Théorie des cordes ou LQG ?

[invite1ff5c67e]

Bonjour,
J'ouvre ce sujet, non pas pour discuter de la théorie des cordes ou de la Loop Quantum Gravity (LQG), je n'en ai pas le niveau, mais pour essayer d'en cerner les idéologies qui les mènent et j'aimerais avoir des arguments en faveur de ces deux théories. Je prendrais l'exemple de la LQG pour parler de toutes les formes de théories qui ne se proclament pas théories du tout, mais qui essayent avant tout de progresser en résolvant des problèmes (de taille) d'actualité.

Est-ce qu'il est justifié d'avoir autant de recherche en théorie des cordes si peu en LQG ? Est-il seulement justifié d'essayer d'unifier toutes nos connaissances alors qu'il est possible qu'un grand nombre de phénomènes et de données qui nous sont inconnues y soient nécessaire pour ?
Bref, je pense que vous aurez compris le but du sujet (qui n'a d'ailleurs probablement pas sa place en physique, mais c'est là que les spécialistes se trouvent).
Avant de commencer, je tiens à dire que ma future argumentation ne sera pas impartiale mais à charge pour la TDC. Je défendrais donc l'idéologie mené par la LQG. Il ne tient qu'à vous de faire l'inverse pour être le plus objectif possible.

La théorie des cordes se présente comme une théorie du tout. Son objectif est d'unifier les quatres interactions fondamentales de la nature. Du moins, celles que l'on connait.
La LQG quant à elle ne cherche "qu'à" unifier la physique quantique avec la gravité.


L'histoire des sciences nous montre que les plus grandes avancées en physiques ont été faîtes à la suite d'une résolution de problèmes, et non pas en supposant tout et n'importe quoi puis en espérant retomber sur une théorie viable et effective.
L'expérience méne à la mécanique newtonienne et à l'électrostatique/magnétostatique. Arrive Maxwell, scientifique talentueux qui arrive à unifier l'électrostatique et la magnétostatique. De là, de nouveaux phénomènes physiques sont prédis mais plus fort encore, des lois. L'électromagnétisme n'est pas invariant par transformation de galilée. Les bonnes transformations sont celles découvertent par Lorentz. La vitesse de la lumière est donc une constante quelque soit le référentiel. Einstein applique ce postulat à la cinématique et en sort la relativité restreinte. Plus fort encore, il suppose que la vitesse de la lumière dans le vide est une vitesse limite de l'information. Il applique donc cette nouvelle loi à la gravitation pour donner la relativité générale.
Un peu avant tout cela, Lord Kelvin affirme que la physique a déjà tout expliqué, si ce n'est deux ou trois petits problèmes comme le corps noir ou l'effet photoélectrique. Problème qui une fois résolue par Planck et Einstein nous ouvrent la porte à une toute nouvelle physique : la mécanique quantique.
Mécanique quantique qui, comme on le sait à l'époque, n'est pas relativiste et ne peut donc pas être une théorie finie. Dirac la rend donc relativiste.

On pourrait continuer longtemps comme ça, mais là n'est pas l'intérêt. Ce qui est important, c'est de remarquer que d'une part, l'unification des théories ne s'est faite que sur des théories efficaces et qui ne supposaient rien ou que très peu de choses de nouveau, mais surtout que la résolution de problèmes actuels peut être une porte ouverte vers une toute nouvelle physique. Problèmes qui amènent, une fois résolues, de nouvelles lois. Lois qui, une fois appliquées aux théories effectives de l'époque les améliorent grandement.


Et c'est là que la LQG et la TDC divergent complétement. La TDC suppose qu'il est déjà possible dans l'état actuel de nos connaissances d'unifier les quatres interactions fondamentales. Or, unifier quatre interactions suppose beaucoup plus de choses qu'une unification "simple" de la mécanique quantique et de la gravité comme le propose la LQG.
Résultat, la TDC essaye en réalité de "retomber" sur notre univers, j'ai envie de dire par chance, en espérant que les conjectures et hypothèses physiques qui l'a définisse comprennent notre univers et ne lui sont pas trop restrictives ou pire, contradictoires. Est-il raisonnable de supposer que l'on puisse formuler une théorie physique de cette manière, telle une mathématique à l'instar de la mécanique quantique alors même que l'on ne connait pas tous les "axiomes" qui l'a régisse ?
La LQG quant à elle essaye de résoudre un problème d'actualité sans s'aventurer dans autant d'hypothèses. Problème de taille qui, elle l'espère, une fois résolue ménera vers une toute nouvelle physique.

Tout ceci mène à des divergences considérables dans les deux théories.

Premièrement, il est nécessaire de remarquer qu'il n'existe pas une théorie des cordes, mais plusieurs. Elles utilisent toutes des méthodes perturbatives. Ceci est déjà un problème. Par ailleurs, comment un même départ peut amener à autant de théories différentes ?
Il n'existe qu'une LQG. Elle n'est pas entièrement formulé sur des méthodes perturbative.

La TDC (théorie M) suppose qu'il existe 11 dimensions.
La LQG suppose qu'il en existe 3+1. Rien de nouveaux donc.

La TDC repose sur la supersymétrie. Sypersymétrie qui n'a a ce jour jamais été mise en évidence. Il lui arrive même de parler de "p-branes".
La LQG ne s'occupe pas de ce problème.

La SuperGravité prédite par la TDC repose sur cette supersymétrie. Invalider la supersymétrie, c'est invalider tous les développements récents de la TDC.
La LQG ne repose que sur les principes de la mécanique quantique et de la relativité générale qui n'ont a ce jour jamais été infirmés.

Le nombre extravagant de TDC l'empêche de faire des prédictions. Une même TDC peut mener à des milliers d'univers différents.
La LQG ne s'occupe que de notre univers et n'a pas la prétention de formaliser l'objet générale qui le contient.

La TDC prédit quelques phénomènes à haute énergie. Phénomène qui pourraient être invalidés par des expériences au LHC. Cependant, la TDC est si flexible qu'elle pourra s'y adapter. Or, cette sur-fléxibilité l'empêche à nouveau de prédire quoi que ce soit.
La LQG a une marge de manoeuvre très faible. Elle prédit une quantification des surfaces et des volumes d'espace-temps et d'autres phénomènes qui pourraient bien être observés, ou non, avec la cosmologie.

La TDC n'est pas une théorie au sens de Popper.
La LQG si.

Finalement, qu'en penser ? Quelle est la meilleure idéologie à suivre ? Celle de la TDC qui suppose que notre univers serait contenu dans une "mathématique" alors même que l'on en connait pas toutes les lois, ou celle de la LQG qui ne suppose que très peu de chose et qui essaye d'unifier deux théories déjà existante en espérant résoudre un problème de taille ?

De nombreux autres arguments peuvent être amenés à charge de la TDC mais également à sa décharge, et c'est pourquoi je vous laisse la parole.
N'hésitez surtout pas à confirmer ou infirmer les bétises que j'aurais pu dire. Je le répète, je ne suis pas un spécialiste de ce sujet.

[invite8c514936]

Salut,

L'histoire des sciences nous montre que les plus grandes avancées en physiques ont été faîtes à la suite d'une résolution de problèmes, et non pas en supposant tout et n'importe quoi puis en espérant retomber sur une théorie viable et effective.

ça se discute... C'est toujours risqué de réduire l'histoire des sciences à un schéma simple !

Bon, déjà personne ne suppose jamais « tout et n'importe quoi », mais en plus il y a pas mal d'exemples de cas où des chercheurs sont parties d'hypothèses a priori farfelues, pour tomber sur des conséquences intéressantes en relation avec la vraie vie : Dirac et le positron, Einstein et la relativité restreinte, Einstein et la relativité générale...

Pour les théories que tu cites, c'est du même ordre (je dis pas qu'elles sont aussi fondamentales, on n'en sait encore rien) à mon avis.

[invite1ff5c67e]

Peut être, mais la TDC n'est-elle pas beaucoup trop ambitieuse ?
L'intention est louable, mais j'ai vraiment l'impression que tout ceci se fait beaucoup trop tôt et qu'il est préférable de continuer à faire de la recherche en suivant l'autre méthode : celle des théories comme la LQG qui se fixent de résoudre un problème (déjà très complexe) en particulier.

[invite8c514936]

Donc si je résume, tu dis ne pas avoir le niveau pour comprendre ces théories, mais tu estimes avoir celui pour décider de la politique scientifique et de la direction que devraient suivre les chercheurs ?

Heureusement ça ne marche pas tout à fait comme ça, et c'est parfois de directions inattendues, que certains auraient pu juger non fertiles, que viennent les grandes avancées...

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite1ff5c67e]

Donc si je résume, tu dis ne pas avoir le niveau pour comprendre ces théories, mais tu estimes avoir celui pour décider de la politique scientifique et de la direction que devraient suivre les chercheurs ?

Non, et c'est d'ailleurs pour cela que j'ai ouvert ce sujet. J'ai exposé mon point de vue, et j'aimerais que d'autre le fassent également, arguments à l'appuie.

[invite8c514936]

Je ne dois pas avoir compris le sujet du débat...

Si c'est « faut-il arrêter les recherches en théorie des cordes ?», ça me semble une question sans fondement, dans la mesure où l'on ne peut pas savoir ce que va donner une théorie avant de l'avoir explorée en profondeur.

[chaverondier]

Peut être, mais la TDC n'est-elle pas beaucoup trop ambitieuse ? L'intention est louable, mais j'ai vraiment l'impression que tout ceci se fait beaucoup trop tôt et qu'il est préférable de continuer à faire de la recherche en suivant l'autre méthode : celle des théories comme la LQG qui se fixent de résoudre un problème (déjà très complexe) en particulier.

On peut trouver à ce sujet une discussion humoristique (nettement favorable à la LQG ce qui est logique vu que l'auteur en est C. ROVELLI) en "A dialog on quantum gravity" Author: Carlo Rovelli (Submitted on 8 Oct 2003 (v1), last revised 12 Oct 2003 (this version, v2)) http://arxiv.org/abs/hep-th/0310077. Pour avoir un point de vue plus favorable à la théorie des cordes (écrit dans le même esprit), il faudrait que M theory, par exemple, écrive un papier du même genre orienté dans l'autre sens et (à défaut et/ou à plus court terme), donne quelques uns de ses arguments dans le présent fil.

[invite1ff5c67e]

Cette discussion représente exactement le sentiment que j'ai lorsque je compare la TDC et la LQG.
Personne pour en faire de même avec la LQG ?

[invite1ff5c67e]

Etrange, personne ne s'y connait un peu en TDC ?

[invite8c514936]

Sans vouloir insister lourdement (ah ben si, tiens), les gens qui connaissent le sujet ne sont pas forcément obsédés par l'idée de justifier que leur sujet de recherche ne doit pas être poubellisé...

Tu sembles opposer la théorie des cordes et la théorie quantiques à boucles, comme si on devait en éliminer une pour se concentrer sur l'autre. Les gens qui bossent là-dessus ont probablement d'autres choses à faire, genre... ben bosser dessus, justement !

[invite1ff5c67e]

Tu ne comprends décidément pas. Je n'oppose pas les théories, j'oppose les idéologies sur lesquelles elles reposent.
L'article de Rovelli en fait de même d'ailleurs.

[invite8c514936]

Les théories ne reposent pas sur des idéologies. Les collègues du bureau d'à côté du mien ne font pas de la théorie des cordes par conviction idéologique, c'est une voie qui demande à être explorée, qu'ils trouvent intéressante à divers titres, et ils ont envie de participer à cette exploration. Pareil pour les gens qui travaillent sur LQG, j'imagine.

Ce qui m'agace un peu, c'est que ce sont toujours les gens qui ne bossent pas dans le domaine qui se permettent des grandes discussions sur le Sens Profond De la Théorie des Cordes (c'est vrai aussi pour la cosmologie, la mécanique quantique, la relativité, ...). ça me semble être une démarche vouée au tournage en rond totalement non-constructif.

Après, je conçois que cette intervention peut sembler désagréable, et que je n'ai qu'à pas participer à la discussion après tout... Je vous prie de m'en excuser...

[invite1ff5c67e]

Et C. Rovelli, il ne s'y connait pas non plus ?

[invite8c514936]

Heu... si, mais il ne discute pas d'idéologie, il parle de physique.

[invite8ef897e4]

Bonjour,

ceux qui me connaissent savent que je suis habituellement pas du genre a soutenir la theorie des cordes... Comme Deep_turtle l'a dit, il ne s'agit pas d'ideologie ici.

Je voudrais essayer de souligner un point. L'origine des TDC est tres bien justifiee. Il s'agissait de construire une theorie effective de l'interaction forte. Lorsque QCD a ete decouverte, l'idee est un peu tombee en desuetude jusqu'a la "1iere revolution". Mais faire un constat aujourd'hui en ignorant tout le passe est simplement injuste. D'ailleurs, ni Smolin ni Woit ne font cela. Ces deux auteurs ont deja dit tout ce que je m'apprete a dire maintenant.

Je voudrais egalement souligner que les TDC ont declenche des progres mathematiques enormes. C'est sans precedent dans l'histoire. C'est sans doute necessaire pour depasser le modele standard. LQG elle meme a largement beneficie de ces progres.

Il existe une liste bien connue "d'axiomes mathematiques" menant a TQC. Dans cette liste on trouve des choses telles que : Continuite, Uniformite, Localite, Unitarite (MQ), ... et particules ponctuelles. De ce point de vue, la TDC semblait tres justifiee et naturelle.

Ce n'est qu'avec le recul et LQG que l'on s'appercoit aujourd'hui que l'on s'etait plante avec la quantification canonique de la RG.

Une attitude assez saine consiste a accepter que differentes approches a un meme probleme sont indispensables. TDC et LQG ne sont pas forcement incompatible, et Smolin a travaille dans cette direction (difficile). Je tiens a souligner egalement le scenario suivant : que retiendra l'histoire de ce debat LQG-TDC si finalement, l'univers se trouve etre mieux decrit par une geometrie non-commutative partant d'un espace-temps construit a partir de l'espace des Twisteurs de Penrose ? Ce scenario vous semble-t-il absurde ? Pourquoi personne ne se plaint que tant de gens travaillent en LQG-TDC et si peu en geometrie non-commutative twistorienne ?

[mtheory]

Une attitude assez saine consiste a accepter que differentes approches a un meme probleme sont indispensables. TDC et LQG ne sont pas forcement incompatible, et Smolin a travaille dans cette direction (difficile).

Complétement d'accord avec ça.

Je tiens a souligner egalement le scenario suivant : que retiendra l'histoire de ce debat LQG-TDC si finalement, l'univers se trouve etre mieux decrit par une geometrie non-commutative partant d'un espace-temps construit a partir de l'espace des Twisteurs de Penrose ? Ce scenario vous semble-t-il absurde ? Pourquoi personne ne se plaint que tant de gens travaillent en LQG-TDC et si peu en geometrie non-commutative twistorienne ?

Les cordistes, Witten y compris, font des tonnes de papiers sur la géométrie non commutative et la théorie de torseurs

[invitea29d1598]

Les cordistes, Witten y compris, font des tonnes de papiers sur la géométrie non commutative et la théorie de torseurs

lapsus

reste que même si je suis d'accord qu'on ne peut pas complètement jeter et dénigrer la théorie des cordes, je suis certain qu'elle saura s'adapter aux résultats du LHC, quels qu'ils soient... ce qui à mes yeux fait quand même un peu mal à Popper...

[mtheory]

Bonjour,
J'ouvre ce sujet, non pas pour discuter de la théorie des cordes ou de la Loop Quantum Gravity (LQG), je n'en ai pas le niveau, mais pour essayer d'en cerner les idéologies qui les mènent et j'aimerais avoir des arguments en faveur de ces deux théories.

C'est un complète perte de temps de vouloir cerner les "idéologies" derrières ces théories si on n'a pas un minimum de bagage, de culture et surtout de maturité en théorie quantique des champs et en relativité général ( niveau bac+5 mini ).

Une analyse épistémologique, ou autre, genre "sociologique", des deux théories et des paradigmes (Khun) /thémâta (Holton) qui sont derrières supposent aussi une bonne compréhension de l'épistémologie....qu'on acquièrent pas en faisant de la réflexions philosophiques sans mettre les mains dans le cambouis scientifique et réfléchir un bon bout de temps.

En clair, c'est très bien de t'intéresser à la question mais ne sous-estime pas la complexité du problème...et ce n'est pas en lisant le livre de Smolin que l'on peut s'en rendre compte.

[mtheory]

De nombreux autres arguments peuvent être amenés à charge de la TDC mais également à sa décharge, et c'est pourquoi je vous laisse la parole..

http://forums.futura-sciences.com/post1198289-71.html

[invite1ff5c67e]

C'est long, je le lirais demain merci.

PS: Je n'ai pas lu le livre de Smolin.