L'équation ultime...

[invite07895306]

Bravo a ce forum dédié au passionnés d'astronomie,et qui regorge d'érudit,et j'le dis sans être flagorneur,croyez-moi.

J'ai écouté une émission a la télé ou l'on discutait de l'unification des 4 forces fondamentales de l'univers, et a quand l'équation ultime,c'est à dire la compréhension mathématique ou tout se confondais...La force électrofaible,La force nucléaire forte,la force électromagnétique et la force gravitationnelle.

Résoudre cette équation,ou comprendre le mur de Planck, est-il le St-Graal des hommes de science??...

Est-on proche du but selon vous?

[Gilgamesh]

J'ai écouté une émission a la télé ou l'on discutait de l'unification des 4 forces fondamentales de l'univers, et a quand l'équation ultime,c'est à dire la compréhension mathématique ou tout se confondais...La force électrofaible,La force nucléaire forte,la force électromagnétique et la force gravitationnelle.

Résoudre cette équation,ou comprendre le mur de Planck, est-il le St-Graal des hommes de science??...

Est-on proche du but selon vous?

-- Le pb va nettement au delà d'une résolution d'équation... Si cette ou ces équations existaient du reste, ce serait vraiment énorme ; là ça sentirait l'écurie . Ça signifierait que le pb n'est plus que mathématique, c-a-d technique.

Mais c'est d'abord un pb de science physique. Ne sachant pas à quoi on a affaire, véritablement, on ne sait même pas estimer ce qui nous en sépare...

a+

[inviteba0a4d6e]

"Nous devons envisager l'état présent de L'Univers comme l'effet de son état antérieur et comme la cause de celui qui va suivre. Une intelligence qui, pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la Nature est animée, et la situation respective des êtres qui la composent, si d'ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données à l'analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l'Univers et ceux du plus léger atome : rien ne serait incertain pour elle et l'avenir comme le passé serait présent à ses yeux."

Pierre Simon de Laplace

P.S. : l'avènement de la Mécanique Quantique allait faire voler en éclats le rigide carcan déterministe... Trinh Xuan Thuan La Mélodie Secrète

[Garion]

P.S. : l'avènement de la Mécanique Quantique allait faire voler en éclats le rigide carcan déterministe... Trinh Xuan Thuan La Mélodie Secrète

Ne peut-on imaginer qu'une nouvelle théorie vienne faire exploser celle de la mécanique quantique et nous remette sur les voies d'une théorie déterministe ?
Si on découvrait pas exemple que tout est réellement discrétisé (espace, temps, niveau d'énergie, ...).

[A voir en vidéo sur Futura]

[invitebde7b642]

Ne peut-on imaginer qu'une nouvelle théorie vienne faire exploser celle de la mécanique quantique et nous remette sur les voies d'une théorie déterministe ?
Si on découvrait pas exemple que tout est réellement discrétisé (espace, temps, niveau d'énergie, ...).

Les choses sont en soit déterministe mais non déterminable. Je m'explique : On ne peux déterminer la position et la vitesse d'une particule. On ne peux le faire parce que l'on ne peux pas le mesurer. Pour ce faire nous avons besoin également de particules qui nous mênent à cette indétermination de la mesure.
Tout ceci ne veux pas dire qu'une particule n'a pas une position donnée et une vitesse donnée à un temps donnée.
Or les théories ce doivent d'être coroboré par l'expérience, l'observation. Etant dans l'incapacité fondammentale de mesurer à la fois la vitesse et la position d'une particule, nous ne pourrons établir de théorie déterministe.
Maintenant on peux peut être établir une théorie pure, mais c'est de l'abus de language. Ce serait un exercice de pensée sans réel vérification.
Les théories trouvent donc leur limites dans les limites de nos observations.

[Gilgamesh]

Les choses sont en soit déterministe mais non déterminable. Je m'explique : On ne peux déterminer la position et la vitesse d'une particule. On ne peux le faire parce que l'on ne peux pas le mesurer. Pour ce faire nous avons besoin également de particules qui nous mênent à cette indétermination de la mesure.
Tout ceci ne veux pas dire qu'une particule n'a pas une position donnée et une vitesse donnée à un temps donnée.

-- Eh si, c'est bien ça que cela veut dire. Contrairement a ce qui est souvent expliqué ce n'est pas un pb de mesure mais bien un pb ontologique. Les différents états superposés (de vitesse, de position, de spin, d'énergie...) *interfèrent* au sein même de la particule ce qui est la preuve qu'ils définissent simultanément la particule, qu'ils existent "ensemble", qu'on songe à les observer ou pas.

a+

[invitebde7b642]

-- Eh si, c'est bien ça que cela veut dire. Contrairement a ce qui est souvent expliqué ce n'est pas un pb de mesure mais bien un pb ontologique. Les différents états superposés (de vitesse, de position, de spin, d'énergie...) *interfèrent* au sein même de la particule ce qui est la preuve qu'ils définissent simultanément la particule, qu'ils existent "ensemble", qu'on songe à les observer ou pas.

a+

Ah bon !!!
Et bien si on peux déterminer une vitesse ou une position pour une particule, c'est bien qu'elles possèdent et la position et la vitesse, non ?
Et c'est bien du fait de la mesure que nous ne pouvons déterminer l'un et l'autre en même temps ?

[Garion]

Mais dans un espace discontinu avec un temps discontinu, le déplacement ne devient d'une suite de bonds d'une position à l'autre temporisé par une horloge.
Je dois pouvoir connaitre sa position ainsi que sa vitesse, si on peut vraiment parler de vitesse dans ce cas là, disons savoir dans combien de "tic", elle va effectuer le saut vers la position suivante, non ?

Si c'est le cas, je me retrouve en plus avec des équations qui ne travailleraient que sur des nombres entiers.

Je raisonne trop comme un informaticien peut-être...

[inviteba0a4d6e]

Ne peut-on imaginer qu'une nouvelle théorie vienne faire exploser celle de la mécanique quantique et nous remette sur les voies d'une théorie déterministe ?

Evidemment... Certains physiciens à la fin de l'avant dernier siècle pensaient avec une quasi certitude que la recherche dans la Physique allait arriver à son terme. On a pu témoigner du contraire à partir du début 20ème siècle avec les prémices de la Physique Quantique...
De même que les lois de la gravitation semblaient immuables, voire irremplaçables depuis Newton, Einstein a également démontré le contraire. Les lois de Newton fonctionnent encore actuellement selon les référentiels (à "petite" vitesse) mais celles d'Einstein restent indispensables avec des systèmes de calculs faisant référence à des vitesses proches de celle de la lumière...

Alors, la Physique Quantique n'est peut-être que l'initiation à une nouvelle discipline qui existe, mais qui n'attend plus que d'être découverte...

Hormis les formidables résultats qu'offrent la MQ et la RG, elles ne peuvent se marier faute de rendre les données absurdes ou caduques. Laquelle des deux est imparfaite ? Ou peut-être les deux ? Etant donné que nous ne sommes pas satisfaits, il faut s'attendre à découvrir (pourquoi pas par hasard, comme ça se fait parfois) une nouvelle voie dans la Physique qui unifiera la MQ et la RG, et qui détruira définitivement les probabilités "handicapantes" de la MQ...

[Gilgamesh]

Je ne crois pas que la situation soit comparable à la fin XIXe.

Le déterminisme est un donné de notre subjectivité, un modèle naturel de l'esprit humain.

Là, c'est contraint et forcé que nous adoptons un modele dans lesquels les observables sont "flous"...

a+

[Gilgamesh]

"Nous devons envisager l'état présent de L'Univers comme l'effet de son état antérieur et comme la cause de celui qui va suivre. Une intelligence qui, pour un instant donné, connaîtrait toutes les forces dont la Nature est animée, et la situation respective des êtres qui la composent, si d'ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ces données à l'analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l'Univers et ceux du plus léger atome : rien ne serait incertain pour elle et l'avenir comme le passé serait présent à ses yeux."

Pierre Simon de Laplace

P.S. : l'avènement de la Mécanique Quantique allait faire voler en éclats le rigide carcan déterministe... Trinh Xuan Thuan La Mélodie Secrète

-- La mécanique quantique est déterministe. C'est la Nature qui ne l'est pas.

Ce n'est pas ça qui freine la recherche d'une théorie ultime.


a+

[inviteba0a4d6e]

-- La mécanique quantique est déterministe. C'est la Nature qui ne l'est pas.

Ce n'est pas ça qui freine la recherche d'une théorie ultime.


a+

Comme le disait Albert : "Dieu ne joue pas aux dés !" et c'est un débat qui a fait couler de l'encre...
Le fait d'intervenir sur un électron par exemple nous empêche de connaître son état réel si l'on ne l'avait pas dérangé ; l'observation l'a perturbé. Personnellement, je pense que la Nature est réglée comme du papier à musique... La MQ décrit de manière statistique le comportement moyen d'une multitude d'événements dans le monde microscopique.

Si dans un Super Univers, des êtres regardaient les amas de galaxies de notre Univers (électrons) à l'aide de leurs particules minuscules (photons), ces particules auraient la taille disons de nos amas... Elles viendraient perturber la vitesse et la position de nos amas dans leur périple et ces êtres ne sauraient jamais avec certitude où et quand les amas se déplacent exactement... Ils devraient faire une multiude d'expériences sur des millions d'amas différents pour se faire une idée de leurs mouvements (vitesse et position). Ils feraient des probabilités (le lien onde/particule de l'électron avec l'amas serait pour l'onde : l'ensemble du nuage de gaz qu'il contient ; particule : l'entité amas dans tout son ensemble).

Ce n'est pas pour cela que les amas dans notre Univers n'ont pas une position et une vitesse exacte...

[invitebde7b642]

Il va donc nous falloir les lumières certaines personnes pour apporter de l'eau à notre moulin.
Les avis divergent.
Alors une particule a t elle une position et une vitesse à un instant donnée ? ou ne l'as t elle pas du tout ?

[invite8c514936]

Alors une particule a t elle une position et une vitesse à un instant donnée ? ou ne l'as t elle pas du tout ?

C'est un vaste débat... Quand on fait une mesure, révèle-t-on une propriété qui avait déjà une valeur déterminée, ou la mesure change-t-elle fondamentalement le système pour lui faire adopter certains états dans lesquels cette propriété existe ?

La réponse actuelle va dans le sens de la seconde proposition. On peut imaginer plusieurs dispositifs pour mesurer la position d'une particule, dans lesquels la système se comporte de façon complètement différente si on fait la mesure ou si on ne la fait pas (trous d'Young). Une partie de la difficulté, à mon avis, est d'appliquer le verbe "avoir", (dans "avoir une position") issu de notre intuition fondamentalement classique, à une situation fondamentalement non classique.

[inviteba0a4d6e]

C'est un vaste débat... Quand on fait une mesure, révèle-t-on une propriété qui avait déjà une valeur déterminée, ou la mesure change-t-elle fondamentalement le système pour lui faire adopter certains états dans lesquels cette propriété existe ?

La réponse actuelle va dans le sens de la seconde proposition. On peut imaginer plusieurs dispositifs pour mesurer la position d'une particule, dans lesquels la système se comporte de façon complètement différente si on fait la mesure ou si on ne la fait pas (trous d'Young). Une partie de la difficulté, à mon avis, est d'appliquer le verbe "avoir", (dans "avoir une position") issu de notre intuition fondamentalement classique, à une situation fondamentalement non classique.

C'est donc l'imperfection des systèmes de mesure actuels qui portent à confusion et nous obligent à être dépendants de lois probabilistes (par exemple détecter un électron à l'aide d'un photon...). Il doit bien exister des règles, des lois autant pour les particules que pour les astres dans l'Univers. Elles doivent obéir à une (des) force(s) stricte(s) ! Les particules ne réfléchissent pas, elles ne font pas ce qui leur semble bien ou mal... Elles respectent tout simplement les directives qu'une loi universelle leur promulgue. Pourquoi une loi devrait-elle agir différemment selon différentes mesures ? Ce n'est pas la loi qui est imparfaite, ce sont les moyens de mesure...

[invite6f044255]

Salut,

Il doit bien exister des règles, des lois autant pour les particules que pour les astres dans l'Univers.

Mais il y en a!! les incertitudes quantiques s'appliquent aussi bien aux astres qu'aux particules elementaires!!

Il faut, je crois, comprendre le sens de "mesurer". Toute interaction se fait par echange de particules mediatrices. Mesurer, c'est interagir avec le systeme. Donc forcement, la facon dont tu mesures change le resultat de ta mesure!!

La loi est parfaite (bon, je sais pas si on peut aller jusque la, mais a certaines echelles, elle l'est) et les moyens de mesure sont ce qu'ils sont ( ). Ils permettent de determiner les proprietes de la particule....avant l'interaction due a la mesure.

Je sais pas si j'ai (un peu) repondu a ta question....

[inviteba0a4d6e]

Salut,
Mais il y en a!! les incertitudes quantiques s'appliquent aussi bien aux astres qu'aux particules elementaires!!

Tu veux dire aux coeurs des astres, pas aux astres eux-mêmes qui suivent des lois bien connues (gravitation - sans soulever le pb de la matière noire).

Il faut, je crois, comprendre le sens de "mesurer". Toute interaction se fait par echange de particules mediatrices. Mesurer, c'est interagir avec le systeme. Donc forcement, la facon dont tu mesures change le resultat de ta mesure!!

La loi est parfaite (bon, je sais pas si on peut aller jusque la, mais a certaines echelles, elle l'est) et les moyens de mesure sont ce qu'ils sont ( ). Ils permettent de determiner les proprietes de la particule....avant l'interaction due a la mesure.

Je sais pas si j'ai (un peu) repondu a ta question....

Ben c'est pas vraiment une question, mais plutôt une affirmation voire une certitude (pour moi)... Les lois (MQ) sont basées sur des résultats qui ne permettent pas de connaître parfaitement toutes les caractéristiques et propriétés d'une particule sans les modifier malgré toutes les précautions prises. On doit se contenter des résultats et "faire avec" (faute de grive, on mange du merle). Je ne dis pas que la MQ ne fonctionne pas et ne la remets pas en cause (les TV et tubes cathodiques fonctionnent parfaitement et la MQ sait expliquer ce qui se passe dans ce système) ; simplement qu'elle ne décrit pas ce qui se passe réellement et exactement au coeur de la matière...

Savoir qu'un électron a 95 % de chance de se trouver à un endroit donné signifie qu'il peut ne pas y être (à 5 %). Je pense profondément que les lois universelles (du plus grand au plus petit) sont (comme je l'ai dit plus haut) réglées comme du papier à musique... Donc plutôt que dire que la MQ est "imparfaite", je dirais à la place que les mesures seront améliorées (on trouvera un moyen d'outre-passer les défauts) ce qui permettra d'obtenir une théorie plus "parfaite", sans besoin d'analyser des probabilités...

Si l'on faisait des probabilités sur la position de Mars dans le ciel pendant 100 ans, on verrait que les prévisions sont en adéquation avec l'expérimentation (probabilités 100 %). Je crois que le monde des particules fonctionnent de la même manière mais ne nous permet pas (pour l'instant) d'en connaître tous les caprices et lois...

[Gilgamesh]

C'est donc l'imperfection des systèmes de mesure actuels qui portent à confusion et nous obligent à être dépendants de lois probabilistes (par exemple détecter un électron à l'aide d'un photon...). Il doit bien exister des règles, des lois autant pour les particules que pour les astres dans l'Univers. Elles doivent obéir à une (des) force(s) stricte(s) ! Les particules ne réfléchissent pas, elles ne font pas ce qui leur semble bien ou mal... Elles respectent tout simplement les directives qu'une loi universelle leur promulgue. Pourquoi une loi devrait-elle agir différemment selon différentes mesures ? Ce n'est pas la loi qui est imparfaite, ce sont les moyens de mesure...

-- Bien sûr, mais personne n'en doute que la particule obéit à des règles strictes. C'est bien pour ça que la théorie quantique est déterministe et ça explique son succès et sa précision.

Donc c'est strict.

Mais c'est "strictement flou", si tu veux.

Pour mieux se représenter la chose, il faut bien voir pourquoi l'indétermination quantique n'est en rien une ignorance de la théorie, mais un prédiction, une conséquence naturelle, de la théorie ondulatoire.

Tu assignes une amplitude aux objets quantique. L'amplitude, c'est un nombre complexe, de la forme exp(iwt)

i le nb imaginaire
w (omega) la pulsation en radian/seconde, fondamentalement
t le temps

L'amplitude, du point de vue dynamique, c'est la rotation d'un vecteur dans un espace complexe. Ce n'est pas une notation bizarre inventée pour la circonstance, c'est la représentation commune de tous phénomène ondulatoire, dans la théorie classique.

Si w est strictement déterminé, alors ton amplitude est une onde infiniment répandue dans l'espace

comme ça
..../\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\/\...

A l'infini. Conséquence, ta particule est partout à la fois. Elle remplit l'univers...

La pulsation omega représente l'énergie de la particule (w=E/hbarre)
Donc, si tu connais infiniment bien l'énergie de ta particule, tu ne sais "infiniment pas" où elle se trouve...

Si par contre, tu additionnes *plusieurs* états d'énergie, tu additionnes leurs amplitudes, tu additionnes donc des ondes de longueur d'onde différentes. Or, résultat classique, l'addition d'ondes de longueur d'onde différentes provoque un phénomène de battement. L'onde s'annule partout sauf dans le paquet d'onde, animé d'une vitesse de groupe.

comme ça :

---------------|||------------------

Plus tu additionnes des amplitudes (en partant de 0, l'énergie nulle), donc plus ton amplitude composites comprend des amplitudes de forte énergie, plus la largeur de ton paquet d'onde est petite, plus tu localise ta particule dans un paquet resserré et plus ta particule se déplace rapidement, donc possède une forte impulsion.

En tripotant un peu, tu obtiens sans effort les relations d'indétermination (et non d'incertitude !) d'Heiseinberg.

Comme tu vois, ça n'a rien à voir avec le fait qu'on observe ou pas la particule. Il FAUT additionner des amplitudes pour que la particule acquiert un comportement un petit peu intuitif, à savoir qu'elle soit là puis là puis là, animée d'une certaine vitesse. Mais il reste que le paquet d'onde n'est pas infiniment ressérré. Et que plus il est lent, plus il est étalé. Y'a rien à faire c'est inscrit dans le dur de la théorie ondulatoire. Et à ce stade, ça n'a rien de bizarre, une fois qu'on l'a compris.

La réelle bizarerie, c'est qu'au moment d'interagir, avec une autre particule, avec le détecteur, avec ce qu'on veut, dès que le système se connecte avec l'extérieur,

1/ UNE SEULE amplitude du paquet d'onde interagit. Les autres disparaissent. C'est la décohénce. Ce n'est pas un phénomène instantané, seulement très court.

2/ La sélection de l'amplitude est absolument aléatoire.

3/ S'il s'agit de particules intriqués, la sélection est non locale (si le système c'est deux particules dans deux état |1> + |0> alors si tu mesure |0> pour l'une tu mesure obligatoirement |1> pour l'autre, fut elle allé jusqu'à Alpha du Centaure.

Sur ce dernier terme, "le hasard intriqué" de la décohérence et le fait de savoir si ce hasard est bien un hasard et non une ignorance résultant d'une théorie incomplète il y a eu débat. Et le résultat expériemental c'est qu'une théorie avec "variable cachée" devrait produire des choses qu'on observe pas. Et que tout ce qu'on peut observer avec une théorie sans variable cachées, on l'observe avec précision. Donc, contraints et forcés, on en vient à se dire que c'est bien un hasard "dur" qui regne dans la sélection de l'amplitude.



salut !

[invitebde7b642]

Nous sommes donc bien d'accord ?
Une particule possède une position, une vitesse à un instant donnée. Par contre, nous sommes dans l'incapacité de terminer l'ensemble de ces paramètres car la mesure intéragie avec la particule en question.

On peut donc dire :

Une particule possède intraséquement une position, une vitesse, une direction à un instant donnée. Nous ne pouvons déterminer l'ensemble de ces mesures car la mesure intéragie avec l'élément mesuré. Les particules ce montrent donc comme des entités n'ayant toutes ces propriétés distinctement à la foi.

Etes vous d'accord avec ce paragraphe ?

[Gilgamesh]

Nous sommes donc bien d'accord ?
Une particule possède une position, une vitesse à un instant donnée. Par contre, nous sommes dans l'incapacité de terminer l'ensemble de ces paramètres

-- Oui dès lors que l'on comprend que cet état de vitesse n'est pas infiniment précis, qu'il possède une "largeur" intrinsèque. Largeur ui comprend tous les états de vitesse... Idem pour la position.

car la mesure intéragie avec la particule en question.

-- Je n'en ferais pas un pb de mesure

On peut donc dire :

Une particule possède intraséquement une position, une vitesse, une direction à un instant donnée. Nous ne pouvons déterminer l'ensemble de ces mesures car la mesure intéragie avec l'élément mesuré. Les particules ce montrent donc comme des entités n'ayant toutes ces propriétés distinctement à la foi.

Etes vous d'accord avec ce paragraphe ?

Elle ne possède pas UNE position, UNE vitesse, UNE direction. Mais plusieurs superposées et qui peuvent interférer.

Vous avez lu mon ptit topo ? J'ai un doute


a+

[Garion]

Sur ce dernier terme, "le hasard intriqué" de la décohérence et le fait de savoir si ce hasard est bien un hasard et non une ignorance résultant d'une théorie incomplète il y a eu débat. Et le résultat expériemental c'est qu'une théorie avec "variable cachée" devrait produire des choses qu'on observe pas. Et que tout ce qu'on peut observer avec une théorie sans variable cachées, on l'observe avec précision. Donc, contraints et forcés, on en vient à se dire que c'est bien un hasard "dur" qui regne dans la sélection de l'amplitude.

C'est quoi ces choses qui devraient se produire et qui ne se produisent pas avec l'hypothèse des "variables cachés" ? (si ce n'est pas trop compliqué à expliquer).
Merci.

[Gilgamesh]

La MQ décrit de manière statistique le comportement moyen d'une multitude d'événements dans le monde microscopique.

-- Non, justement. C'est bcp plus fondamental.
C'est bien *chaque* quanton qui doit être décrit par une superposition d'état.

a+