Dimensions temporelles

[bleak]

Bonjour ma question est simple, mais j'ai beau chercher je ne trouve aucune reponse satisfaisante: Pourquoi, alors que la théories des cordes envisage un Univers à plus de quatre dimensions, on ne parle que de dimensions spaciales et jamais de dimensions temporelles?

Ne peut-il y avoir qu'une seule dimension temporelle dans notre Univers?

[roll]

Bonjour, Je pense que le problème est peut être là.Il serait difficile d' imaginer plusieurs dimensions temporelles à l' univers pour des raisons de logique élémentaire.Si quelqu' un n' est pas d' accord,qu' il m' explique comment fonctionne un univers à 2 dimensions temporelles...

[invite43219988]

Je ne vois pas bien ce que tu entends par plusieurs dimensions temporelles.
Le temps, c'est le temps, on le représente comme une dimension pour pouvoir décrire des évènements mais je ne crois pas qu'il existe plusieurs sortes de temps (me sortez pas temps imaginaire et temps réel, c'est pas vraiment le sujet de la discussion)

[humanino]

Pourquoi, alors que la théories des cordes envisage un Univers à plus de quatre dimensions, on ne parle que de dimensions spaciales et jamais de dimensions temporelles?

Parce que la théorie des cordes a été forcée d'introduire ces dimensions spatiales supplémentaires pour des raisons de cohérence. Il ne s'agit pas d'une généralisation gratuite et arbitraire, il s'agit plutôt d'une condition qu'elle est obligée de supposer sur le monde réel. S'il s'avère que ces dimensions supplémentaires n'existent pas, d'abord beaucoup seront déçus, puis peut-être quelqu'un arrivera à réssuciter la théorie sous une autre forme vivant en seulement 4 dimensions, ou encore pire/mieux en un nombre de dimensions quelconque, mais je crois que cela est peu vraissemblable. S'il s'avère que ces dimensions supplémentaires sont réelles, on s'en souviendra sans doute comme l'un des plus grand tour de force du pur raisonnement humain (en ce sens, il est très excitant que le nombre de dimensions soit fixé : cela réduit la généralité, mais donne plus de pouvoir prédictif).

Ne peut-il y avoir qu'une seule dimension temporelle dans notre Univers?

En fait, il ne peut y avoir qu'une dimension temporelle là où se déplacent les particules faute de quoi il peut apparaitre des boucles temporelles, et on perd la causalité.

Néanmoins, il est possible de décrire notre Univers en utilisant un espace plus grand et le contenant (ayant plusieurs dimensions de type temps), puis en faisant une construction géométrique élégante réduisant le nombre de dimensions, de telle sorte que dans notre Univers accessible (l'Univers physique réel, pas la construction de départ qui ne fait "que" faciliter les calculs) il ne reste qu'une seule dimension temporelle.

[Jiav]

Bonjour,

il est possible de décrire notre Univers en utilisant un espace plus grand et le contenant (ayant plusieurs dimensions de type temps), puis en faisant une construction géométrique élégante réduisant le nombre de dimensions, de telle sorte que dans notre Univers accessible (l'Univers physique réel, pas la construction de départ qui ne fait "que" faciliter les calculs) il ne reste qu'une seule dimension temporelle.

Au point de vue physique, à quoi correspondrait cette "construction géométrique élégante"? A des transitions depuis les hautes concentrations d'énergies vers les basses (big bang) ou plus simplement parceque notre univers serait dans une région particulière de "l'hyperunivers"?

G

[humanino]

Au point de vue physique, à quoi correspondrait cette "construction géométrique élégante"? A des transitions depuis les hautes concentrations d'énergies vers les basses (big bang) ou plus simplement parceque notre univers serait dans une région particulière de "l'hyperunivers"?

C'est sans doute une question trop difficile pour que je puisse y répondre. Je tente, mais prenez garde.

De mon point de vue, l'espace "contenant" n'est pas physique. Exemple : il est facile de réaliser une invariance conforme en ajoutant une dimension d'espace et une dimension de temps (la construction explicite peut se trouver par exemple dans "Fields" de Warren Siegel section IA6 (Global -> Coordinate -> Conformal). Dans ce cas donc, la représentation mathématique est à la fois plus aisée et plus simple, mais requiert bien une projection sur l'espace physique. C'est bien de représentation d'un groupe de symétrie dont je parle ici.

Il existe aussi d'autres types de hiérarchisation géométrique : la conjecture de Maldacena nous fait envisager une dimension (de type espace) supplémentaire dans laquelle seule la gravité peut se propager.

[humanino]

Au point de vue physique, à quoi correspondrait cette "construction géométrique élégante"?

J'ajoute pour être clair que je ne parlais pas dans ce cas des dimensions supplémentaires de la théorie des cordes qui elles en revanche sont bien physiques. Je répondais seulement à

Ne peut-il y avoir qu'une seule dimension temporelle dans notre Univers?

[Jiav]

Je t'avoue ne pas être sur de tout bien comprendre

Je crois comprendre que les dimensions temporelles suplémentaires sont possibles en tant qu'artifice mathématique simplifiant la manipulation de la théorie, mais qu'elles abouttissent aux mêmes conclusions que notre "sous-espace" standard avec une seule dimension de temps. Si c'est ça, la réalité physique des dimensions suplémentaires peut être occamé.

C'est intéressant par contre que tu rejettes la possibilité de plusieurs dimensions temporelles pour la trajectoire des particules, car sinon on perdrait la causalité (poste 4). Mais... la trajectoire d'une particule individuelle n'est-elle pas indéterminable?

[mtheory]

Bonjour tout le monde, je suis de retour pour dire mes bêtises habituelles.
Il y a une variante de la théorie M (mother des 5 théories de cordes)
que l'on nomme la théorie F (father,super original).
Dans celle-ci il y a 2 dimensions temporelles!!
Pire des variantes de la théorie des cordes ont été proposées avec plusieurs dimensions temporelles.
Elles sont mathématiquement cohérentes mais ne semblent avoir aucun lien avec la phénoménologie.

On les étudit pour sonder les limites de la théorie des cordes.

D'une certaine façon celle-ci me semble comme la classe de toutes les théories quantiques relativistes possibles, un peu comme la géométrie projective dans le programme d'Erlangen de Klein contient toutes les types de géométrie possible à son époque.

Pour une raison qui nous échappe,et sous réserve que la théorie des cordes soit correcte,la nature a sélectionné une seule théorie (ou alors toutes sont réalisées dans un multivers).

La compactification sur une direction temporelle peut en effet induire des violations de causalité.

A l'époque de Kaluza et Klein on avait déja tenté une compactification sur une dimension temporelle mais cela donnait un lagrangien pour le champ électromagnétique avec un signe opposé à celui que nous connaissons.

La théorie F permet de retrouver par compactification un théorie particulière de supergravité que l'on arrive pas vraiment à reproduire par compactification en théorie M.
C'est pourquoi elle est arrivé sur le marché.
Je suis sceptique mais comme je suis trés trés loin d'être un expert en théorie des cordes mon avis ne vaut pas grand chose.
Ces dimensions temporelles suplémentaires en théorie F et autres ont été étudiées, et le sont encore, par Hull,Duff et je crois Townsend donc certains des 'papa' de la théorie M.

[roll]

Et finalement combien y a t' il de variantes de la théorie des cordes?Avec toutes ces variantes,je ne sais plus ou donner de la tête...

[mtheory]

Je t'avoue ne pas être sur de tout bien comprendre

Je crois comprendre que les dimensions temporelles suplémentaires sont possibles en tant qu'artifice mathématique simplifiant la manipulation de la théorie, mais qu'elles abouttissent aux mêmes conclusions que notre "sous-espace" standard avec une seule dimension de temps. Si c'est ça, la réalité physique des dimensions suplémentaires peut être occamé.

C'est intéressant par contre que tu rejettes la possibilité de plusieurs dimensions temporelles pour la trajectoire des particules, car sinon on perdrait la causalité (poste 4). Mais... la trajectoire d'une particule individuelle n'est-elle pas indéterminable?

Quelques commentaires.
Les cordes ne sont pas mathématiquement et physiquement consistantes sans des dimensions supplémentaires.
Dans le cadre des théorie de Kaluza-Klein de supergravité,que l'on a dans la théorie des cordes, ces dimensions supplémentaires sont attractives parce qu'elles réalisent une unification et une homogénéisation supérieures des lois des interactions.
Dans le modèle standard on a la théorie de la gravitation qui s'explique par la géométrie de l'espace-temps d'un coté et les théories des autres interactions qui ne s'expliquent pas par une structure géométrique de l'espace-temps.
Les symétries externes de l'espace-temps sont opposées aux symétries internes des autres champs de jauge.

C'est trop bancal et arbitraire pour être satisfaisant.

Le miracle est que si l'on compactifie les équations d'Einstein à 4+D dimensions alors par compactifications sur des espaces avec des isométries ou des lois de conservations topologiques on retrouve les autres forces de la nature.
Ex les équations d'Einstein compactifiées sur un cercle de symétrie U(1) donnent l'électrodydamique avec sa symétrie .
L'invariance par rotation,donc U(1), de la direction d'espace suppléméntaire donne donc la conservation de la charge électrique.
On a donc une seule intérprétation pour les forces de la nature et les symétries qui dérivent alors toutes de la géométrie de l'espace-temps.
De cette façon il est probable que la supergravité en 11 D quantifiée et convenablement traitée avec les méthodes de Ashtekar/Rovelli/Smolin est en faite la théorie des cordes/M.

Bon, ça c'est pour les dimensions SPATIALES compactifiées, pour les dimensions temporelles suplémentaires elles ne semblent pas nécessaires pour la phénoménologie effectivement, mais qui sait?

[mtheory]

Et finalement combien y a t' il de variantes de la théorie des cordes?Avec toutes ces variantes,je ne sais plus ou donner de la tête...

Physiquement à 10 D il n'y en a que 5.
En 11 D 1(M) peut être 2 (M,F).
Mathématiquement probablement une dizaine mais elles ne contiennent pas les éléments pour retrouver le monde observable et sont donc physiquement exclues.
Là où ça se corse c'est que plus on compactifie pour se rapprocher du monde en 4D plus les configurations possibles de champs de matières et d'interactions sont nombreuses, probablement des milliards et peut être beaucoup,beaucoup plus!!
C'est là Le problème! comment s'y retrouver dans cette océan de possibilités et faire des prédictions?
On espére qu'une compréhension non pertubative de la théorie nous donnera un mécanisme naturel préférant un tout petit nombre de compactification possible.
Actuellement la théorie ressemble à l'électromagnétisme avant les équations de Maxwell, plein de relations partielles pas vraiment coordonnées.
Si l'on considère que le but serait d'avoir l'équivalent de l'électrodynamique quantique on voit que le chemin à parcourir est encore long.
Le résultat récent sur les trous noirs peut être comparé à l'état de la théorie quantique juste aprés l'introduction du modèle de Bohr,ça aussi cela donne une image du boulot qui reste à faire

[charly]

Si j'ai bien compris l'enjeu on essaye de normalisé la meca. quantique afin d'obtenir une super théorie de laquelle découlera a la fois l"electromagnetisme , mais les forces nucléaire et la gravitation ?


j'ai entendu dire que la RG n'etait pas normalisable ... pourtant experimentalement , on ne peux pas passé a cotés et l'oublier sous prétexte que on a une super théorique qui décrit autrement la gravitation .
Ou alors j'ai "mal" entendu , et les théories des cordes , normalise a la fois la RG et le meca. quantique .

Enfin je m'y perds dans toutes ces normalisations moi .
il me semble que on peut normalisé de deux maniéres : 1) on part de la méca quantique et on cherche a obtenir une déscritpion relativiste du monde ( la théorie des cordes va dans ce sens je crois )
2) on part de la RG et on essaye d'adapter la méca. quantique afin qu'elle rentre dans le cadre ( je n'ai pas entendu parler de théorie qui vont dans ce sens ) .

J'ai bien suivis ?

[mtheory]

Si j'ai bien compris l'enjeu on essaye de normalisé la meca. quantique afin d'obtenir une super théorie de laquelle découlera a la fois l"electromagnetisme , mais les forces nucléaire et la gravitation ?


j'ai entendu dire que la RG n'etait pas normalisable ... pourtant experimentalement , on ne peux pas passé a cotés et l'oublier sous prétexte que on a une super théorique qui décrit autrement la gravitation .
Ou alors j'ai "mal" entendu , et les théories des cordes , normalise a la fois la RG et le meca. quantique .

Enfin je m'y perds dans toutes ces normalisations moi .
il me semble que on peut normalisé de deux maniéres : 1) on part de la méca quantique et on cherche a obtenir une déscritpion relativiste du monde ( la théorie des cordes va dans ce sens je crois )
2) on part de la RG et on essaye d'adapter la méca. quantique afin qu'elle rentre dans le cadre ( je n'ai pas entendu parler de théorie qui vont dans ce sens ) .

J'ai bien suivis ?

Y a quelques confusions mais rien de grave
La relativité générale n'est pas RENORMALISABLE dans le régime quantique perturbatif.Il semble ,mais sans être certain, qu'une approche non perturbative, comme celle d'Ashtekar, élimine le problème.
La théorie des cordes est intéressante parce que:
-elle donne des résultats quantiques finis pour la gravitation en régime pertubatif à ce qu'il semble, mais une preuve absolu manque toujours (on peut en dire autant pour la QED d'ailleurs).
-elle unifie toutes les forces gravitation,électromagnétisme, nucléaire et toutes les particules de matière.
C'est la seule que l'on connaisse qui le fasse.
Problèmes:
-on ne sait pas prédire avec les masses,les constantes de couplages du monde réél.
-sa définition précise est inconnue

[charly]

Renomalisable , je garde le mot .
merci mthéory .
Maintenant , qu'elles sont les prédictions réel de la théorie des cordes ? Comment pourrait on la validé ?
Que sont les conscéquances ?