce que l'on appelle des « flux » (généralisations à plus haute dimension du flux électromagnétique) ajustés « ad hoc » pour donner des contributions anormalement petites à l'énergie de la solution.      

Dans un travail récent [1], Iosif Bena et Mariana Graña de l'IPhT, avec leur étudiant Dimitrios Toulikas, leur post-doc Gabriele Lo Monaco, ainsi que leur collaborateur E. Dudas (CPHT, École Polytechnique), ont trouvé une façon beaucoup plus directe d’obtenir une solution avec une constante cosmologique positive, qui ne nécessite pas l'introduction de flux finement ajustés. En effet, ils ont montré que l'un des ingrédients nécessaires dans le jeu pour relever la constante cosmologique de la valeur négative (que l'on obtient facilement) à une valeur positive, génère par lui-même des flux résultant en une petite contribution énergétique. Cette construction est beaucoup plus naturelle et évite le problème d'ajustements « ad hoc » de la construction originale, passant ainsi élégamment le "test de naturalité".


[1] https://arxiv.org/abs/2202.02327

E. De-laborderie, dépêche du 13/01/2023

 

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