Résumé
Le problème de l’incompatibilité des ordres de grandeur pour l’énergie du vide quantique provient certainement de la gravité quantique, qui est encore incomprise. Depuis plus siècle, les physiciens essaient de construire une théorie quantique de la gravité, mais encore sans succès. Depuis la théorie quantique des champs, les forces forte, faible et électromagnétique ont pu être unifiées. Une tentative pour la gravité est la théorie des cordes. Depuis quarante ans, elle remplace la singularité des particules par des éléments à une dimension (de taille 10–35 m). Mais elle nécessite des dimensions supplémentaires de l’espace, 26 dans certains cas, et 10 s’il existe la supersymétrie entre fermions de bosons, et toute une classe de particules supersymétriques à supposer au-delà du modèle standard de particules élémentaires. Dans cette unification des forces, la gravité aurait aussi son boson d’interaction – le graviton –, et l’on pourrait imaginer l’addition d’un potentiel de Yukawa à petite échelle. Il est donc primordial de tester la loi de la gravité à petite échelle.
Des expériences de plus en plus précises, communes avec la mesure de la force de Casimir, n’ont toujours pas donné de déviations. Les tests du principe d’équivalence (EP) et de l’universalité de la chute libre (UFF) sont passés en revue depuis l’expérience d’Eötvös jusqu’au satellite Microscope lancé avec succès en avril 2016. Plus de dix ordres de grandeur ont été gagnés. Quelques aspects de la théorie des cordes sont abordés, en particulier son aspect de renormalisation des infinis (la gravité n’est pas renormalisable en théorie des champs). Plusieurs théories des cordes ont subsisté jusqu’en 1995, quand la M-théorie unifie les cinq théories des cordes, avec dix dimensions. La description des états quantiques peut se faire avec les D-branes, ou surfaces incluses dans l’Univers à onze dimensions de la supergravité. L’observation du fonds micro-onde, vestige du Big Bang, apporte de nombreuses contraintes sur la nature de l’énergie noire. Bien que l’énergie noire soit négligeable à t = 380 000 ans, on peut utiliser les effets de lentille gravitationnelle du fonds cosmologique par les structures de l’Univers, entre z = 1 000 et z = 0, et prouver l’existence de l’énergie noire, uniquement avec le fonds CMB.
