Gravitation quantique à boucles

[Gabriel]

Dans la revue "Pour la science" de Janvier 2009, il y a un article de Martin BOJOWALD (université de pennsylvanie USA) qui part de l'hypothèse que l'espace est quantifié. Les atomes d'espace ont la longueur de planck (10**-35 m).
Contrairement à l'espace classique qui pourrait contenir une quantité infinie d'énergie (Big bang, singularité des trous noirs), les quanta d'espace de BOJOWALD ne peuvent contenir qu'une quantité maximum d'énergie, ce qui évite les grandeurs infinies de la relativité générale d'einstein.

Cette théorie me plait car elle rejoint mes idées que j'avais exprimé dans ce forum : Remettre au gout du jour la célèbre formule de Lavoisier "Rien ne se perd, rien ne se créer, tout se transforme".
Autrement dit, l'espace est strictement équivalent à l'énergie.
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[invite8ef897e4]

Bonjour

BOJOWALD [...] part de l'hypothèse que l'espace est quantifié

ce n'est pas strictement incorrect, dans le sens ou ce n'est Bojowald lui-meme qui a etudie en premier le spectre des operateurs pertinents dans ce contexte (longueur, surface, volume). Mais cette affirmation pourrait laisser imaginer que le caractere discret du spectre de ces operateurs est une hypothese de la gravitation en boucle. Or ce n'est pas le cas. Il est important de realiser que c'est une prediction.

[invite6754323456711]

Mais cette affirmation pourrait laisser imaginer que le caractere discret du spectre de ces operateurs est une hypothese de la gravitation en boucle. Or ce n'est pas le cas. Il est important de realiser que c'est une prediction.

Elle prédit des résultats d'expériences qui pourraient être réalisés dans un futur proche ? Afin de savoir si oui ou non les atomes d'espace-temps existent tel que les caractéristiques granulaires de la matière ou de l'énergie.

Patrick

[Gabriel]

Si on admet que les grandeurs physiques ne peuvent pas être infinies, infiniment grandes ou infiniment petites, celà implique qu'elles sont quantifiées.
La matière ne peux pas être morcellé infiniment, ce qui implique l'existence des atomes.
l'énergie ne peux pas être fractionnée infiniment, ce qui implique les quanta d'énergie.
Donc, par similitude, on peux imaginer que l'espace est lui aussi quantifié.
Les quanta d'espace sont des petits cubes d'arète égale à la longueur de planck : 10**-32 mètre.
Reste à trouver une expérience pour les mettre en évidence ...
Mais déjà c'est rassurant d'avoir une théorie mélant relativité et méca quantique !

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite8ef897e4]

Donc, par similitude, on peux imaginer que l'espace est lui aussi quantifié.

Il y a une difference entre un argument philosophique par analogie et le resultat de plusieurs decennies de recherches.

Les tests possibles de la LQG ne seront surement pas des tests directs de telles echelles.

[invite6754323456711]

Bonjour,

Un extrait d'article apparamment de "Lee SMOLIN" :

http://www.webastro.net/forum/showthread.php?t=2282

Patrick

[Gabriel]

Martin BOJOWALD a répondu à un de mes e-mail, mais en anglais.
Quelqu'un pourrait-il le traduire en Français ?

Hi Gabriel,

Sorry for not being able to reply in French, although I do understand what you wrote.

I think that most of what you say is in some sense realized in the theories we use for quantum gravity; there was just not enough space in the article to cover all this.

Time, in this fundamental context, is indeed understood in a relational sense: there is no absolute parameter which tells us how to measure change, but instead all change is the relative motion of some parts of matter with respect to others (or to the change of space itself). Carlo Rovelli has written much about it including, I believe, articles in French. This view appears very reasonable, but unfortunately it is often inconvenient to use in direct calculations. Thus, one often introduces a time parameter as a mathematical crutch, keeping in mind that physical observables cannot depend on the specific value (which is Einstein's general covariance).

There is also a sense of space being a form of energy. In fact, Einstein's equation can be interpreted as requiring a balance between matter energy and certain contributions from the expansion of space. There is a "kinetic" term, which depends on the square of the expansion (or contraction) rate, and a "potential" curvature term which decreases with the size of space. This is somewhat different from what you wrote: the kinetic energy does not depend on the sign of the expansion rate (just as matter kinetic energies do not depend on the direction of the velocity but only its magnitude). Thus, this term does not distinguish between expansion and contraction. The potential term does not do this either since it only depends on the size and not on the way it is changing. But its growth rate is different in both phases: it shrinks in an expanding universe and increases in a contracting one.

Best regards,

Martin

[Coincoin]

Salut,
Je tente une traduction, en essayant d'éviter les anglicismes et les contre-sens :

Salut Gabriel,

Désolé de ne pas pouvoir répondre en français, bien que je comprenne ce que vous avez écrit.

Je pense que la majeure partie de ce que vous dites est plus ou moins réalisé dans les théories utilisées pour la gravité quantique ; il n'y avait simplement pas assez de place dans l'article pour tout couvrir.

Le temps, dans ce contexte fondamental, est en effet compris dans le sens relationnel : il n'y a pas de paramètre absolu nous disant comment mesurer le changement, mais plutôt tout le changement est le mouvement relatif de parties de matière par rapport à d'autres (ou au changement de l'espace même). Carlo Rovelli a beaucoup écrit là dessus dont, il me semble, des articles en français. Cette vision apparaît très raisonnable, mais est malheureusement souvent peu pratique à utiliser dans des calculs directs. Ainsi, on introduit souvent un paramètre temps comme béquille mathématique, en gardant en tête que les observables physiques ne peuvent pas dépendre de la valeur spécifique (c'est la covariance générale d'Einstein).

Il y a aussi un peu d'espace en tant qu'énergie. En fait, les équations d'Einstein peuvent être interprétées comme nécessitant un équilibre entre l'énergie de la matière et certaines contributions de l'expansion de l'espace. Il y a un terme "cinétique", qui dépend du carré du taux d'expansion (ou de contraction), et un terme "potentiel" de courbure qui décroît avec la taille de l'espace. C'est assez différent ce que vous avez écrit : l'énergie cinétique ne dépend pas du signe du taux d'expansion (tout comme l'énergie cinétique de la matière ne dépend pas de la direction de la vitesse mais seulement de son amplitude). Ainsi, ce terme ne fait pas la distinction entre l'expansion et la contraction. Le terme potentiel non plus vu qu'il le ne dépend que de la taille et pas de la façon dont ça change. Mais le taux de variation est différent dans les deux phases : il diminue dans un univers en expansion et augmente dans un univers en contraction.

Cordialement

Martin

[Gabriel]

Merci "Coin-Coin" pour la traduction en Français.
L'article cité par "ù100fil" est très interressant et complémentaire à l'article de la revue "Pour la science".