Les différentes forces de l’univers

On pense que ces forces universelles – qu’on appelle forces fondamentales – étaient de même puissance au moment du Big Bang puis qu’elles ont divergé. Elles sont au nombre de quatre :

• L’interaction électromagnétique qui est responsable de la plupart des phénomènes que nous pouvons observer à notre échelle (lumière, magnétisme, réactions chimiques, électricité, etc.). Elle peut être attractive ou répulsive selon les charges électriques (pensez à deux aimants que l’on rapproche l’un de l’autre) et elle est transportée par les photons ;

• L’interaction nucléaire forte: c’est la force qui est responsable de la cohésion des quarks entre eux (et c’est accessoirement la force d’interaction la plus puissante connue). Elle permet ainsi la cohésion des noyaux des atomes, si difficiles à briser, mais ne s’exerce que sur une distance infime, subatomique. Elle est transportée par une particule appelée gluon sur laquelle nous reviendrons plus tard.
• L’interaction nucléaire faible: c’est la force qui est responsable de la radioactivité β. Beaucoup moins puissante que l’interaction forte que l’on vient d’évoquer, elle possède, elle aussi, un rayon d’action très court. Ses transporteurs sont les bosons sur lesquels nous reviendrons aussi.
• Et la gravitation: c’est la force qui lie les objets massifs entre eux et, donc, par exemple, les planètes, les étoiles ou les galaxies.   Nous avons déjà eu l’occasion d’en parler longuement dans un sujet précédent (voir sujet relativité générale).

•Existe-t-il une cinquième force ?

Les théoriciens ayant beaucoup d’imagination, il y a régulièrement des nouvelles théories qui prédisent une nouvelle force, qui serait donc la cinquième interaction fondamentale. Néanmoins, ces théories ne résistent en général pas aux expériences mises en oeuvre pour vérifier leurs prédictions…

De même, il arrive parfois qu’une expérience observe un phénomène pouvant laisser croire à l’existence d’une nouvelle interaction. Mais, ces résultats ne sont en général pas confirmés par d’autres expériences et il s’avère souvent que le phénomène nouveau était simplement un effet non compris d’un phénomène connu.

Finalement, à l’heure actuelle, tous les phénomènes connus sont explicables à l’aide des quatre interactions fondamentales… Il n’existe donc pas de manifestation connue d’une cinquième force.

Cependant, le modèle standard prédit l’existence d’une nouvelle interaction, dont le vecteur serait le boson de Higgs, afin d’expliquer l’existence de la masse. Si cette prédiction se confirmait, il s’agirait bien d’une cinquième force.