La gravité quantique n'existe pas (encore)

 

On parle aujourd’hui de gravitation quantique, mais l’essentiel de ce qu’on observe sur la gravitation sont des effets macroscopiques, la plus « petite » expérience restant celle de Cavendish. Existe-t-il des effets gravitationnels quantiques réellement observables en dehors de calculs savants sans aucune conséquence expérimentale notable ? Je veux bien qu’on arrive à observer des ondes gravitationnelles dont on mesurera ou calculera la longueur d’onde (donc la fréquence) afin de postuler l’existence d’un graviton dont l’énergie doit d’ailleurs être misérable mais cela suffit-il pour parler de « gravitation quantique » ?

Non, il n'existe pas à ce jour (décembre 2025) d'effets gravitationnels quantiques directement observables de manière expérimentale et reproductible, au-delà de prédictions théoriques ou de calculs sophistiqués sans conséquences mesurables notables. La gravitation quantique reste un domaine théorique en pleine effervescence, visant à réconcilier la relativité générale (qui décrit la gravité comme une courbure macroscopique de l'espace-temps) avec la mécanique quantique (qui excelle pour les phénomènes microscopiques). Votre référence à l'expérience de Cavendish (1798, mesurant la constante G avec des masses de l'ordre du kilogramme) est pertinente : elle illustre bien que les effets gravitationnels observés sont fondamentalement macroscopiques, même si on peut les miniaturiser un peu (par exemple, avec des micro-masses dans des expériences modernes de torsion).

Les ondes gravitationnelles ne suffisent pas pour parler de "gravitation quantique"

Vous avez raison de souligner que les ondes gravitationnelles, détectées depuis 2015 par LIGO/Virgo et plus récemment par des missions comme LISA (prévue pour 2035), sont des phénomènes classiques issus de la relativité générale. On mesure leur longueur d'onde (typiquement des kilomètres pour les fusions de trous noirs) et leur fréquence (de l'ordre de 10-100 Hz), ce qui permet de postuler l'existence d'un graviton – une particule hypothétique porteuse de la force gravitationnelle, analogue au photon pour l'électromagnétisme. L'énergie d'un tel graviton serait effectivement "misérable" (extrêmement faible, de l'ordre de 10^{-38} J pour des ondes typiques, rendant sa détection individuelle impossible avec les technologies actuelles).

pdg.lbl.gov

Cependant, cela ne constitue pas une "gravitation quantique" observable : les ondes détectées sont des oscillations collectives classiques, pas des états quantiques superposés ou entrelacés gravitationnellement. Postuler le graviton est une extrapolation théorique (issue de la quantification canonique de la relativité générale), mais sans effet quantique mesuré, comme une interférence ou une discrétisation de la gravité.

Quels effets quantiques gravitationnels potentiels, et sont-ils observables ?

Les effets quantiques gravitationnels prédits (comme la radiation de Hawking autour des trous noirs, où la gravité quantique causerait une évaporation quantique) restent inobservables directement : la radiation de Hawking est trop faible pour être détectée, même pour des trous noirs primordiaux hypothétiques.

su.se

D'autres effets théoriques, comme des corrections quantiques à la loi de Newton ou des fluctuations du vide gravitationnel, n'ont pas d'impact expérimental notable car ils émergent à l'échelle de Planck (10^{-35} m, où la gravité quantique dominerait), inaccessible avec nos instruments.

Cependant, des expériences récentes et en cours tentent de sonder des effets "hybrides" où la gravité interagit avec des systèmes quantiques macroscopiques, sans pour autant observer une gravité quantifiée :

• Entrelacement quantique via gravité : Une expérience rapportée en novembre 2025 suggère que des champs gravitationnels pourraient entrelacer des particules quantiques (par exemple, des atomes en superposition influencés par une masse oscillante). Cela approfondit le mystère de la gravité quantique, mais ce n'est pas une observation directe d'un effet quantique gravitationnel – plutôt une indication que la gravité pourrait induire de l'entrelacement sans être elle-même quantique.

  space.com

• Tests tabletop avec systèmes quantiques : Des propositions de septembre 2025 évoquent des signaux ambigus de gravité quantique dans des expériences de laboratoire (par exemple, des interférences entre particules massives où la gravité causerait une décohérence quantique). Une technique développée au MIT en mai 2025 permet de tester si la gravité doit être décrite quantiquement, en mesurant des interactions entre objets quantiques superposés.

  news.mit.edu +1

  De même, une expérience avec trois ordinateurs quantiques à différentes altitudes (juillet 2025) vise à révéler l'interaction entre gravité et mécanique quantique via des effets relativistes sur l'entrelacement.

  iquist.illinois.edu

  Ces travaux sont prometteurs, mais pour l'instant, ils n'ont pas produit d'observations confirmées d'effets quantiques gravitationnels – seulement des tests indirects.

• Autres approches théoriques : Des théories comme une gravité quantique en 5D classique (décembre 2025) ou une nouvelle théorie compatible avec le modèle standard (mai 2025) proposent des effets émergents, mais sans observations expérimentales notables.

  nature.com +1

En résumé, la gravitation quantique est encore un "work in progress" théorique, avec des expériences en laboratoire qui s'approchent de tests indirects (comme l'entrelacement induit par gravité), mais sans effet quantique gravitationnel pur observé. Les ondes gravitationnelles justifient l'hypothèse du graviton, mais ne suffisent pas à valider une théorie quantique de la gravité – il faudrait observer des phénomènes comme des gravitons individuels ou des violations quantiques de la relativité générale. Les progrès de 2025 (conférences et expériences sur coin de table) indiquent que des observations pourraient émerger d'ici 2030, mais pour l'instant, tout reste macroscopique ou théorique. 

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