Relativité générale et description de l'Univers

[ASan78]

Bonjour,

N'étant pas physicien et n'ayant pas le bagage nécessaire pour comprendre les équations de la RG en détails, je me pose une question qui peut paraître stupide mais à laquelle je n'arrive pas à trouver de réponse satisfaisante.

Les équations de la RG d'Einstein décrivent un ensemble de phénomènes qui régissent notre Univers à très grande échelle, par le biais de la gravité. Cependant, il existe de nombreuses solutions différentes à ces équations. Chacune de ces équations sont des Univers possibles. Hors, à priori, une seule solution correspond à notre Univers. Certaines solutions correspondent à des Univers qui, nous le savons, ne correspondent pas au nôtre, certaines correspondent à des solutions que l'on ne peut pas tester, etc...

En particulier, les équations de la RG ont pour solutions (certaines d'entre elles au moins) des Univers qui ne sont pas le nôtre. Qu'est-ce que cela signifie ? Quelle est la signification de ces solutions ? Cela signifie-t-il que la théorie de la RG est incomplète (peut-être parce qu'elle ne prend pas en compte la physique quantique ?) ?

Je ne suis pas sûr que mes questions soient consistantes mais, si c'est le cas, j'aimerai comprendre quelle est l'erreur dans mon raisonnement.

Merci d'avance

Asan
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[Deedee81]

Salut,

Ca n'a rien de particulier. La RG décrit certaines lois physiques. Et donc elle est adaptée à fournir toute solution à tout problème impliquant ces lois physiques.

C'est comme l'équation de Newton décrivant la trajectoire d'un boulet de canon. Elle a pour solutions possibles toutes les trajectoires possibles que peu prendre le boulet. Même si personne n'a utilisé de canon pour l'envoyer dans toutes les directions possibles.

C'est tout. Ce n'est pas pour ça que c'est incomplet.

Ceci dit, la RG est incomplète mais pour d'autres raisons. En particulier celle que tu dis : elle n'est pas quantique. Mais même si on prend la mécanique quantique en compte, par exemple la gravité quantique à boucles, il y a toujours une infinité de solutions possibles.

[ASan78]

Je comprends mieux avec ton analogie avec les boulets de canon.

Pour prolonger l'analogie, on peut remarquer que les équations de Newton régissent toutes les trajectoires "possibles" d'un boulet de canon lorsque l'on fait varier les conditions initiales. Cependant, aucune des solutions des équations de Newton ne décrit une trajectoire impossible (trajectoire discontinue ou violation de la gravité par exemple). Elles sont toutes possibles.

Dans le cas des équations de RG, c'est un peu différent, non ? La plupart des solutions sont impossibles. Elles doivent donc prendre en compte des phénomènes "plus larges" que ceux qui régissent notre Univers. Quelles sont les hypothèses de ces équations qui font que tant des solutions sont impossibles ?

J'espère que j'ai été assez clair dans mon raisonnement

[Deedee81]

Salut,

Dans le cas des équations de RG, c'est un peu différent, non ? La plupart des solutions sont impossibles. Elles doivent donc prendre en compte des phénomènes "plus larges" que ceux qui régissent notre Univers. Quelles sont les hypothèses de ces équations qui font que tant des solutions sont impossibles ?

D'accord, je comprend mieux. Et oui, tu as raison.

Sans doute que certaines hypothèses supplémentaires seraient utiles pour restreindre les solutions. Mais lesquelles ? Le problème reste ouvert.

D'autant que tout n'est pas tranché. Exemple, des singularités nues sont théoriquement possibles. On pense que cela ne peut pas se produire (principe de la censure cosmique) ce qui a été démontré dans de nombreuses situations...... mais pas toutes. Autre exemple : les trous de ver permettent de fabriquer des machines à aller dans le temps avec toutes les contradictions à la clef. Mais qu'est-ce qui est incorrect : la solution de la RG ? L'usage fait de ces trous de ver ? Ou l'hypothèse de matière exotique (qui maintient le trou de ver ouvert) ?

Il y a donc encore beaucoup de travail. Et il semble que certaines réponses ne seront trouvées qu'en allant plus loin (gravité quantique). Ce qui soulèvera bien d'autres questions.
C'est en cela que c'est passionnant

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