Mon-blog-de-réflexions

http://www.cpt.univ-mrs.fr/~quantumgravity/ (Quantum Gravity avec

http://www.wearealgerians.com/up/uploads/139910915883722.pdf (rien ne va plus en physique, l'échec de la théorie des cordes préface d'alain connes...Dieu pourrait être ou ne pas être. Ou les dieux. Pourtant, il y a quelque chose qui nous ennoblit dans notre quête du divin. Quelque chose d’humanisant, dans chacun des pas qui mènent les hommes vers la recherche d’une vérité plus profonde. Certains cherchent la transcendance dans la méditation ou la prière...)

Je viens d'interrompre mes articles à propos du  livre de Lee Smolin "La renaissance du temps" au chapitre 14 que j'ai présenté dans "mon article 7". J'avais conclu: "Après ce chapitre 14, nous pouvons maintenant aborder le chapitre 15 du livre de Lee Smolin "la renaissance du temps, pour en finir avec la crise de la physique": l'émergence de l'espace. Pour Dr Goulu, "Ce long chapitre (la renaissance du temps par la relativité), est le plat de résistance du livre. C’est là que ça passe où ça casse, et j’ai mis plus de deux semaines à le digérer avec peine. Il commence très fort: L’aspect le plus mystérieux du monde est juste sous nos yeux. Rien n’est plus banal que l’espace, et pourtant lorsque nous l’examinons de près, rien n’est plus mystérieux. Je crois que le temps est réel et essentiel à une description fondamentale de la nature. Mais je crois probable que l’espace va s’avérer n’être qu’une illusion (…) Selon Smolin, l’existence d’un temps réel est indispensable pour réconcilier les deux pans de la physique, mais l’espace ne l’est pas. Parmi les théories ayant exploré l’idée que l’espace émerge d’une structure de graphe plus fondamentale, la première est la “triangulation dynamique causale”. 

Je saute directement à la troisième partie: Espace quantique et temps relationnel. Après les rappels historiques passionnants et des explications dont Carlo Rovelli a le secret concernant la relativité et la physique quantique, leurs limites et questionnements qui ont abouti à ce que Lee Smolin décrit comme la crise de la physique avec son "rien ne va plus en physique", nous allons aborder les mystères de la gravitation quantique dont l'ambition est de les dépasser par une nouvelle théorie qui en réalisera peut-être l'unification. En effet, affirme le site matierevolution.fr, "Aujourd’hui, notre physique est dominée par deux grands corpus théoriques : la relativité et la mécanique quantique. Malheureusement, ils semblent inconciliables, et chacun nécessite une conception du monde qui s’oppose à celle de l’autre. Ces problèmes sont particulièrement apparents lors de l’étude de l’univers primordial, des trous noirs et de la nature du vide. Les théoriciens cherchent une nouvelle théorie qui harmoniserait la physique. »

 

 

A voir d'abord: Carlo Rovelli sur france culture:   https://www.franceculture.fr/emissions/la-methode-scientifique/la-physique-peut-elle-tout-expliquer: Comment unifier mécanique quantique et relativité générale, les deux réussites majeures de la physique du XXème siècle?

ou: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00872968/document

ou la relativité générale par Etienne Klein: http://etienneklein.fr/?s=relativite%20generale

2)  Présentons d'abord quelques liens qui résument bien le livre de carlo rovelli ou qui concernent la question du temps

https://philosophiascientiae.revues.org/692 (La disparition du temps en gravitation quantique)

          3-1-1) La relativité générale et la mécanique quantique, ces "deux gemmes que nous a laissées le XXè siècle" (ainsi le dit Rovelli), ont été prodigues de dons, soit pour comprendre le monde , soit pour faire progresser la technologie. La relativité a enfanté la cosmologie, l'astrophysique, l'étude des trous noirs et des ondes gravitationnelles. La mécanique quantique est à la base des physiques atomique et nucléaire, de la connaissance des particules élémentaires, de la matière condensée etc... 

Malheureusement ces deux corpus théoriques semblent inconciliables, et chacun nécessite une conception du monde qui s’oppose à celle de l’autre. Ces problèmes sont particulièrement apparents lors de l’étude de l’univers primordial, des trous noirs et de la nature du vide. Les théoriciens cherchent une nouvelle théorie qui harmoniserait la physique. Voici ce qu(en dit Carlo Rovelli dans "Et si le temps n'existait pas?": "La grande révolution scientifique du XXe siècle se compose de deux épisodes majeurs. D'un côté, il y a la mécanique quantique, de l'autre il y a la relativité générale d'Einstein. La mécanique quantique, qui décrit très bien les choses microscopiques, a bouleversé profondément ce que nous savons de la matière. La relativité générale, qui explique très bien la force de gravité, a transformé radicalement ce que nous savons du Temps et de l'Espace. Les deux théories sont très bien vérifiées, et sont à la base d'une grande partie de la technologie contemporaine. Or, ces deux théories mènent à deux manières très différentes de décrire le monde, qui apparaissent incompatibles. Chacune des deux semble écrite comme si l'autre n'existait pas. Ce qu'un professeur de relativité générale explique à longueur de journées en classe est un non-sens pour son collègue qui enseigne la mécanique quantique aux mêmes étudiants dans l'amphi d'à côté, et vice-versa. La mécanique quantique utilise les anciennes notions de temps et d'espace, qui sont contredites par la théorie de la relativité générale. Et la relativité générale utilise les anciennes notions de matière et d'énergie, qui sont contredites par la mécanique quantique." Le paradoxe est que ces deux théories fonctionnent parfaitement bien, chacune dans leur domaine. Mais quel est le rapport entre la physique quantique, la physique classique et la relativité? On l'a déjà vu, par exemple avec le chat de Schrödinger, les effets purement quantiques ne fonctionnent qu’à l’échelle de la physique quantique, c’est-à-dire à l’échelle de l’infiniment petit. Cela ne signifie pourtant pas que la physique quantique est dénuée de liens avec les autres disciplines. Elle explique beaucoup de phénomènes que la physique classique n’explique pas, et un grand nombre d’expériences confirment tout ce qu’on attend d’elle. Jusque là, tout va bien. Il reste cependant des choses qui ne sont pas expliquées par la physique quantique : la force de gravité par exemple. La célèbre relativité générale d’Eintein : elle explique la mécanique de l’univers à grande échelle, et présente la gravitation comme une déformation de l’espace-temps. Elle a été créée pour expliquer les effets de la gravitation que n’expliquait pas la physique classique. En résumé:

     -La physique quantique explique les choses avec ses outils à elle, c’est à dire avec les particules élémentaires que l’on connaît.

     -La force de gravité n’est pas expliquée par les outils quantiques, ça pose problème…

     -La théorie de la relativité de Einstein explique quant à elle très bien la gravité.

     -Mais on aimerait bien relier les deux théories. Pour l’instant, ça paraît impossible.

Dans de très nombreuses situations, on peut négliger les prédictions spécifiques de la mécanique quantique, les corps ordinaires ou cosmiques étant bien trop grands pour être sensibles à la minuscule granulation quantique. Nous pouvons alors négliger et oublier les quanta quand nous décrivons leurs mouvements. De plus, les corps microscopiques comme un atome sont bien trop petits pour courber l'espace de façon significative. Mais il existe des situations où entrent en jeu la granularité quantique et la courbure de l'espace-temps, et là on ne dispose plus de théorie physique efficace. C'est le cas de ce qui est arrivé à l'univers au moment du big bang ou à l'intérieur d'un trou noir. De façon générale, on ne sait pas comment sont faits l'espace et le temps à très petite échelle. Ce sont des domaines où la mécanique quantique ne parvient à traiter de la courbure de l'espace-temps (La physique quantique considère explicitement l'espace et le temps comme entités préexistantes. De plus, dans cette théorie, l'espace-temps est plat, c'est-à dire euclidien ou pseudo-euclidien, et statique), ni la relativité générale à tenir compte des quanta. C'est là le problème de la gravité quantique. Einstein avait compris que l'espace et le temps sont les manifestations d'un champ physique, le champ gravitationnel, alors que Bohr, Heisenberg et Dirac avaient compris que tout champ physique est quantique, granulaire et probabiliste et qu'il se manifeste dans les interactions. Il s'ensuit que l'espace et le temps en tant que champ doivent être aussi des objets quantiques avec les mêmes étranges propriétés. 

Qu'est ce qu'un espace quantique et un temps quantique? Un groupe de physiciens théoriques cités en tête de ce chapitre cherche laborieusement à résoudre ces questions. L'objectif est de trouver une théorie, c'est à dire un ensemble d'équations et surtout une vision du monde cohérente où cette schizophrénie entre relativité et quanta serait résolue. On se rappelle que ce n'est pas la première fois que la physique se trouve face à des théories apparemment contradictoires et a réussi l'effort de synthèse qui a permis de grands pas dans la compréhension du monde. Souvenons de Newton, qui a découvert la gravitation universelle en combinant la physique galiléenne (la chute des corps) avec la physique des planètes de Képler ou de Maxwell et Faraday qui ont dévoilé l'électromagnétisme et trouvé leurs équations en rapprochant tout ce qu'on savait sur l'électricité et le magnétisme. Et enfin Einstein résout l'apparent conflit entre la gravitation de Newton et la relativité restreinte par la relativité générale. 

La vraie question est: peut-on élaborer une structure conceptuelle qui soit compatible à ce qui a été découvert sur le monde grâce aux deux théories. Pour comprendre l'espace et le temps quantique il faut revoir notre façon de concevoir les choses et repenser la grammaire de notre compréhension du monde, et ceci de fond en comble. Pour Carlo Rovelli, Il faut refaire comme Anaximandre lorsqu'il avait compris que la terre flotte dans l'espace et qu'il n'existe ni haut ni bas dans le cosmos, ou comme Copernic qui avait compris que nous nous déplaçons très vite dans le ciel ou comme Einstein qui avait compris que l'espace-temps ressemble à un mollusque et que le temps passe différemment en des lieux différents: Il faut chercher une vision du monde cohérente avec avec tout ce que nous avons appris, ce qui implique que nos idées sur la réalité devront alors changer. 

          3-1-2) Matveï Bronstein (Page 138) 

Un des premiers à se rendre compte de cette nécessité pour comprendre la gravité quantique a été Matvei Bronstein, un tout jeune russe, figure romantique et légendaire qui est mort tragiquement sous Staline et qui était un ami de Lev Landau, sans doute le plus grand physicien théorique de l'URSS. Arrêté pendant les Grandes Purges, en août 1937, il est condamné par le Collège militaire de la Cour suprême de l'URSS et exécuté d'une balle dans la nuque le 18 février 1938. Le 9  //