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7 octobre 2019 1 07 /10 /octobre /2019 15:24

Recherchons activement la Gravité Quantique

Dorénavant il est admis que la théorie physique qui intégrera la gravité quantique comme étant partie prenante de son corpus, sera adoubée par l’ensemble de la communauté scientifique des physiciens. Il est aussi vraisemblable que cette gravité quantique servira de socle à l’envol du phœnix d’une nouvelle physique.

La théorie des cordes n’offre quasiment plus cette perspective et la gravité quantique à boucles est supportée par une équipe de physiciens convaincus mais ne provoque pas d’adhésions au-delà.

Dans les deux articles précédents, j’ai rendu compte, par l’intermédiaire des travaux de Sean Carroll, l’espérance de fixer, une bonne fois pour toute, la mécanique quantique comme étant la théorie idoine qui englobe l’ensemble des propriétés physiques dans l’univers. Le prix à payer est d’adhérer à la thèse de Hugh Everett des mondes multiples.

            J’ai sous les yeux un article de Lee Smolin (dans le NewScientist du 24/08/2019) avec le titre : ‘Au-delà de l’Etrangeté’, qui, de plus, cite les physiciens dissidents de la mécanique quantique, et non des moindres[1], pour justifier ses arguments affirmant qu’il faut en finir avec l’étrangeté d’une mécanique quantique irréaliste. Voir articles sur le même auteur du 27/04/2019 : ‘Un réaliste s’empare de la mécanique quantique et la conteste’ et du 7/05/2019 : ‘Notes de lecture du livre de Smolin’

            Contrairement à l’appréciation de S. Carroll, L. Smolin considère que la mécanique quantique doit être dépassée voire abandonnée car : « Elle ne nous dit pas ce qui se passe en réalité. » Pour lui, le principe de superposition des états des objets quantiques qui ne sont pas contraints d’être à un endroit dans l’espace à un moment du temps est définitivement étrange et inacceptable. A cela s’ajoute la problématique de la mesure, avec la réduction de la fonction d’onde : « Une défaillance fondamentale à notre compréhension. » Et puis les mystères ne s’arrêtent pas là puisqu’avec la propriété de l’intrication le principe de localité est violé. En effet dans le contexte de l’intrication il apparaît que des objets quantiques peuvent s’influencer instantanément quelques soient leurs distances d’éloignement (sans que pour autant la vitesse de la lumière, vitesse limite de propagation d’une information, ne soit violée). Voir article du : 22/11/2014 : ‘Intrication’, et du 02/11/2012 : ‘Synthèse : un Monde en ‘Présence’’. Il est vrai que c’est à cause de cette étrange propriété que A. Einstein au tout début des années 1930 rejeta la mécanique quantique considérant que c’était une théorie incomplète, erronée, et définitivement, il s’opposa à ses fondements : fruits des travaux de l’école de Copenhague. Les préventions et assertions d’Einstein n’ont jamais été expérimentalement justifiées. Mais Smolin propose que la mécanique quantique soit soumise à l’épreuve d’une théorie de la gravité quantique pour lever les mystères de celle-ci.  

Pour commencer, L. Smolin propose de nettoyer radicalement l’ardoise, revenir aux premiers principes de la théorie quantique et de la relativité générale, décider ce qui est nécessaire et ce qui est ouvert au questionnement et voir quels seraient les nouveaux principes dont nous avons besoin. Ceci étant fait, alors une description alternative de la physique deviendra possible, en expliquant les choses non en termes d’objets situés dans un espace préexistant, comme nous le faisons maintenant, mais en termes d’événements et de leurs relations.

            Cet effort doit s’engager avec quelques hypothèses basiques à propos de l’espace et du temps. Premièrement, l’histoire de l’univers consiste en événements ainsi que de leurs relations entre eux. Deuxièmement, le temps : dans le sens de la causalité, il est le processus par lequel les futurs événements sont produits par des événements présents, ceci est fondamental. Troisièmement, le temps est irréversible : la causalité interdit le retour en arrière et une fois qu’un événement est survenu, il ne peut pas être le produit de rien survenu. Quatrièmement, l’espace émerge de cette description : des événements sont la cause d’autres événements, créant ainsi un réseau de relations causales. La géométrie de l’espace-temps émerge comme le gros grain et l’approximative description de ce réseau. Voir article du 05/11/2016 : ‘L’espace et le temps ne sont pas donnés dans la nature, la lumière l’est

            La cinquième hypothèse c’est que l’énergie et l’impulsion sont des grandeurs fondamentales de l’univers et ces grandeurs sont conservées au cours des processus causaux.

            A ce stade des propositions de L. Smolin, je souhaite indiquer que ces hypothèses basiques ont déjà été identifiées et analysées dès les années 1930 notamment par une jeune philosophe (Kantienne) et mathématicienne allemande, Grete Hermann, qui a développé un dialogue très riche sur ces sujets avec, entre autres, W. Heisenberg, C. F. von Weizsäker. Donc, je suis au regret d’indiquer que ce que nous propose L. Smolin n’est pas neuf et son positionnement intellectuel n’offre pas, à mes yeux, un espace nouveau de réflexions.

            Ceci étant dit, je cite la sixième hypothèse de l’auteur : c’est une version du principe holographique conjecturé par ‘t Hooft en 1993. Ce principe dit : lorsqu’une surface à deux dimensions est définie dans une géométrie émergente de l’espace-temps, sa surface donne la proportion maximum de l’information qui peut la traverser[2].

            « Avec ce principe, chaque événement est distingué par l’information obtenue concernant son passé causal. Nous appelons ceci le ciel de l’événement parce que cela fonctionne assez bien comme le ciel au-dessus de nous… Parce que rien ne se déplace plus vite que la vitesse de la lumière, seulement les choses à l’intérieur du ciel de l’événement peuvent l’influencer, ainsi le ciel est aussi une vue de son passé causal.

            Cette image permet de décrire comment l’information et l’énergie circulent à travers les événements au fur et à mesure que l’univers évolue. Ted Jacobson et Thanu Padmanabhan (déjà cités dans l’article précédent du 5/10 : ‘Quelque chose de profondément caché’), ont indépendamment montré que la sixième hypothèse, avec la première loi de la thermodynamique (loi de la conservation de l’énergie), qui gouverne la quantité d’énergie utile disponible pour un processus, peuvent être utilisées pour dériver les équations de la relativité générale(sic), et en conséquence la gravité. Ceci fournit les semences d’une figure possible de la gravité quantique… »

            Est-ce que T. Jacobson et Th Padmanabhan sont les hommes de la situation pour provoquer l’unification entre relativité générale et mécanique quantique et leurs dépassements ? La question mérite d’être posée car leurs travaux sont cités par S. Carroll défenseur de la mécanique quantique (théorie quantique des champs) accompagnée de l’hypothèse des mondes multiples et par Smolin qui affirme que la mécanique quantique est fausse. A suivre…

 

                         

 

 

[1] Roger Penrose et le prix Nobel Gérard ‘t Hooft.

[2] Cette conjecture fut améliorée en 1995 par Léonard Susskind qui la résume ainsi : « La quantité maximale d'informations contenues dans un volume d'espace ne peut être plus importante que celle qui est emmagasinée à la surface de ce volume, où une quantité élémentaire ou « bit » d'informations occupe un quart de la surface dite de Planck. »

 

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