Précisions sur la théorie des cordes

[Arthur2002]

Bonjour,

je sais qu'il existe une tonne de sujets sur cela mais les réponses ne sont pas forcément adaptées à mes questionnements. J'ai regarder pas mal de documentaires sur le sujet notamment présentés par Brian Greene mais il y a des principes que je n'arrive pas a concevoir, à visualiser, vous pouvez peut etre m'aider.

Dans certains documentaires il est dit qu'il existe tant de dimensions contenant probablement une infinité d'univers. Et il est dit aussi que ces univers sont régis par des lois qui sont déterminés par la façon dont vibrent les cordes (comme pour déterminé la masse des électrons par exemple). Et ces cordes vibrent d'une certaine façon grâce à la forme des dimensions, et là je décroche.
C'est peut être un abus de langage mais en général on dit "dimension" pour parler de notre espace-temps par exemple, mais on parle de dimensions aussi pour spécifier une direction, dans ce cas, comment une direction peut donner aux cordes une façon de vibrer pour donner des caractéristiques aux éléments fondamentaux ?

Je ne sais pas si c'est ça mais cette théorie je l'interprète ça de la manière suivante : Il y a un certain nombre de dimensions dans lesquelles il y a une infinité d'univers caractérisés par ces dimensions, par exemple dans notre dimension, l'univers propose 3 directions possibles + le temps. Mais dans la même dimension il existe tout aussi bien des univers parallèles presque similaires aux nôtre, tout comme il y en a avec des lois totalement différentes.
Et biensur il existe d'autres dimensions (inimaginables par notre cerveau) qui ont leurs univers avec leurs propres lois etc...

Mon interprétation est-elle juste ?

Je vous remercie.
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[Arthur2002]

personne ?

[mmanu_F]

personne ?

j'arrive, j'arrive, un peu de patience jeune homme...

[Gilgamesh]

Bonjour,

je sais qu'il existe une tonne de sujets sur cela mais les réponses ne sont pas forcément adaptées à mes questionnements. J'ai regarder pas mal de documentaires sur le sujet notamment présentés par Brian Greene mais il y a des principes que je n'arrive pas a concevoir, à visualiser, vous pouvez peut etre m'aider.

Dans certains documentaires il est dit qu'il existe tant de dimensions contenant probablement une infinité d'univers. Et il est dit aussi que ces univers sont régis par des lois qui sont déterminés par la façon dont vibrent les cordes (comme pour déterminé la masse des électrons par exemple). Et ces cordes vibrent d'une certaine façon grâce à la forme des dimensions, et là je décroche.
C'est peut être un abus de langage mais en général on dit "dimension" pour parler de notre espace-temps par exemple, mais on parle de dimensions aussi pour spécifier une direction, dans ce cas, comment une direction peut donner aux cordes une façon de vibrer pour donner des caractéristiques aux éléments fondamentaux ?

Je ne sais pas si c'est ça mais cette théorie je l'interprète ça de la manière suivante : Il y a un certain nombre de dimensions dans lesquelles il y a une infinité d'univers caractérisés par ces dimensions, par exemple dans notre dimension, l'univers propose 3 directions possibles + le temps. Mais dans la même dimension il existe tout aussi bien des univers parallèles presque similaires aux nôtre, tout comme il y en a avec des lois totalement différentes.
Et biensur il existe d'autres dimensions (inimaginables par notre cerveau) qui ont leurs univers avec leurs propres lois etc...

Mon interprétation est-elle juste ?

Je vous remercie.

Une dimension fondamentalement, c'est le nombre de coordonnées qu'il faut donner au point pour modéliser un problème physique.

Les dimensions dont il est question dans la théories des cordes sont des dimensions compactifiées, cad de petite dimension comparée au 3 dimensions d'espaces usuelles qu'on peut considérer infinies dans ce cadre.

Pour se représenter une dimension compactifiée, on prend souvent l'exemple du tuyau d'arrosage. Vu de loin, le tuyau se modélise par une seule dimension. Si j'ai une fourmis qui se promène dessus, je n'ai besoin que d'un seul nombre, la distance à l'origine (x) pour mesurer la position de la fourmis. Vu de près, on s'aperçoit que le tuyau a un rayon non nul et que le mouvement de la fourmis peut se faire non seulement dans le sens de la longueur du tuyau mais également selon son périmètre. Pour représenter la position de la fourmis j'ai besoin d'une deuxième coordonnée, par exemple un angle Θ et ses coordonnées cylindriques s'écriront (x, Θ). La dimension supplémentaire est petite et circulaire : partant d'un point de coordonnée Θ, la fourmis revient à la même position en se déplaçant à la coordonnée Θ+2π.

Si on part non pas d'un tuyau (1D) mais par exemple d'un drap (2D), ça échappe à notre capacité de représentation dans l'espace, mais le principe est le même. La fourmis a pour cordonnée (x, y, Θ) et l'épaisseur du drap forme un trajet cyclique ! La fourmis revient à la même position en se déplaçant à la coordonnée Θ+2π "selon l'épaisseur".

On ne s'arrête pas là et on imagine maintenant deux dimensions enroulées. La fourmis a maintenant pour cordonnée (x, y, Θ, φ) : deux dimensions "infinies" (x et y) et deux dimensions enroulées (Θ, φ). La point maintenant est qu'il existe plusieurs façons de construire une variété avec deux dimensions cycliques. Les coordonnées (Θ, φ) peuvent métrer une sphère ou un tore par exemple. Or la physique va être sensible à cette géométrie. Si on remplace la fourmis par une corde, celle ci pourra par exemple s'enrouler autours d'un tore, mais glissera le long d'une sphère.

Après de longs tâtonnements, la théorie des cordes a abouti à l'idée que les vibrations des cordes ne donnaient de résultat physiquement cohérents (des énergies positives, notamment) qu'a partir de 6 dimensions enroulées. Il existe une multitude assez décourageante de façons d'arranger topologiquement un tel nombre de dimensions. La théorie a réussi à circonscrire la solution à un type donné, les fameuses variétés de Calabi-Yau (CY). C'est un début, mais il en existe une infinité en 6 dimensions, donc on est encore loin du compte, car ce qu'on recherche c'est l'arrangement particulier qui redonne notre réalité physique.

edit : croisement avec mmanu, que je salue

edit2: un message intéressant sur la recherche des compactifications CY
http://forums.futura-sciences.com/ph...ml#post4434348

[A voir en vidéo sur Futura]

[blarbapapa]

comme tu le precises bien ta dans ta question, il y a une infinité d'univers possible avec la/es theorie/s des cordes. c'est pour ca qu'elle/s est/sont forcement juste/s. d'ou le probleme

[papy-alain]

C'est la première fois que j'arrive à me représenter 6 dimensions autrement que par une simple abstraction mathématique.
Remarquable explication, Gilgamesh.

[mmanu_F]

Salut,

Dans certains documentaires il est dit qu'il existe tant de dimensions contenant probablement une infinité d'univers. Et il est dit aussi que ces univers sont régis par des lois qui sont déterminés par la façon dont vibrent les cordes (comme pour déterminé la masse des électrons par exemple).

Il y a deux (gros) morceaux de physique qui se cachent dans cette histoire. Ils sont liés, comme on va le voir, mais il peuvent être discuté séparément dans un premier temps, pour fixer les idées. Le premier morceau est la théorie de l'inflation, le deuxième la théorie des cordes.

La théorie de l'inflation n'a pas besoin de dimensions additionnelles. Elle a été développée pour décrire les "conditions initiales" de notre univers à 3+1 dimensions : l'inflation c'est le "Bang" du Big Bang.
L'inflation apparait dans les modèles, de manière générique (cela n'implique pas automatiquement que la Nature est d'accord ), comme un processus éternel, conduisant à la création d'un multivers.
Pour expliquer tout ça avec quelques images (nécessairement fausses), imagine un espace-temps vide en expansion. Tu peux l'imaginer à 1+1 dimensions, comme dans l'article de Guth dont tu peux (tu dois!?) lire la partie 2.1 qui commence à la fin de la page 5.
Une autre caractéristique importante c'est que ce vide est instable (plus précisément, métastable), comme un volume d'eau chauffé à 105°C (un peu au-dessus de sa température d'évaporation, donc) ou encore comme une particule radioactive, qui a une certaine probabilité de se désintégrer pendant un intervalle de temps donné. J'ai déjà donné les grandes lignes de l'explication "à la Guth" dans l'avant-dernier paragraphe de ce post. Je te laisse jeter un oeil sur tout ça. N'hésite pas à demander des précisions si certains passages te paraissent douteux. (Vu le niveau de simplification, les passages douteux ne sont pas bien difficile à trouver : il y a des baleines cachées sous presque tous les cailloux ! Je te laisse libre de les soulever ou non...)

En ce qui concerne le deuxième gros morceau, la théorie des cordes, Gilgamesh (#4) a déjà admirablement dégrossi le travail concernant cette partie de ta question :

Et ces cordes vibrent d'une certaine façon grâce à la forme des dimensions, et là je décroche.
C'est peut être un abus de langage mais en général on dit "dimension" pour parler de notre espace-temps par exemple, mais on parle de dimensions aussi pour spécifier une direction, dans ce cas, comment une direction peut donner aux cordes une façon de vibrer pour donner des caractéristiques aux éléments fondamentaux ?

J'attendrai ta réaction avant d'en dire plus, si nécessaire. Je veux simplement préciser que même si cette image des dimensions additionnelles en théorie des cordes est très très répandue, elle n'en est pas moins qu'une interprétation naturelle des équations de la théorie. Il n'est pas obligatoire d'attribuer une signification géométrique à ces "dimensions". C'est cette liberté supplémentaire qui se cache, par exemple, derrière le principe holographique : la même physique peut être décrite par des théories construites avec un nombre de dimensions différent. Je ne sais pas si cette précision t'aidera, il se peut qu'au contraire elle rajoute à ta confusion ... On n'a rien sans rien, la physique de la théorie du tout est subtile et nécessite une grande prudence. (Ceux qui en doute et pense pouvoir en parler à la louche me paraissent bien naïfs, voir malhonnêtes pour certains.)

Pour revenir un peu plus à ta question :

Il y a un certain nombre de dimensions dans lesquelles il y a une infinité d'univers caractérisés par ces dimensions, par exemple dans notre dimension, l'univers propose 3 directions possibles + le temps. Mais dans la même dimension il existe tout aussi bien des univers parallèles presque similaires aux nôtre, tout comme il y en a avec des lois totalement différentes.
Et biensur il existe d'autres dimensions (inimaginables par notre cerveau) qui ont leurs univers avec leurs propres lois etc...

Mon interprétation est-elle juste ?

Ton interprétation ne me semble pas correcte. Comme je le disais, l'inflation prédit de manière générique des univers "bulles" déconnectés les un des autres sans avoir besoin d'invoquer des dimensions additionnelles. Tout se passe à 3+1 dimensions : le mulitvers est un espace à 3+1 dimensions contenant le faux-vide instable en expansion et des univers-poches comme le notre à 3+1 dimensions. La question de savoir si les règles du jeu (les lois physiques) dans chacun de ces univers possibles sont les mêmes que dans le notre, demande une théorie plus comlpète que l'inflation, une théorie qui explique les détails de l'inflation à des échelles où la gravité (+ les autres interactions) et la quantique doivent être pris en compte de manière cohérente. La théorie des cordes permet ce miracle, mais il nous faut travailler dur pour en comprendre les conclusions (d'autant plus que certains morceaux semblent encore manqer). Pour ce qui nous concerne, la théorie des cordes permet en principe de "peupler ces univers-poches" car elle vient avec tout un "paysage" de solutions, chaque solution (à 3+1D) ayant un contenu en particules particulier, avec des intensités d'interction variant d'un univers à l'autre, voir même, effectivement, un nombre de dimensions macroscopiques différent.

Toute cette construction est-elle réelle ? C'est un bonne question, pour laquelle nous n'avons pas la réponse. Nous n'avons pas même la certitude de pouvoir y répondre. Comme souvent en physique, l'important est bien souvent de trouver la bonne question...

[daniel100]

Bonjour,

Opinons personnelle sans recherche de polémiques.

On sait que la théorie des cordes est inexpérimentable, et donc non scientifique.

Si elle n’existait pas et qu’un membre l’expliquer ici, la modération la dégagerait direct.

C’est juste un délire mathématique ! Mais je serais heureux qu’on prouve le contraire.

Au fait qui est à l’origine de cette théorie ?

Y-a-t-il un seul argument physique argumentant cette théorie ? non, donc aucun intérêt.

Si oui, Arthu2002 sera contant et moi aussi.

Je vais terminer en contrariant certains, la théorie des cordes c’est du pipo, que l’on nous prouve le contraire !

[Gilgamesh]

Bonjour,

Opinons personnelle sans recherche de polémiques.

On sait que la théorie des cordes est inexpérimentable, et donc non scientifique.

Si elle n’existait pas et qu’un membre l’expliquer ici, la modération la dégagerait direct.

C’est juste un délire mathématique ! Mais je serais heureux qu’on prouve le contraire.

Au fait qui est à l’origine de cette théorie ?

Y-a-t-il un seul argument physique argumentant cette théorie ? non, donc aucun intérêt.

Si oui, Arthu2002 sera contant et moi aussi.

Je vais terminer en contrariant certains, la théorie des cordes c’est du pipo, que l’on nous prouve le contraire !

Futura a pour vocation de vulgariser les théories scientifiques qui sont discutées à un niveau académique par les chercheurs d'une discipline scientifique donnée.

La théorie des cordes en fait partie, y'a pas de discussion à ce sujet.

[mmanu_F]

Bonjour,

Opinons personnelle sans recherche de polémiques.

salut,

je dirais même plus :
opinion personnelle sans recherche du tout.

[daniel100]

Futura a pour vocation de vulgariser les théories scientifiques qui sont discutées à un niveau académique par les chercheurs d'une discipline scientifique donnée.

La théorie des cordes en fait partie, y'a pas de discussion à ce sujet.

Je me trompe ou les théories sont interdites ici !?

Pourquoi celle-ci qui ne repose sur rien de scientifique ?

[Arthur2002]

Comme je le disais, l'inflation prédit de manière générique des univers "bulles" déconnectés les un des autres sans avoir besoin d'invoquer des dimensions additionnelles. Tout se passe à 3+1 dimensions : le mulitvers est un espace à 3+1 dimensions contenant le faux-vide instable en expansion et des univers-poches comme le notre à 3+1 dimensions.

Déjà merci pour vos explications.
Je crois que ce que tu évoque ici est l'un des points que je comprends mal. Quand tu parle "d'univers bulles" tu dis qu'ils sont "physiquement" à côté du notre ? Si on est fou et qu'on peut y aller a pied on y arriverai, ou alors tu veux dire qu'ils sont voisins du notre dans le sens ou étant donné que notre univers est censé être infini, ils ne sont pas "à côté" mais plus comme déphasé du notre, dans un autre espace temps, ils pourraient se chevaucher sans pour autant physiquement se touché ?

Pour ce qui est des dimensions compactifiés je trouve l'idée dérangeante. Quand on parle de dimensions on parle là de degrés de liberté dans un espace, et celles cachés seraient comme l'exemple d'un tuyau d'arrosage. Le problème qui se pose est qu'il ne s'agit plus là de dimensions mais de points de vue tout simplement ? Si une dimension se cachait à chaque endroit qui nous parait différent selon la distance ce ne serait plus vraiment une histoire d'axes de déplacements. Etant donné que ces "objets" sont dans notre espace tri-dimensionnel il ne s'agit là que de différentes visions d'épaisseurs et de surfaces à des tailles différentes.

[invite44531521]

Je me trompe ou les théories sont interdites ici !?

Même les théories autres que "personnelles" ?
Dommage, j'avais un petit faible pour Newton, la relativité, la physique quantique, tout ça...(les boucles aussi..)

Pas cool ça, qu'est ce qu'on va bien pouvoir faire maintenant, du coup ?

Pourquoi celle-ci qui ne repose sur rien de scientifique ?

Vous êtes sûr ?

[0577]

Au fait qui est à l’origine de cette théorie ?

Entre 1968 et 1983 (ordre alphabétique, liste non exhaustive): Amati, Ademollo, Brink, Brower, Cremmer, Del Giudice, Di Vecchia, Fubini, Gervais, Gliozzi, Goddard, Goldstone, Goto, Green, Gross, Hsue, Kaku, Kikkawa, Koba, Lovelace, Mandelstam, Nambu, Neveu, Nielsen, Olesen, Olive, Polyakov, Ramond, Rebbi, Sakita, Scherk, Schwarz, Shapiro, Susskind, Veneziano, Virasoro, Yoneya.

[daniel100]

Même les théories autres que "personnelles" ?
Dommage, j'avais un petit faible pour Newton, la relativité, la physique quantique, tout ça...(les boucles aussi..)

Pas cool ça, qu'est ce qu'on va bien pouvoir faire maintenant, du coup ?



Vous êtes sûr ?

Oui ! .............................. .............................. ....

[Gilgamesh]

Je me trompe ou les théories sont interdites ici !?

Pourquoi celle-ci qui ne repose sur rien de scientifique ?

Les théories personnelles, pas celles des chercheurs. La théorie des cordes est une théorie scientifique, qui prend en compte l'ensemble des acquis en théorie quantique des champs et en relativité générale pour mettre en place un formalisme permettant de les réunir.

En gras, c'est ce qui la rend scientifique. Et c'est ce qui à l'inverse fait défaut à un niveau généralement abyssal aux "théories personnelles" qui n'ont pas leur place sur Futura.

Le fait d'être exploratoire et de manquer de validation expérimentale n'est pas un critère qui l'exclu du champ des sciences. Ce qui compte en définitive, c'est la volonté affirmée de l'appuyer dès que possible sur des preuves. Il n'est pas rare en science d'attendre la confirmation expérimentale d'une théorie pendant des décennies. On en a plusieurs exemples emblématiques comme le neutrino, le boson de Higgs, le rayonnement fossile, l'effet EPR, etc.

Et le débat sur ce point s'arrête ici.

[Deedee81]

Salut,

En gras, c'est ce qui la rend scientifique. Et c'est ce qui à l'inverse fait défaut à un niveau généralement abyssal aux "théories personnelles" qui n'ont pas leur place sur Futura.

Excuse-moi pour intervenir mais j'aimerais aussi préciser que la charte n'exige pas qu'une théorie soit validée. Toute théorie est d'abord de la spéculation avant d'être validée... ou réfutée !
Ce qui est refusé c'est les théories personnelles, c'est-à-dire qu'on peut discuter des théories ayant fait l'objet de publications dans des revues reconnues [par la communauté] à comité de lecture.

Ceci dit, on peut aimer ou pas la théorie des cordes, la trouver trop spéculative ou trop matheuse ou infalsifiable (au sens de Popper). Ca reste un droit (que je prend , gout personnel). Mais c'est une théorie qui répond bien aux critères de scientificité (avant validation).

Merci,

[Nicophil]

qui prend en compte l'ensemble des acquis en théorie quantique des champs et en relativité générale

Bonjour,

Comment sont reliées supersymétrie et théorie des cordes ?

[Deedee81]

Salut,

Comment sont reliées supersymétrie et théorie des cordes ?

Simplement on utilise (ou pas) une action de code (ou le lagrangien) qui est invariant sous la supersymétrie.
(bon, et je sais que ça change le nombre de dimensions pour éviter les anomalies et ça fait disparaitre les tachyons.... mais j'en sais pas plus .Le grand champion de cette théorie sur Futura c'est mtheory (un des rédacteurs des actualités).

[Gilgamesh]

Bonjour,

Comment sont reliées supersymétrie et théorie des cordes ?

Par la théorie des supercordes

Une conférence là dessus de André Neveu : https://www.youtube.com/watch?v=_baHftNKZWc

La supersymétrie (et l'apparition des degrés de liberté fermioniques qui va avec) apparaît à partir de 28'

[bongo1981]

Quand tu parle "d'univers bulles" tu dis qu'ils sont "physiquement" à côté du notre ? Si on est fou et qu'on peut y aller a pied on y arriverai

Ce sont les univers à inflation éternelle.
Ce qui veut dire que notre univers est une zone où l'inflation s'est terminée, i.e. où l'expansion ultra rapide s'est arrêtée.

A côté de notre univers (je donne un chiffre au pif) 1 000 Gal, il y a peut-être une autre zone où l'inflation s'est arrêtée (1 milliardième de milliardième de milliardième de seconde après que l'inflation se soit arrêtée chez nous).
Donc oui cet univers est à côté de chez nous, la zone qui nous sépare de cet univers subit toujours l'inflation, donc 10^-30 seconde plus tard, cette distance a été multipliée par 10, et 10^-30 seconde plus tard par 10 encore etc...

Au final, ces deux univers sont séparés d'une distance colossale (depuis 13.8 milliards d'années), il y a même peut-être d'autres univers bulle qui se sont créés entre l'univers d'origine et le notre.

Voilà ce que cela veut dire.
Tu peux lire "Les univers cachés" de Brian Greene, ou bien "Notre univers mathématique" de Max Tegmark.

[mmanu_F]

Salut,

Comment sont reliées supersymétrie et théorie des cordes ?

je vais essayer de donner les grandes lignes du raisonnement, mais il va falloir construire toute la théorie en passant. On va commencer doucement, tu me diras si ça passe...

La dynamique (classique) d'une particule ponctuelle est encodée dans un ensemble de fonctions (4, à 3+1D) : X(t), Y(t), Z(t), T(t) qui dépendent d'un paramètre réel (pouvant être identifié au temps propre) et renvoient des nombres réels dont la représentation graphique est appelée ligne d'univers de la particule. On peut quantifier la théorie en leur imposant d'obéir à des relations de commutation, etc.

De même, la dynamique classique d'une corde relativiste est encodée à l'identique, on quantifie la théorie aussi avec des commutateurs. La seule différence : on a une feuille d'univers plutôt qu'une ligne, nos fonctions ont deux paramètres X(s,t), etc. Voilà la théorie des cordes la plus simple.

J'ai pris le temps d'insister sur des points qui peuvent paraitre évident pour mettre en avant que les variables dynamiques de la théorie, les X(s,t) sont analogues aux champs scalaires de la théorie des champs quantiques (comme le champ de Higgs), c'est-à-dire des champs décrivant des particules de spin entier (ici 0), soit encore des bosons. La théorie des cordes que l'on vient de mettre en place ne peut décrire que des bosons. On peut s'en convaincre en étudiant le spectre de cette théorie, on trouve des vibrations qui correspondent à des particules sans masse de spin 1 (des photons), 2 (des gravitons) et d'autres excitations massives. Comme signalé, le mode de spin 0 est un tachyon (sa masse au carré est négative) ce qui signale que le vide de cette théorie est instable.

Cette théorie a donc deux problèmes : elle ne peut pas décrire les fermions qui sont observés dans la Nature, elle est instable (tachyon) et ne peut donc pas décrire la Nature du tout, parce que la Nature est stable.

On peut préciser le lien entre notre théorie est une théorie quantique des champs, que j'avais suggéré dans le paragraphe précédent : mathématiquement la théorie des corde est une théorie quantique des champs dans l'espace à deux dimensions de la feuille d'univers. Le rôle des champs quantiques étant joué par les fonctions scalaires X(t,s), T(t,s), etc. On peut naturellement ajouter des champs fermioniques à cette théorie, des spineurs à la Dirac qui vivront aussi sur l'univers feuille. Le fait est qu'il n'est pas facile d'introduire de manière consistente les fermions, dans notre théorie 2D sur la feuille, autrement que sous une forme supersymétrique. (Les différentes alternatives supersymétriques possibles sont la raison derrière les 5 vides de la théorie des supercordes, les I, IIA, IIB que tu as peut-être déjà croisé. Les 2 hétérotiques sont particulières et mériteraient une discusion un peu plus détaillée.)

Mais revenons vite fait en arrière, à notre théorie décrivant une particule ponctuelle. On peut tout aussi bien la décrire de la même manière qu'ici, avec un formalisme de ligne d'univers sur laquelle "vit" une théorie quantique de champ. J'ai uniquement discuté le cas d'une particule sans spin pour laquel les seuls champs quantiques sont les X(t), Y(t), etc. A quoi va ressembler un fermion de spin 1/2, comme l'électron dans ce formalisme ? Eh bien, il y a encore moins de place sur une ligne d'univers que sur une feuille et les degrés de liberté fermioniques ajoutés sur la ligne devront nécessairement être les superpartenaires des bosons déjà présents (les Z(t), T(t), etc). Cependant, cela n'implique pas une quelconque supersymmétrie dans notre univers de tout les jours (à 3+1D) dans lequel se trouve la ligne d'univers. La supersymétrie visible sur la ligne d'univers ne se traduit pas par une supersymétrie dans notre univers.

C'est à ce niveau que la magie des cordes opère : la supersymétrie imposée sur la feuille est automatiquement transmise à notre univers. Autrement dit, la théorie effective qui résulte de la théorie des cordes n'est pas la gravité (comme c'était le cas pour la théorie bosonique des cordes ou la théorie ponctuelle), mais la supergravité (SUGRA). Et c'est cette supersymétrie là que l'on cherche dans nos accélérateurs.

Pour résumer : corde + fermions = supersymétrie.

Ah oui, le tachyon disparait aussi dans l'opération (sous l'effet de la supersymétrie).

[Arthur2002]

Dans ce cas, l'espace temps contient le multivers ou alors chaque univers a son propre espace temps ?

[mmanu_F]

Salut,

Je crois que ce que tu évoques ici est l'un des points que je comprends mal. Quand tu parle "d'univers bulles" tu dis qu'ils sont "physiquement" à côté du notre ? Si on est fou et qu'on peut y aller a pied on y arriverait, ou alors tu veux dire qu'ils sont voisins du notre dans le sens ou étant donné que notre univers est censé être infini, ils ne sont pas "à côté" mais plus comme déphasé du notre, dans un autre espace temps, ils pourraient se chevaucher sans pour autant physiquement se toucher ?

Dans ce cas, l'espace temps contient le multivers ou alors chaque univers a son propre espace temps ?

D'abord, soyons pragmatique. Notre Univers est actuellement en expansion accélérée et nous sommes de fait vouer à ne pouvoir observer qu'un volume fini de notre univers (modulo Hawking, dont je voulais parler un peu dans la version trou noir, mais j'ai la flemme). Autrement dit, même si on est jeune et fou, même à pied, on ira pas, multivers ou non.

Ensuite, toute la deuxième partie de ta question avec ces "autres espace-temps déphasés qui se chevauchent sans pour autant physiquement se toucher" sent l'entourloupette à la sauce mondes multiples. On a une tendance à mettre beaucoup de mot quand on ne sait pas trop de quoi on parle, au cas où. Ce qui me fait le plus tiquer, c'est le "pas physiquement" : le but de la physique est de comprendre physiquement ce qui se passe, non ?

Comme je l'ai déjà dit, nous ne sommes pas sûr de poser les bonnes questions et si les questions ne sont pas bonnes, les réponses n'ont pas de sens. Jusqu'à présent toutes les tentatives pour donner du sens (faire de la physique, des prédictions) à base de multivers n'a rien donné de concluant... Reprenons cette histoire pas à pas.

On a de nombreuses évidences indirectes que l'inflation a eu lieu. Nos modèles d'inflation prévoient de manière générique une inflation éternelle et donc un multivers. Générique ne veut pas dire que c'est la bonne réponse. Ce n'est pas une conséquence mathématiquement innévitable de notre théorie. pour donner un contre exemple (plus ou moins lié), notre expansion accélérée actuelle, décrite par une constante cosmologique positive mais très faible n'est pas du tout générique. La Nautre fait ses choix, elle a ses raisons et notre but est de les comprendre avec nos mots (mathématiques) à nous. Il nous manque probablement encore des élements qui, lorsque ils seront pris en compte, ferrons apparaitre, par exemple, une petite constante cosmologique positive naturellement dans un cadre théorique plus contraint où l'inflation n'est pas éternelle.

L'image donnée dans mon précédent message est effectvement (je l'ai d'ailleurs dit explicitement) celle d'un multivers avec un seul espace-temps (relis attentivement ce que j'ai écrit). Certains physiciens prennent cette image au sérieux et regardent quelles seraient les conséquences (observables dans le fond cosmologique de photons) d'une collision précoce de deux univers-bulle.

On peut évoquer aussi les modèles avec des dimensions additionnelles macroscopiques et notre univers (et d'autres) à imaginer comme des membranes (à 3 dimensions) flottant dans cet espace plus grand. Cette hypothèse peut être faite en invoquant ou sans invoquer la théorie des cordes (comme le multivers peut⁻etre invoqué indépendamment). Dss physiciens partent de cette hypothèse est étudient des scenarii où l'infmation résulte d'une collision entre deux membranes.

Cependant ces images laisse une impression classique. Mais la création des univers bulles est un problème quantique, comme la création d'une paire de particule ou la désintégration d'un noyau radioactif. Et faire de la quantique pour un univers entier est un problème délicat. On ne sait si la question a un sens, il faut être très prudent, questionner toutes ses hypothèses et ne pas sauter sur toutes les conclusions qui pourrait paraitre évidentes.

C'est ici que l'interprétation des mondes multiples peut faire son apparition (et Brian Greene ne se prive pas, il me semble). nous n'avons, ici encore aucune évidence forte que c'est la bonne manière de voir les choses.

On peut interpréter la fonction d'onde de l'univers plus modestement et chercher des effets d'une intrication possible entre univers-bulle. Le dernier paragraphe du post lié dans mon premier message donne l'avis d'un physicien sur la question, tu devrait certainement retourner le lire.

Enfin, pour en finir avec ce listing (non exhaustif), je suis tombé hier sur un article de Tom Banks (non, pas Tom Hanks), un inité, au non évocateur "10⁵⁰⁰ raisons de ne pas croire au paysage des cordes", où il expose ses arguments contre l'interprétation communément répandue que toutes les solutions possibles de la théorie peuvent être "simultanément" réalisées en tant qu'états différents d'une même théorie quantique et être ainsi utilisée pour peupler le multivers. De son point de vue, cette vision est erronée et la théorie des cordres suggère plutôt qu'il s'agit de théories quantiques différentes (avec des Hamiltoniens différents).


Pour te donner un conseil génnéral : ne te pose pas la question "Est-ce réel?". Pose toi la question comme un physicien : "Si je fais telle ou telle hypothèse quelle est l'image que j'obtiens ? Quelles en sont les conséquences ? Est-ce en accord avec ce que je sais déjà ? Ce modèle fait-il de nouvelles prédictions observables ?"

[daniel100]

Concernant la chartre, peut-on critiquer une théorie « admise » ?

Même la RG est critiquable car incomplète, surtout au niveau quantique (exemple entre autre, l’intérieur d’un trou noir).

Tout ce que je sais je l’ai appris ici, et je ne cherche à froisser personne, d’où mes questions afin d’éviter une nouvelle maladresse involontaire.

Question 1 :
y-a-t-il un seul phénomène physique qui accrédite la théorie des cordes ?

Si oui, ok !
Si non, les maths c’est bien, l’expérimentation c’est mieux

Question 2 :
Cette théorie a-t-elle un espoir d’être validée tout comme la RG ?

PS : la physique quantique reste à être valider, exemple des trous noirs et autres, il y a un phénomène d’investigation, d’où la question 1.

J’attends le coup de bâton, souvent utile pour le recadrage, mais si la question 1 n’a pas de réponse, je souhaite à être convaincu et je ne crois pas être le seul.

Sujet sensible la théorie des cordes, voir mon premier propos !
Cordialement à tous,

[Deedee81]

Salut,

Concernant la chartre, peut-on critiquer une théorie « admise » ?

Oui, mais sur Futura, avec des pincettes (par exemple en donnant des références ou en justifiant cela très solidement ou bien :

Même la RG est critiquable car incomplète, surtout au niveau quantique (exemple entre autre, l’intérieur d’un trou noir).

... comme ici, ou, oui, les limites de la RG sont bien connues (attention, pour les trous noirs, ce n'est vraiment qu'au centre que les difficultés se posent).

y-a-t-il un seul phénomène physique qui accrédite la théorie des cordes ?

Non en dehors des phénomènes qui accréditent bien sûr ce sur quoi elle est basée (les théories actuelles : RG, Modèle Standard). Ce qui ne peut être considéré comme une validation de la théorie !!!!

Si non, les maths c’est bien, l’expérimentation c’est mieux

C'est pas faute d'essayer. Ce n'est pas la seule théorie ayant ce problème.
Gamma Ray Burst, LHC, Mesures du principe d'équivalence, Mesures de la durée de vie du proton, etc... J'en passe et des meilleures.
On essaie à tout prix d'aller au-delà de la RG et du Modèle Standard mais..... sans succès jusqu'ici. Ce qui commence à devenir singulièrement irritant.

EDIT : situation totalement inverse de la fin du XIXe : à l'époque ils pensaient avoir presque tout compris. Il restait juste à comprendre quelques petits trucs (qui ont donné naissance à la relativité, à la mécanique quantique, à la physique nucléaire). Difficile de plus se tromper. Alors que maintenant, on SAIT que nos théories sont incomplètes mais on pleure pour avoir des expériences qui les mettent en défaut.

Cette théorie a-t-elle un espoir d’être validée tout comme la RG ?

Oui, ou réfutée, mais je peux difficilement être plus précis (j'ai cassé ma boule de cristal )

PS : la physique quantique reste à être valider, exemple des trous noirs et autres, il y a un phénomène d’investigation, d’où la question 1.

La physique quantique est la théorie la mieux validée de tous les temps. Mieux que la RG par exemple. Voir ici par exemple https://fr.wikipedia.org/wiki/Moment...A9tique_anomal
15 chiffres significatifs. Qui dit mieux ?

Je suppose que tu voulais dire "la gravité quantique".

Non, je ne donnerai pas de coup de bâton, pas ici en tout cas. Tes remarques et questions étaient légitimes

[daniel100]

Un énorme merci Deedee !

Je vais rester plus terre à terre avec les trous noirs.

[invite44531521]

les limites de la RG sont bien connues (attention, pour les trous noirs, ce n'est vraiment qu'au centre que les difficultés se posent)

Les difficultés ne se posent-elles pas déjà au niveau de l'horizon ?

Ce problème est considéré comme fondamental et pouvant remettre en question les théories physiques actuelles, de la même manière que la catastrophe ultraviolette a en son temps remis en question la physique classique. Ce problème étant au carrefour de la relativité générale et de la mécanique quantique, il ne peut être correctement résolu que dans le cadre d'une théorie de la gravité quantique comme la théorie des cordes.

Cordialement,

[mmanu_F]

Salut,

Question 1 :
y-a-t-il un seul phénomène physique qui accrédite la théorie des cordes ?

Vu comment est posée la question 1, je dirais à peu près la même chose que deedee mais en inversant complétement la conclusion [et en évitant modestement les quadruples points d'exclamation par respect pour les physiciens (mais pas pour les philosophes, faut pas pousser non plus) qui ont débattu très récemment de la question de la validation non empirique d'une théorie, suite notamment au livre de Richard Dawid ; la question méritant peut-être un fil à part entière auquel je ne participerai certainement pas].

Oui, toutes les observations actuelles accréditent (et valident pour répondre à la question 2) la théorie des cordes. Elle est compatible avec toutes les observations actuelles, elle ne serait pas étudiée si ce n'était pas le cas. Elle est basée sur les principes quantiques et relativistes que l'on sait être très robuste dans toutes nos observations. Elle redonne la relativité générale dans la limite ou on s'attend à la trouver, elle en donne un extension quantique cohérente.

Il y a un élement fondamental dans cette histoire, dont ne parle jamais les principales sources d'informations grand public, comme TF1. La théorie des cordes est une théorie du tout, comprenant les 4 interactions fondamentales connues aux basses énergies plus toutes les autres jusqu'à l'échelle de Planck, gravitation comprise. Ce n'est pas le cas de la gravitation quantique à boucle, par exemple. De ce point de vue, la situation théorique est extrêmenet claire : la théorie des cordes apparait inévitable. Et plus le temps passe depuis sa découverte (1974) plus les évidences s'accumulent (la dernière que j'ai vu passer, et non des moindres date de cet été.).

Il y a peut-être là, encore une fois, un effet de la médiatisation extrême, ces dernières années, de la doctrine du tout est possible. En physique fondamentale, ce n'est tout simplement pas le cas. Ce n'est pas facile de satsfaire les contraintes quantiques et relativistes, le choix des théories qui ne sont pas fausses de manière flagrante est grandement limité et conduit encore et toujours à la théorie des cordes, ce n'est pas notre choix, les théoricien n'ont pas choisi entre des cordes, des étoiles à 5 branches et des petits lapins à la courte paille. Et on ne fera pas machine arrière, comme on ne reviendra pas sur la quantique ou la relativité, d'une manière ou d'une autre, la théorie ultime contriendra des cordes même si elles ne sont pas in fine le moyen optimal d'encoder la physique, elle prendra en compte l'holographie et le concept de dualité y jouera un rôle, pour donner quelques exemples de conséquences dérivées de la théorie dite des cordes (même si les cordes ne jouent pas un rôle visible dans toutes ses incarnations).

Il y a toujours, selon moi, une forme d'arrogance mal placée, de manque de respect pour les physiciens qui travaille, d'une certaine manière, pour nous, pour notre connaissance à tous, notre patrimoine universel de la connaissance, dans les questions du type de ta question 1 et de ta question 2. Ce n'est peut être pas conscient de ta part, mais les phrase sont tournée de telle manière qu'ell me donne cette impression. L'utilisation de "un seul" dans la question 1, et "un espoir" dans la question 2 y sont pour beaucoup. De la part de quelqu'un qui se présente comme un parfait ignorant des détails du problème et de la solution apportée par la théorie des corde, je trouve celà simplement déplacé. Elle donne l'impression que les physiciens derrière la théorie des cordes, que je compte personnellement parmi les plus brillants représentant de l'humanité, sont de parfaits charlatans qui vendent des mathématiques pour de la physiques et polluent notre quotidien de consommateurs de science premier prix, de leurs théories farfelues et inutiles.

Ah oui il y avait ça aussi :

Si oui, ok !
Si non, les maths c’est bien, l’expérimentation c’est mieux

et dans l'autre sens : l'expérience c'est bien mais avec une théorie c'est mieux, ça s'appelle la physique. Il faut les deux. Période.

[mmanu_F]

Les difficultés ne se posent-elles pas déjà au niveau de l'horizon ?

Cordialement,

si. je voulais relever aussi, mais j'étais occupé avec la question 1. La question de l'existence même d'un espace-temps derrière l'horizon du trou noir n'est pas résolue à ce jour, les fuzzballs de Samir Mathur et le mur de feux de AMPS pour résoudre le puzzle de l'information en gravité quantique sont les exemples caractéristiques de cette absence d'existence. d'aurtes alternatives existent avec un espace-temps intérieur mais avec de la nonlocalité nonviolente à l'extérieur du trou (Giddings), de la quantique symétrique par inversion du temps, avec de la post-selection (Maldacena, Horowitz), de l'intrication-trou-de-ver (Maldacena, Susskind) et enfin la dépendance d'état des opérateurs à l'intérieur du trou qui permet de reconstruire l'intérieur du trou grâce aux techniques de la correspondence AdS/CFT (Papadodimas, Raju) pour cité les tentatives les plus récentes et les plus détaillées.