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Unification Quantique Relativité

  1. charly

    Date d'inscription
    juillet 2004
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    Paris
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    30
    Messages
    1 011

    Unification Quantique Relativité

    Bonjour a tous ,
    c'est mon premier post .... Et une premiére serie de questions
    Je m'interesse pas mal a la physique , en tant qu'amateur , et j'entends souvant parler du St grall des physiciens , une théorie unifié . Maintenant reste que ca signifie que les deux grandes théorie quantique et relativiste sont incompatible . Il me semble que c'est surtout au niveau de la gravitation qu elles divergent , La théorie de la relativté prevois une courbure de l'espace temps alors que la théorie quantique prevois une particule : le gravitron .( je crois)
    Je sais que les deux théories n'ont pas le même but l'une est probabiliste a l'echelle particulaire , et l'autre plutot a l'echelle universelle .
    Plusieur question : 1/ Si c'est deux théories n'ont pas le même but , peut on vraiment dire quel sont incompatible
    2/ Que sait on du gravitron ? Comment une particule pourrait crée un phénoméne d'atraction ?
    3/ Comment conçoit on le temps de part les théorie quantique

    Merci a tous .

    -----

     


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  2. Floris

    Date d'inscription
    août 2003
    Localisation
    Nantes (mais vous ne saurez pas très précisément ma quantité de mouvement) :)
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    2 239

    Re : Unification Quantique Relativité

    Oui, je me pose également les même questions que toi. De plus selon la pseudo tendence théorieque quantique actuel, le graviton donne une quantitée de mouvement à la matière, comme le fait un photon sur un électron, enfin enfin enfin... (mon analogie n'est peut étre pas corect) Mais la chompréhension réaliste des force reste encore un chemain à prendre.
    Je n'ais pas répondu a ta question parce que je n'en ai pas la capacité, alors je laisse les spécialiste.
    Merci a vous
     

  3. invite43219988

    Date d'inscription
    juin 2004
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    0

    Re : Unification Quantique Relativité

    Je sais que les deux théories n'ont pas le même but l'une est probabiliste a l'echelle particulaire , et l'autre plutot a l'echelle universelle .
    C'est deux théories ont pour but de rentre compte des interactions fondamentales de l'univers.
    2/ Que sait on du gravitron ? Comment une particule pourrait crée un phénoméne d'atraction
    Je ne peux pas te dire grand chose la dessus mais on parle de graviton et non gravitron. On ne sait pas s'il existe non plus.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Graviton
    3/ Comment conçoit on le temps de part les théorie quantique
    Je ne sais pas. Il est grand temps que je commence à m'interesser à la physique quantique
     

  4. schrodinger

    Date d'inscription
    juillet 2004
    Messages
    9

    Re : Unification Quantique Relativité

    en plus le graviton n'est encore qu'une particule theorique !!
     

  5. invite43219988

    Date d'inscription
    juin 2004
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    0

    Re : Unification Quantique Relativité

    On ne sait pas s'il existe non plus.
    Je m'exprime si mal que çà ?
     


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  6. schrodinger

    Date d'inscription
    juillet 2004
    Messages
    9

    Re : Unification Quantique Relativité

    pas du tout !!!
     

  7. charly

    Date d'inscription
    juillet 2004
    Localisation
    Paris
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    30
    Messages
    1 011

    Re : Unification Quantique Relativité

    au moin c'est rapide
    En Relativité générale , si j'ai bien compris , la masse déforme l'espace-temps , ce qui signifie que a la porté d'un objet tres massique le temps s'ecoulera différement que au beau milieu du vide ? Je sais que le temps est relatif , mais je ne comprends pas dans quel condition il varie d'un systeme a l'autre ( mis a part la vitesse )


    <hs>Just la chronogéométrie c'est quoi exactement </hs>
    Dernière modification par charly ; 26/07/2004 à 21h52.
     

  8. deep_turtle

    Date d'inscription
    mai 2004
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    Pontcharra
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    10 702

    Re : Unification Quantique Relativité

    1/ Si c'est deux théories n'ont pas le même but , peut on vraiment dire quel sont incompatible
    Ce n'est pas le but de ces théories qui pose problème, mais le cadre et les concepts de base qu'elles utilisent. La relativité générale exprime la physique dans un espace-temps qui obéit à des équations de champ, la physique quantique l'exprime avec des fonctions d'onde, et personne n'est vraiment encore arrivé à inventer une description qui engloberait ces deux visions.

    2/ Que sait-on du gravitron ? Comment une particule pourrait crée un phénoméne d'atraction ?
    Ben dans un sens, c'est déjà ce que fait le photon, car la force électromagnétique qui attire deux charges opposées met en jeu des photons, au niveau quantique. Sinon pour le graviton ça a été discuté ici :

    gravitons

    3/ Comment conçoit on le temps de part les théorie quantique
    Dans les théories non relativistes c'est un paramètre, exactement comme en physique non quantique. En théorie quantique relativiste c'est une coordonnée de l'espace-temps, comme en théorie non quantique aussi ! La physique quantique ne dit pas grand-chose de neuf sur le temps, contrairement à la relativité (c'est une des raisons pour lesquelles c'est difficile de mettre ces théories ensemble, d'ailleurs).
     

  9. Attila

    Date d'inscription
    juillet 2004
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    207

    Re : Unification Quantique Relativité

    Un problème fondamental de la gravitation quantique, est qu'elle n'est pas renormalisable.

    Il ya un théorème qui montre que les champs de jauge sont renormalisables, mais la gravitation dans le formalisme de la relativité générale ne rentre pas dans ce cadre.
     

  10. N'roghara

    Date d'inscription
    avril 2004
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    35
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    55

    Re : Unification Quantique Relativité

    La relativité générale exprime la physique dans un espace-temps qui obéit à des équations de champ, la physique quantique l'exprime avec des fonctions d'onde, et personne n'est vraiment encore arrivé à inventer une description qui engloberait ces deux visions.
    Il me semble que les théories quantiques actuelles sont aussi des théories de champs...puisqu'on parle de théories quantiques des champs!

    D'ailleurs, les physiciens qui travaillent dans ces domaines préconisent tous d'abandonner le concept de "particules". En effet, on sait déjà qu'il existe la fameuse dualité "onde-particule" pour le rayonnement et la matière dans le cadre quantique (ainsi, lorsqu'on fait des interférences on doit traiter la lumière comme une onde, mais si on veut interpréter l'effet photoélectrique par exemple, on est bien obligé de dire que la lumière interagit avec la matière de manière corpusculaire), mais cela est insuffisant car parfois, les objets quantiques ne se comportent ni comme des particules, ni comme des ondes.

    D'où l'idée des physiciens de tout remplacer par des champs. Ainsi un électron est remplacer par un champ électronique (représenté par un "spineur" mathématiquement parlant), l'hypothétique graviton aussi, sauf qu'on a affaire à un champ tensoriel cette fois-ci, etc...

    Pour plus d'infos sur les champs, Rincevent avait donné tout ça dans un fil, mais je ne le retrouve plus...

    Corrigez moi si j'ai dit des bêtises...
     

  11. deep_turtle

    Date d'inscription
    mai 2004
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    Pontcharra
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    Re : Unification Quantique Relativité

    La relativité générale exprime la physique dans un espace-temps qui obéit à des équations de champ, la physique quantique l'exprime avec des fonctions d'onde, et personne n'est vraiment encore arrivé à inventer une description qui engloberait ces deux visions.
    Il me semble que les théories quantiques actuelles sont aussi des théories de champs...puisqu'on parle de théories quantiques des champs!
    Oui tu as raison je me suis mal exprimé (surtout qu'une fonction d'onde, c'est un champ...). Le truc c'est que quand on quantifie un champ (quand on fait de la physique quantique avec des champs), la dualité onde-particule apparait automatiquement, ce qui est très bien quand on parle d'un électron ou d'un photon, mais un peu moins quand on parle de l'espace-temps. En effet la notion d'événement localisé dans l'espace-temps devient floue si l'espace-temps lui-même est décrit par un champ quantique.

    Pour plus d'infos sur les champs, Rincevent avait donné tout ça dans un fil, mais je ne le retrouve plus...
    En effet il pourrait nous donner un coup de main, mais il est absent pour quelques semaines...
     

  12. Karibou Blanc

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    Re : Unification Quantique Relativité

    Un problème fondamental de la gravitation quantique, est qu'elle n'est pas renormalisable.
    puisqu'on peut faire sa propre pub

    http://forums.futura-sciences.com/post1655087-3.html
    Well, life is tough and then you graduate !
     

  13. Physicien 34

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    127

    Re : Unification Quantique Relativité

    Pour résoudre cette énigme, certains théoriciens émettent l'hypothèse selon laquelle Galilée et Einstein se seraient peut-être trompés. Toutes les voies, même les plus iconoclastes, sont explorées pour sortir de l'impasse dans laquelle la physique contemporaine semble stagner.

    Einstein s'y est cassé les dents. Cinquante ans plus tard, les physiciens cherchent encore cette fameuse «théorie du tout» qui pourrait décrire tous les phénomènes physiques, de l'infiniment grand à l'infiniment petit. Leur casse-tête réside dans une fâcheuse incompatibilité entre la relativité générale d'Einstein (qui rend compte des propriétés de la gravité à l'échelle cosmique) et la mécanique quantique (qui traduit le comportement des atomes et des constituants élémentaires de la matière). Or les pistes de réconciliation sont semées d'embûches.

    On a cru que la théorie des cordes, découverte en 1984, parviendrait à unifier ces deux piliers de la physique fondamentale, mais cette théorie hypercomplexe bute sur des problèmes colossaux qui compromettent l'atteinte de la théorie ultime, grand défi de la physique théorique moderne. D'autres physiciens cherchent quant à eux d'éventuelles fissures dans les bases de la physique. Celles-ci expliqueraient pourquoi les deux théories phares sont à ce point irréconciliables.

    Les deux théories fonctionnent à merveille indépendamment l'une de l'autre, tant qu'on les cantonne dans leur domaine respectif. D'une part, la théorie de la relativité générale décrit les conséquences de la gravité quand celle-ci occupe le devant de la scène et que les autres forces de la nature ne jouent plus le premier rôle. Ces autres forces sont la force nucléaire faible, responsable de la désintégration radioactive de certains éléments comme l'uranium, la force nucléaire forte, qui incite les quarks à s'assembler pour former protons et neutrons, et la force électromagnétique, qui sous-tend aussi bien la puissance des éclairs d'un orage que le fonctionnement de nos appareils électroménagers et la charge électrique des particules microscopiques.

    Selon cette théorie formulée par Einstein en 1916, qui décrit la gravitation comme une déformation de l'espace et du temps, un objet courbe d'autant plus l'espace et le temps (puisque espace et temps sont intimement liés) autour de lui qu'il est massif. Et cette déformation de l'espace-temps s'atténue lorsqu'on s'éloigne de cet objet. Ainsi, le Soleil déforme la structure de l'espace qui l'entoure. Et la forme de cette distorsion affecte à son tour le mouvement des planètes, comme la Terre, qui se meuvent autour de lui. En plus de démontrer qu'un champ de gravité intense, comme celui qui règne aux abords d'un trou noir, dilate le temps et courbe l'espace, les équations de la relativité «générale» prédisaient même que l'Univers devait être en expansion ou en contraction.

    D'autre part, la mécanique quantique bouleverse notre conception traditionnelle de la matière. «On ne peut plus appliquer notre logique newtonienne au monde de l'atome», souligne d'entrée de jeu le physicien et spécialiste des théories quantiques Luc Vinet, aujourd'hui recteur de l'Université de Montréal. Alors que toutes les lois de la mécanique classique, comme celles de l'électricité, sont précises et déterministes, ne laissant aucun rôle au hasard, c'est au contraire le hasard, l'incertain, l'indéterminé, qui domine aux niveaux atomique et subatomique. Les lois qui régissent le monde quantique sont probabilistes. Cette vision de l'Univers troublait profondément Einstein, comme en témoigne sa célèbre phrase: «Dieu ne joue pas aux dés», à laquelle répondit Niels Bohr, un des fondateurs de la mécanique quantique: «Einstein, cessez de dire à Dieu comment il doit se comporter!»

    La mécanique quantique nous dit également qu'on ne peut pas mesurer avec une certitude absolue à la fois la position et la vitesse d'une particule élémentaire, et ce, en vertu du principe d'incertitude formulé par le physicien allemand Werner Heisenberg. «Cette incapacité, qui n'est absolument pas due à la maladresse de nos observations, indique que le monde microscopique est turbulent par nature. [...] Le principe d'incertitude prédit aussi que cette activité microscopique est d'autant plus débordante que les échelles de distance et de temps sont réduites. [...] C'est justement ce tumulte qui constitue l'obstacle fondamental à l'union de la relativité générale et de la mécanique quantique», explique Brian Greene, excellent vulgarisateur et spécialiste de la théorie des cordes à l'université Columbia à New York. «Aux échelles quantiques, absolument tout est sujet aux fluctuations inhérentes au principe d'incertitude, y compris le champ de gravitation. Or les fluctuations quantiques du champ gravitationnel produisent de terribles distorsions. [...] De plus, les calculs qui marient mécanique quantique et relativité générale conduisent au même résultat insensé: l'infini, nous indiquant ainsi que nous avons commis une grave erreur.»

    Et pourtant, tant la relativité générale que la mécanique quantique ont jusqu'à maintenant été moult fois vérifiées de façon expérimentale. Elles traduisent parfaitement la réalité à leurs échelles respectives.

    Pour cette raison, «la gravitation et la théorie quantique font partie intégrante des mécanismes de l'Univers, de sorte que toute théorie unifiée se doit de les inclure toutes les deux», écrit Brian Greene dans son incontournable ouvrage de vulgarisation L'Univers élégant. Mais pour l'instant, l'amalgame des deux théories produit immanquablement des aberrations.

    Pour réussir l'arrimage entre la relativité générale et la mécanique quantique, les deux piliers de la physique fondamentale, des physiciens théoriciens ont alors imaginé que les particules élémentaires qu'on avait toujours imaginées sous forme de petits points étaient peut-être plutôt de minuscules filaments unidimensionnels, des cordelettes vibrant à la manière de petits élastiques de caoutchouc. Les différentes particules élémentaires, comme l'électron et le quark, correspondraient alors à différents modes de vibration de ces brins de corde ayant une taille moyenne de 10-35 mètre. «Ces supercordes chantent et oscillent tout autour de nous et le monde n'est qu'une vaste symphonie», écrit l'astrophysicien Trinh Xuan Thuan pour décrire un univers constitué de ces supercordes.

    L'approfondissement de cette théorie des cordes -- ou supercordes --, qui semblait des plus prometteuses lors de sa découverte, en 1984, est toutefois semée d'embûches gigantesques. D'abord, elle décrète l'existence non pas de trois dimensions spatiales et d'une dimension temporelle, comme nos sens nous permettent de voir notre monde, mais de neuf, voire de 25 dimensions spatiales selon les différentes versions (au nombre de cinq) de la théorie. On suppose que les dimensions supplémentaires seraient à la fois minuscules et enroulées sur elles-mêmes, ce qui ferait en sorte qu'elles soient invisibles à nos yeux. Par analogie, un boyau d'arrosage déposé sur le sol nous apparaît de loin comme une ligne unidimensionnelle alors qu'il s'agit en réalité d'un cylindre, donc doté d'une épaisseur.

    Autre problème de taille: à mesure que les spécialistes comprennent mieux la théorie des cordes, ils se rendent compte du nombre gigantesque de solutions auxquelles elle peut conduire, alors que la fameuse théorie du tout devrait n'en comporter qu'une seule et unique. «La multiplicité des solutions est à ce point énorme qu'on parle maintenant du "paysage de la théorie des cordes", car tout cela ressemble à un vaste paysage de collines et de vallées où chaque dépression qui correspond à un site de basse énergie est une solution de la théorie», indique le physicien Jim Cline, de l'université McGill.

    Pis encore, «ces multiples solutions que les physiciens étudient ne sont pas de vraies solutions de la théorie des cordes car elles sont les résultats d'équations qui sont fausses, qui ne sont que des approximations», ajoute le physicien Robert Brandenberger, de l'université McGill.

    Mais surtout, cette théorie est invérifiable. On ne disposera probablement jamais d'une technologie suffisamment puissante pour la tester, donc pour l'infirmer ou la confirmer, puisqu'elle fait intervenir des objets, en l'occurrence des cordelettes faisant environ 10-35 mètre, une longueur probablement inaccessible pour l'éternité. «Il faudrait disposer d'un collisionneur [accélérateur de particules, où celles-ci entrent en collision] de la taille de la galaxie pour s'approcher d'une telle dimension», lance le physicien Alan Kostelecky, de l'université de l'Indiana. Et c'est ce qui compromet l'avenir de cette théorie.

    «Le problème avec la théorie des cordes est qu'il ne semble pas y avoir de façon de la tester. Il n'y a pas de réalité physique qu'on peut détecter», ajoute Luc Marleau, professeur de physique théorique à l'Université Laval. «Or une théorie qu'on ne peut pas tester devient inutile. À ce point-ci, la théorie des cordes n'est pas vraiment un modèle qui permet de prédire quelque chose.»

    Même Brian Greene, qui fonde beaucoup d'espoir sur la théorie des cordes, reconnaît qu'il «est impossible d'établir si une théorie décrit le monde sans la soumettre à des vérifications expérimentales. Et peu importe que la théorie des cordes soit très séduisante, [...] elle n'aura pas plus de pertinence qu'un jeu compliqué de Donjons et Dragons».

    Fervent défenseur de la théorie des cordes, Jim Cline, de l'université McGill, cherche quant à lui des indices de l'existence des supercordes dans le rayonnement de fond cosmique, un reliquat de l'énergie primale qui s'est déployée au moment du big-bang. «Comme il sera probablement toujours impossible de vérifier la théorie des cordes dans nos laboratoires sur Terre, nous avons espoir que les astronomes voient un jour une supercorde dansant à travers l'Univers. Ce serait une preuve que nous allons dans la bonne direction», dit-il. À ses yeux, il n'existe pas de meilleur candidat à l'heure actuelle que la théorie des cordes pour atteindre à la fameuse équation universelle, et ce, en dépit des immenses problèmes qu'elle pose aux physiciens.
     

  14. invite431

    Date d'inscription
    décembre 2006
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    0

    Re : Unification Quantique Relativité

    Citation Envoyé par charly Voir le message
    Je sais que les deux théories n'ont pas le même but l'une est probabiliste a l'echelle particulaire , et l'autre plutot a l'echelle universelle .
    Questions aux spécialistes :

    Pour ce qui est de la quantique, elle est pour moi parfaitement déterministe à son niveau, ce n'est que lors de la décohérence que la notion probabiliste apparaît.

    Pour la RG, le fait d'être probabiliste est lié au manque d'information globale sur le système, pas inhérente au système (me semble t'il)

    La seule notion de "fracture" entre les deux m'apparaît être la gravitation.

    Soyez sans pitié si j'ai dit des bêtises
     

  15. Karibou Blanc

    Date d'inscription
    février 2004
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    CERN
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    2 781

    Re : Unification Quantique Relativité

    mais cela est insuffisant car parfois, les objets quantiques ne se comportent ni comme des particules, ni comme des ondes.

    D'où l'idée des physiciens de tout remplacer par des champs
    En théorie des champs on abandonne pas le concept d'onde-particule, il est toujours présent.
    La véritable raison pour introduire le concept de champ est completement relativiste. Lorsque l'énergie du système devient suffisamment grande pour que de nouvelles particules puissent être créées à partir de fluctuations du vide (lorsque E=2mc^2, le 2 est du au fait qu'elles sont créées par paires pour conserver les charges dont l'électrique) la MQ relativiste usuelle n'est plus efficace car elle ne peut décrire que la dynamique d'un système pour un nombre fixe de particules. La théorie des champs apporte naturellement ce genre de flexibilité sur le nombre de particules.
    Well, life is tough and then you graduate !
     


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