Joindre la physique quantique à la physique relativiste...

[invitedebe9dfc]

Salut tous,

là, je m'adresse aux initiés de la physique : certains magazines de vulgarisation scientifique, en l'honuer du centenaire de la découverte de la relativité par Einstein et en l'honeur des 50 ans de sa mort, nous ont fait part de 4 théories ou développements scientifiques (dont on a déjà sûrement parlé dans ce forum) qui permetteraient de mettre un terme à l'incompatibilité entre méca quantique et relativité générale : la théorie des cordes, la gravitation quantique à boucles, l'espace à géométrie non commutative et la relativité d'échelle. Je vais tenter d'expliquer succintement à quoi elles correspondent. (Et puis comme ça, si je n'ai pas très bien compris, ça permeteras aux pros de me corriger ! )

La théorie des cordes : toute particules existante (quarks, lepton, boson, etc...) serait en fait une "corde", un "fillament" de longueur infime (10^-34 m) qui, selon son mode de vibration, peut engendrer n'importe quelle particule. Ces cordes vibreraient dans un espace à 11 dimentions (10 d'espace et une de temps). Cette théorie décris (il parait, je n'ai jamais mis le nez dans ses équations !) le comportement des trous noirs (leur évaporation quantique), et intégrerait la supersymétrie (théorie qui associe à toute particule du modèle standard une particule symétrique).

La gravitation quantique à boucles : l'univers ne serait pas infiniement divisible mais finis au contraire. La plus petite distance possible serait de l'ordre de 10^-35 m.

L'espace à géométrie non commutative : la commutativité, c'est dire que le produit a*b = b*a. Donc ici, dans cette théorie, a*b # b*a. C'est une image très simpliste, mais elle explique bien ce qu'est la commutativité. Cette théorie retrouve, parait il, toutes les particules déjà observées et prédites, dont le boson de Higgs. Et intégrerait les quatres interractions fondementales : la gravité, l'électromagnétique, la force faible et la forte.

La relativité d'échelle : ici, l'espace n'est pas fini dans sa division, mais au contraire, il est fractal. Une fractale, en géométrie, c'est une courbe dont on retrouve le motif quelle que soit le "zoom" avec lequel on la regarde. Comme l'est la côte de la Bretagne. Ici, ce serait le cas de l'univers. Et dans cette théorie, relativité et méca quantique ne seraient que des points d'une même théorie, mais vue à deux échelles différentes. Le tout, c'est de retrouver cette théorie.

Maintenant que j'ai expliqué les théories, voilà ce que j'attends de vous : je dois préparer pour des lycéens un expo sur ce thème. Et ils m'ont demandé (allez savoir pourquoi ?) quelle théorie a le plus de crédit parmis le chercheurs qui "trouvent" (ce sont leurs propres mots !), et donc, voilà mon sondage :

Selon vous, laquelle de ces théories pourra mettre un terme aux incompatibilitées entre relativité générale et mécanique quantique ?
Plusieures réponses sont possibles.

Merci pour vos réponses et remarques.

MKT.

[invite7ce6aa19]

Salut tous,

Selon vous, laquelle de ces théories pourra mettre un terme aux incompatibilitées entre relativité générale et mécanique quantique ?
Plusieures réponses sont possibles.

Merci pour vos réponses et remarques.

MKT.

Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.

En effet pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension de:

1- MQ
2- La relativité générale
3- Une culture de particules "élémentaires".

A partir de là on peut essayer d'entrevoir ce que sont les contenus chacune de ces spéculations.

Remarques:

1- Il ne s'agit pas forcémment d'imcompatibilité entre MQ et relativité générale. dans la théorie des cordes il s'agit notamment de traduire la relativité générale en termes de particules (les gravitons et gravitinos) sous l'égide de MQ. Dans ce cadre la relativité générale est une approximation basse énergie grande longueur d'onde de la théorie des cordes. Dans la théorie des cordes la MQ n'est en rien modifiée.

2- Gravité en boucles et géométrie commutative peuvent déboucher sur une évolution ou une reconstruction de la MQ.

3- Les ambitions des théories sont différentes certaines s'attaquent au contenu du vide d'autres pas.

4- il existe d'autres démarches que celles que tu cites. En particulier la démarche qui met en parallèle les "équivalences" entre physique des particules élémentaires et physique de la matière condensée. De là il ressort qu'a partir d'une collection de particules complexes (par exemple un boson) on peut faire émerger toutes les autre particules comme particules effectives. Ainsi le photon et l'électron ne serait que des quasi particules émergeant du vide compris comme un matériau. ce type de démarche a gagné du crédit avec tout le travail autour de l'effet Hall quantique fractionnaire.

Pour de donner mon avis c'est cette dernière démarche qui me plait le plus. j'ai cru comprendre que, également, alain Connes et sa géométrie commutative pense ainsi. pour lui on peut faire émarger les particules a partir d'un fermion.

[invitea29d1598]

Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.

entièrement d'accord... la vulgarisation sur des théories incomplètes et spéculatives me semble on ne peut plus dangereuse...

pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension (...)

voire une compréhension certaine....

ma seule remarque ne sera pas pour dire que telle théorie est "plus estimée", puisque les gens semblent loin d'être d'accord, la Loop Quantum Gravity ou la géométrie non-commutative étant peut-être mieux perçues que les cordes car ne prétendant pas "tout" expliquer (en tous cas c'est le cas auprès des gens qui bossent pas sur les cordes ).

Néanmoins, une chose est sûre : même si un certain magazine a récemment fait sa couverture avec 4 scientifiques impliquées dans ces "théories", aucun physicien théoricien ne croit un seul instant à la dernière que tu mentionnes... les 3 premières sont des tentatives sérieuses, mais la dernière n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...

[invitedebe9dfc]

Merci pour ces remarques sur lesquelles je vais rebondir :

Pour un exposé à l'adresse des lycéens (et même pour des étudiants en DEA qui ne font pas de la physique théorique) cela me parait d'une ambition démesurée.

En effet pour aborder cette question il faut avoir une certaine compréhension de:

1- MQ
2- La relativité générale
3- Une culture de particules "élémentaires".

A partir de là on peut essayer d'entrevoir ce que sont les contenus chacune de ces spéculations.

Il est évident que je ne ferais pas moon expo à des secondes (encore que lorsque j'ai été pour la première fois en contact avec de la méca quantique j'y étais), mais à des Term S spé physique. D'autant plus que ce que j'essaie de leur expliquer, c'est pas que ces théories peuvent tout résoudre, mais que la recherche de la vérité n'a pas de limites, et qu'il y aura toujours à chercher, même et sûrtout lorsque les théories sont de plus en plus compliquées.

ma seule remarque ne sera pas pour dire que telle théorie est "plus estimée", puisque les gens semblent loin d'être d'accord, la Loop Quantum Gravity ou la géométrie non-commutative étant peut-être mieux perçues que les cordes car ne prétendant pas "tout" expliquer (en tous cas c'est le cas auprès des gens qui bossent pas sur les cordes ).

C'est, d'après les quelques livres que j'ai pu lire, mon sentiment.

Néanmoins, une chose est sûre : même si un certain magazine a récemment fait sa couverture avec 4 scientifiques impliquées dans ces "théories", aucun physicien théoricien ne croit un seul instant à la dernière que tu mentionnes... les 3 premières sont des tentatives sérieuses, mais la dernière n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...

Perso, je ne cherche pas à dire que telle ou telle théorie est de la littérature ou de la physique. Mais j'ai lu dans plusieurs magazines des choses sur ces différentes théories, et à près tout, si la relativité d'échelles peut déboucher sur quelque chose de bien, tant mieux.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Salut,

Il est évident que je ne ferais pas moon expo à des secondes (encore que lorsque j'ai été pour la première fois en contact avec de la méca quantique j'y étais), mais à des Term S spé physique

Les programmes ont dû changer depuis que j'ai quitté le lycée, parce que pour moi la MQ ça commence en fin de licence et la relativité générale en master... Bref, je ne suis pas contre ce type de vulgarisation, mais il faut bien voir que ce genre de sujet nous dépasse largement, donc je ne pense pas qu'on soit en mesure de juger ces théories alors qu'on en connaît que l'image que l'on peut en donner.
A mon avis, si tu demandes à quelqu'un qui bosse sur une de ces théories si ça va déboucher, il ne sera même pas prêt à parier... Ce que tu demandes nécessite d'avoir une maîtrise de la MQ et de la RG, ainsi qu'un certain recul dessus. Quand je vois que Mariposa et Rincevent, qui connaissent pourtant chacun particulièrement bien un des domaines (ne niez pas ), ne se permettent pas de répondre à ton sondage, je me dis que je n'ai vraiment pas les moyens de donner un avis pour ton sondage.

[invitedebe9dfc]

Salut,
Les programmes ont dû changer depuis que j'ai quitté le lycée, parce que pour moi la MQ ça commence en fin de licence et la relativité générale en master...

Ca n'a pas changé. Je l'ai découverte lors d'une confé fait par un jeune enseignant chercheur de l'université de Savoie (qu'il est inutile de nommer... ) sur les rayons cosmiques juste à côté de mon lycée.

Bref, je ne suis pas contre ce type de vulgarisation, mais il faut bien voir que ce genre de sujet nous dépasse largement, donc je ne pense pas qu'on soit en mesure de juger ces théories alors qu'on en connaît que l'image que l'on peut en donner.

Tout à fait d'accord, c'est pourquoi je serais très prudent.

A mon avis, si tu demandes à quelqu'un qui bosse sur une de ces théories si ça va déboucher, il ne sera même pas prêt à parier... Ce que tu demandes nécessite d'avoir une maîtrise de la MQ et de la RG, ainsi qu'un certain recul dessus. Quand je vois que Mariposa et Rincevent, qui connaissent pourtant chacun particulièrement bien un des domaines (ne niez pas ), ne se permettent pas de répondre à ton sondage, je me dis que je n'ai vraiment pas les moyens de donner un avis pour ton sondage.

D'acc. Merci.

[mtheory]

J'ajoute ma petite pierre.
Evidement je pari sur les cordes et je confirme ce qu'a dit Rincevent
sur la théorie de la relativité d'échelle.
Il est intéressant de savoir que la théorie des cordes,ou plutôt son extension la théorie M fait de plus en plus intervenir la géométrie non comutative.
En fait elle serait responsable d'une structure non commutative de l'espace-temps vers l'échelle de Planck.
La LQG pourrait être complémentaire de la TDC/TM.

[invite9c9b9968]

Aie grillé par mtheory

Je voulais dire la même chose : à mon avis aucune des théories n'est "meilleure" qu'une autre, mais un aspect d'une théorie encore plus vaste

[invite51605009]

[MODE Pinaillage?]Moi ca peut paraitre un peu absurde et je ne sais pas si je suis dans le vrai, mais les termes de la question posée ne me conviennent pas.
Pour moi en physique fondamentale on ne cherche pas à joindre deux théories incompatibles, on cherche à en créer une nouvelle dont les deux autres ne sont que des (très bonnes) approximations.

Par exemple on parle souvent de "correction relativiste" par rapport à la mécanique Newtonienne. Moi à mon sens (et j'ai lu quelqu'un qui l'a dit y'a pas longtemps sur le forum aussi) ca n'est pas qu'une corection relativste, c'est une toute autre vision des choses, qui en première approximation retombe parfois sur ce que l'on pensait avant. Dire que le temps ne passe pas de la même manière pour deux observateurs différents, ca n'est pas qu'une "correction relativiste"...ca relève du changement complet de paradigme.
[/MODE Pinaillage?]

entièrement d'accord... la vulgarisation sur des théories incomplètes et spéculatives me semble on ne peut plus dangereuse...

Exact, déja que même les théories "vérifées" sont parfois mal vulgarisées, ca peut très mal tourner pour quelqu'un qui veut vulgariser la théorie dees cordes ! (sauf peutêtre si tu comptes diffuser les épisodes de l'Univers élégant...)

En particulier la démarche qui met en parallèle les "équivalences" entre physique des particules élémentaires et physique de la matière condensée. [...]
Pour de donner mon avis c'est cette dernière démarche qui me plait le plus.

Tu aurais des documents la dessus (j'en avais jamais entendu parler)...

Term S spé physique.

Le fait qu'ils soient en spé physique ne change rien à mes yeux, et puis ils ne sont qu'en Terminale et 99% d'entre eux ne connaissent pas Futura alors !
Tu vas leur vulgariser des théories spéculatives qui tentent de retrouver en première approximation deux théories dont ils ne connaissent rien...
Pourquoi ne pas leur faire simplement un éxposé sur la Relativité ? ou sur la MQ ? Y'a de quoi parler plusieurs centaines d'heures sur chaque théorie.

[invitedebe9dfc]

Arrête de me larder de traits ! Rires !

En fait, je leur ai demandé s'ils avaient des questions dont ils voulaient des réponses, et parmis les 10 qui me sont parvenus, il y en a une sur la MQ et la relativité, et comment on peut les faire rejoindre. (Je ne me souviens plus des termes exacts de la question.)

[invitef591ed4b]

C'est d'un niveau trop avancé en physique pour être intéressant en Terminale S ...

[mtheory]

C'est d'un niveau trop avancé en physique pour être intéressant en Terminale S ...

ça dépend pour qui ,je me souviens d'avoir lu 'Superforce' de Paul Davies et 'La matière -espace-temps' de Spiro Tannoudji en première S.
Bon,c'est vrai que je comprenais pas tout dans le dernier cas mais ça m'a conduit à m'intéresser au principe de moindre action très vite.
Par ailleurs le livre de ST conntenait une large biblio qui m'a fait connaitre l'existence des cours de Feynman et de Landau avant mon entrée à l'Université.

[invitea29d1598]

Perso, je ne cherche pas à dire que telle ou telle théorie est de la littérature ou de la physique. Mais j'ai lu dans plusieurs magazines des choses sur ces différentes théories, et à près tout, si la relativité d'échelles peut déboucher sur quelque chose de bien, tant mieux.

je suis d'accord, mais le problème c'est que la relativité d'échelle n'est PAS une théorie. C'est au mieux un poème moderne. La relativité d'échelle ne donne aucune possibilité d'être falsifiée, et à croire son auteur, elle explique tout de la masse de l'électron en passant par les orbites des planètes (solaires ou extra-solaires). Or, quand tu regardes un peu ce qui est supposé être le cadre mathématique derrière la théorie, il n'y a STRICTEMENT rien de solide.

tu entendras souvent parler de la relativité d'échelle dans les magazines de vulgarisation. Mais il n'y a aucun article sérieux sur ce sujet qui a été publié dans une revue de physique théorique (à la rigueur je veux bien croire qu'il y en a eu un par accident mais je l'ai jamais vu). Tous les articles ont été publiés dans des revues d'astrophysique où la plupart du temps les referees ne sont pas très compétents sur les théories sous-jacentes. Mais Nottale est un très bon communicateur et il sait se vendre... je ne vais pas rentrer plus dans les détails, mais je t'assure que je sais de quoi je parle...

ça dépend pour qui ,je me souviens d'avoir lu 'Superforce' de Paul Davies et 'La matière -espace-temps' de Spiro Tannoudji en première S.
Bon,c'est vrai que je comprenais pas tout dans le dernier cas mais ça m'a conduit à m'intéresser au principe de moindre action très vite.

sans chercher à te faire gonfler les chevilles, je ne pense pas qu'à l'époque tu étais représentatif de l'étudiant moyen de terminale scientifique...

je n'ai pas lu "superforce", mais pour la "matière-espace-temps" (que je recommande très fortement même s'il n'est pas parmi les livres les plus modernes ni les plus aisés), y'a des trucs que je n'ai réellement compris que plusieurs années après lorsque j'ai eu étudié la théorie quantique des champs en DEA... c'est pas un bouquin trivial... y'a mieux à lire en terminale je crois

[mtheory]

. Mais Nottale est un très bon communicateur et il sait se vendre... je ne vais pas rentrer plus dans les détails, mais je t'assure que je sais de quoi je parle...

Je respecte Nottale et ce qu'il essaye de faire mais j'ai le même jugement sévère sur sa théorie,elle me semble intenable.

sans chercher à te faire gonfler les chevilles, je ne pense pas qu'à l'époque tu étais représentatif de l'étudiant moyen de terminale scientifique...

Je reconnais que j'étais un cas dans mes préoccupations intellectuelles à ce moment là mais il y a toujours des gens qui essayent d'en savoir un peu plus et donc mentionner deux trois choses en guise d'excursion rapide en fin d'année sur ces sujets ne me dérangerait pas.

En fait j'ai dit ça parce que mort_khan/Triskaël avait précisé qu'il avait demandé si ses élèves avaient des questions et qu'au moins un avait demandé quelles théories étaient susceptibles de réconcilier MQ et RG.
Tout à fait d'accord qu'on ne peut/doit pas aller très loin ni être dogmatique à ce sujet.
ça doit rester récréatif et culturel, inutile de l'inscrire dans un programme officiel de TS par ex

je n'ai pas lu "superforce", mais pour la "matière-espace-temps" (que je recommande très fortement même s'il n'est pas parmi les livres les plus modernes ni les plus aisés), y'a des trucs que je n'ai réellement compris que plusieurs années après lorsque j'ai eu étudié la théorie quantique des champs en DEA... c'est pas un bouquin trivial... y'a mieux à lire en terminale je crois

Tout à fait mais à l'époque à part ça j'avais rien d'autres sous la main et les quelques équations qu'il y avait dedans me fascinaient.
Moi aussi je n'ai compris certains truc dedans que bien plus tard, je crois que j'en comprenait qq choses comme 15% seulement mais ça a été un excellent stimulant.
Comme d'habitude ce n'est que mon avis et un témoignage personnel,je ne l'érigerai pas en norme.
Je ne suis intervenu que parce que je suis plutôt adepte de ce qu'a dit mort_khan/Triskaël

Et puis leur prof de spé est partisant du "si ça vous intéresse, même si c'est trop dur pour vous, essayez."

[invitea29d1598]

mentionner deux trois choses en guise d'excursion rapide en fin d'année sur ces sujets ne me dérangerait pas.

je suis d'accord... mais...

Je ne suis intervenu que parce que je suis plutôt adepte de ce qu'a dit mort_khan/Triskaël

je ne peux pas dire que je ne suis pas d'accord étant donné que c'est ce que j'ai moi-même fait, mais j'ai eu une expérience qui m'a fait réaliser les risques qu'il y avait pour certains...

j'ai eu un étudiant de deuxième année qui connaissait plus de trucs que moi (j'ai dit moi, pas toi ) sur les théories de supercordes. Il connaissait par coeur de nombreux théorèmes/résultats et qui les avaient obtenus et quand... très impressionnant... (surtout pour quelqu'un avec une aussi mauvaise mémoire que moi).

Evidemment, il ne maîtrisait pas la background théorique derrière et parfois sa connaissance était "littéraire" et pas "intelligente" (j'ai rien contre les littéraires! ).

En soit, ce n'était évidemment pas problématique: à son âge je "connaissais" moi aussi (via la vulgarisation) pas mal de trucs théoriques sans avoir les connaissances "techniques" qui allaient avec. Mais le hic dans tout ça, c'est qu'au fur et à mesure du temps, j'ai réalisé que cet étudiant (qui avait un certain "sens physique") était passé complètement à côté de pas mal de choses qu'il aurait dû étudier, à force de toujours regarder trop loin... résultat, à l'exam j'ai cru que j'allais le recaler et je ne sais même pas s'il a continué dans la physique après...

bref, tout ça pour dire : regarder à l'horizon pour se motiver, c'est bien. Mais faut pas oublier de regarder où on met les pieds aussi...

[mtheory]

bref, tout ça pour dire : regarder à l'horizon pour se motiver, c'est bien. Mais faut pas oublier de regarder où on met les pieds aussi...

J'adhère à 100% à ce que tu viens de dire, j'ai souffert du même problème bien que dans des proportions moindres et dans une situation plus compliquée.
C'est pourquoi j'ai bien précisé que ce que je disais n'était qu'une contribution au débat et pas un modèle généralisable.
Même si chacun est différent il y a certaines étapes à ne pas bruler sans en payer le prix,c'est comme dans l'élaboration/construction d'une machine complexe.
Je dirais que prendre des raccourcis sans l'aide et la surveillance d'un guide expérimenté est presque toujours casse gueule à moins d'être particulièrement doué.

[invitedf1587ed]

Bonjour à tous

Etant un peu déçu de la tournure prise par ce post, loin de la question posée initialement sur l'adéquation de certaines théories à la résolution du problème majeur de la physique contemporaine, c'est-à-dire l'unification de la RG et de la MQ, j'aimerais pouvoir le ramener sur le droit chemin en réagissant sur certaines citations à propos de la RE qui me paraissent bien loin du débat scientifique.

La relativité d'échelle ne donne aucune possibilité d'être falsifiée.

C'est ce que l'on disait de la RG à sa naissance. Et comme pour la RG, des possibilités de falsification de la RE par l'expérience existent sans qu'on soit obligé d'aller voir à l'échelle de Planck ou au rayon de l'univers ce qu'il s'y passe.

La vérification expérimentale des prédictions des valeurs des demi-grands axes et des eccentricités des planètes extra-solaires est un des moyens de falsifier la RE quant à ses prédictions sur l'auto-organisation de la matière dans un potentiel Keplérien. Le test est en cours depuis 1995 et les résultats vont nettement dans le sens d'une validation des prédictions de la RE.

Autre possibilité à court-terme : l'amélioration de la précision des valeurs mesurées des constantes de couplages , et permettra de valider ou d'infirmer les prédictions de la RE sur ces valeurs. Ces prédictions (faites à partir de la version «galliléenne» de la RE, la plus simple) sont actuellement plus précises que les valeurs mesurées et en excellent accord avec elles. Un gain d'un facteur ~100 en précision expérimentale devrait suffire et le LHC nous permettra sans doute de vérifier cela dans quelques années.

Sinon, on peut aussi vérifier que les pics anormaux (par rapport aux prédictions de la MQ) de production de positrons par collisions d'ions lourds au RHIC et au GSI de Darmstadt correspondent bien aux pics prédits par la RE. Là encore un gain en précision des mesures est nécessaire.

Ou encore : mesurer la durée de vie du proton (et donc connaître l'échelle de GUT), ce qui ne nécessite à priori qu'une TRES grande «piscine», et voir ensuite si les prédictions de la RE sur ces deux grandeurs sont validées.

La RE n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...

Encore une fois, cette poésie a pourtant prédit (en 1993) la distribution des valeurs des demi-grands axes et des eccentricités des systèmes planétaires extra-solaires avant leurs découvertes (1995-). La structuration sur ces deux grandeurs est statistiquement vérifiée sur l'ensemble des systèmes planétaires découverts à ce jour. La probabilité d'obtenir ces résultats par un hasard poétique est de l'ordre de ~10E-07.

Personnellement, je dirais qu'il n'est pas plus absurde de la comparer aux autres qu'il n'est absurde de comparer l'Héliocentrisme aux Epicycles.

Mais il n'y a aucun article sérieux sur ce sujet qui a été publié dans une revue de physique théorique (à la rigueur je veux bien croire qu'il y en a eu un par accident mais je l'ai jamais vu). Tous les articles ont été publiés dans des revues d'astrophysique où la plupart du temps les referees ne sont pas très compétents sur les théories sous-jacentes

Puis-je vous rappeller que Laurent Nottale est avant tout astrophysicien et qu'il est donc normal que beaucoup de ses publications, puisqu'elles concernent des applications de la RE à l'astrophysique/cosmologie, se retrouvent dans des revues d'astrophysique ?

Quant à la remarque sur les referees qui, la plupart du temps, n'ont pas pu assimiler correctement la RG et la MQ... Mais comment font-ils alors pour juger de la pertinence d'articles aussi fréquents que ceux traitant de la constante cosmologique, de neutrinos primordiaux, d'horizon de trou noir, ou de l'équation d'état d'une étoile à neutrons ?

Enfin, pour votre culture générale, voici quelques exemples de publications non-accidentelles dans des revues de Phys. Th. et Math. par Nottale et d'autres auteurs sur la RE :

Nottale, L., Schneider, J., 1984, J. Math. Phys., 25, 1296.
"Fractals and Non-Standard Analysis".

Nottale, L., 1989, International Journal of Modern Physics, A4, 5047-5117
"Fractals and the Quantum Theory of Space-Time".

Nottale, L., 1992, International Journal of Modern Physics A7, 4899-4936
"The Theory of Scale Relativity".

Célérier M.-N. & Nottale, L., 2004, J. Phys. A, 37, 931-955
"Quantum-classical transition in scale relativity".

Nottale L., 2004, Proceedings of Symposia in Pure mathematics, , 72, Part 1, p. 57 (American Mathematical Society, Providence)
"Fractal Geometry and the Foundations of Physics".

Ben Adda F. and Cresson J., 2001, Journ. Mathematical Analysis and Applications 263, 721
"About non-differentiable functions"

Castro, C., Foundations of Physics Lett., 10, 273
"String theory, scale relativity and the generalized uncertainty principle"

Pissondes, J.C., 1999, J. Phys. A: Math. Gen. 32, 2871 (PDF)
"Quadratic relativistic invariant and metric form in quantum mechanics"

Jumarie, G., 2001, Int. J. Mod. Phys. A 16, 5061
"Schrödinger equation for quantum fractal space-time"

Mais Nottale est un très bon communicateur et il sait se vendre... je ne vais pas rentrer plus dans les détails, mais je t'assure que je sais de quoi je parle...

Si l'initié que vous semblez être pouvait nous éclairer sur la raison de ces insinuations désobligeantes qui sont en complète contradiction avec la charte du forum et à mille lieues du débat scientifique ? Venant de la part d'un modérateur d'un site se présentant comme «le portail scientifique de référence», c'est assez décevant !

Je respecte Nottale et ce qu'il essaye de faire mais j'ai le même jugement sévère sur sa théorie,elle me semble intenable

Si la Cours pouvait motiver son verdict en présentant les attendus en défaveur de la RE, cela aiderait à faire avancer le débat de manière scientifique...

Faire une comparaison des travaux d'Alain Connes et de ceux de Laurent Nottale semble blasphematoire ! Ceux-ci se trouvent effectivement dans les deux positions extremes et opposees dans l'echelle d'autorite de la communaute de physique mathematique/theorique

Blasphématoire ? Etes-vous entré en Physique comme on entre en Religion ? Et Einstein, quand il publie son article historique sur l'effet photo-électrique (qui lui a valu le Nobel), où se situe-t-il sur cette fameuse échelle d'autorité ? Réponse : tout en bas ! Pensez-vous vraiment que seuls sont valables les travaux de scientifiques parvenus à une certaine notoriété ?

Sa "théorie" est toujours d'actualité pour lui. Mais pour tous les gens avec qui j'en ai parlé et qui ont regardé de près le contenu, cela reste de la métaphysique... mathématiquement, ce qu'il a fait ne tient pas vraiment la route (à ce que l'on m'en a dit, je le répète: mais je tiens cela de plusieurs sources différentes en lesquelles j'ai très grande confiance). Par ailleurs, tous les séminaires que j'ai vus de lui étaient particulièrement flous et dénués de démonstrations quelconques...

A nouveau, pourriez-vous citer vos sources ou nous donner les références vers des articles scientifiques qui démontreraient que la RE ne «tient pas la route» ? Malgré de nombreuses recherches, je n'ai pu en trouver un seul.

Quant à dire qu'il présente son travail en séminaire de manière floue et sans l'accompagner d'une seule démonstration, voici la preuve du contraire avec la vidéo d'une conférence donnée à l'ENS de Lyon en 2004 où vous pourrez suivre, entre autres choses, la construction de la dérivée covariante d'échelle (la plus simple : sans spin, sans charge et non-relativiste) et la démonstration du passage de Newton à Schrödinger.

Finalement j'aurais un sondage a soumettre moi aussi : Vaut-il mieux etre un specialiste de la relativite generale ou de la theorie quantique des champs pour effectuer le fameux mariage ?

L'histoire semble indiquer que seules les théories qui reposent sur des principes fondamentaux (et qui ont été validées par l'expérience) ont permis des avancées majeures dans notre compréhension des «lois de la nature» et leur traduction en équations.

La MQ est essentiellement une théorie axiomatique de la mesure. Nous la maîtrisons, elle est exacte dans son domaine de validité et elle a permis de grandes avancées conceptuelles et techniques. Mais nous ne connaissons pas les principes fondamentaux qui la sous-tendent et qui expliqueraient, par exemple, pourquoi la fonction d'onde est complexe ou quelles sont les causes sous-jacentes au principe d'incertitude...

Par contre, avec le principe de Relativité pris dans son sens le plus large, on part de postulats fondamentaux qui définissent le cadre physique dans lequel on va développer les outils qui décriront notre perception de ces «lois de la nature». Ce principe, appliqué à des domaines de validité de plus en plus larges grâce à des généralisations successives du cadre (par diminution du nombre de postulats), a été à la base des évolutions conceptuelles majeures de la physique.

On notera que le cadre dans lequel s'inscrivent les théories physiques est

- continu, différentiable et Euclidien avec Gallilée et Newton,
- continu et différentiable avec Einstein,
- continu avec Nottale.

Nous savons ce que nous ont apporté les deux premières transitions. Nous pourrions fort bien être en train d'assister au début de la troisième grâce à un coup de rasoir d'Occam particulièrement pertinent qui nous permet, entre autre, de retrouver la MQ et son formalisme comme étant de la mécanique dans un espace-temps non-différentiable.

[invitea29d1598]

bonjour,

j'aimerais pouvoir le ramener sur le droit chemin en réagissant sur certaines citations à propos de la RE qui me paraissent bien loin du débat scientifique.

la raison principale est peut-être que la RE est justement bien loin de la science...

C'est ce que l'on disait de la RG à sa naissance.

absolument faux. La RG est arrivée dès le départ avec des prédictions falsifiables.

Le test est en cours depuis 1995 et les résultats vont nettement dans le sens d'une validation des prédictions de la RE.

évidemment : c'est ce qui est amusant chez Nottale, si on l'écoute, tout ce qu'on regarde ou mesure est une preuve que sa théorie est géniale et s'applique à tout dans la nature... un peu d'humilité et de rigueur scientifique!

. Ces prédictions (faites à partir de la version «galliléenne» de la RE, la plus simple) sont actuellement plus précises que les valeurs mesurées et en excellent accord avec elles. Un gain d'un facteur ~100 en précision expérimentale devrait suffire et le LHC nous permettra sans doute de vérifier cela dans quelques années.

excellent! vous êtes en train de dire que Nottale applique de la physique non-relativiste à l'interaction électrofaible et à la QCD et que ça marche? il est encore plus fort que je ne le pensais

je lui décerne le Nobel sans plus attendre.

Sinon, on peut aussi vérifier que les pics anormaux (par rapport aux prédictions de la MQ)

c'est un non-sens : la MQ n'est pas une théorie mais un cadre théorique.

Encore une fois, cette poésie a pourtant prédit (en 1993) la distribution des valeurs des demi-grands axes et des eccentricités des systèmes planétaires extra-solaires avant leurs découvertes (1995-)

cela ne veut strictement rien dire : elle n'a rien prédit du tout car on n'a rien mesuré de manière statistiquement fiable. Elle a donné des valeurs dont on ne sait pas encore si elles sont complètement stupides ou pas...

La structuration sur ces deux grandeurs est statistiquement vérifiée sur l'ensemble des systèmes planétaires découverts à ce jour. La probabilité d'obtenir ces résultats par un hasard poétique est de l'ordre de ~10E-07.

une réf?

Personnellement, je dirais qu'il n'est pas plus absurde de la comparer aux autres qu'il n'est absurde de comparer l'Héliocentrisme aux Epicycles.

Puis-je vous rappeller que Laurent Nottale est avant tout astrophysicien et qu'il est donc normal que beaucoup de ses publications, puisqu'elles concernent des applications de la RE à l'astrophysique/cosmologie, se retrouvent dans des revues d'astrophysique ?

absolument faux!!! je suis moi-même physicien théoricien bossant dans le domaine de l'astrophysique et je peux vous assurer que toutes les publis sérieuses qui touchent des sujets auxquels N prétend toucher sont publiés dans des revues du genre PRD, GRQC et absolument pas dans des revues d'astro.

si on regarde sur arxiv pour voir le statut des articles de Nottale, qu'est-ce qu'on voit :

http://arxiv.org/find/hep-th/1/au:+N.../0/1/0/all/0/1

aucun article publlié parmi ces trois réfs. Celui sur l'équation de Dirac a été soumis à PRD il y a 4 ans et n'est toujours pas publié!!!!

Quant à la remarque sur les referees qui, la plupart du temps, n'ont pas pu assimiler correctement la RG et la MQ... Mais comment font-ils alors pour juger de la pertinence d'articles aussi fréquents que ceux traitant de la constante cosmologique, de neutrinos primordiaux, d'horizon de trou noir, ou de l'équation d'état d'une étoile à neutrons ?

selon les sujets ce ne sont pas les mêmes referees et bien souvent pas les mêmes revues. Quelqu'un qui bosse en cosmologie connaît bien mieux la relativité que quelqu'un qui bosse sur les planètes extra-solaires...

Enfin, pour votre culture générale, voici quelques exemples de publications non-accidentelles dans des revues de Phys. Th. et Math. par Nottale et d'autres auteurs sur la RE

dans la liste que vous donnez, il y a un seul article récent de Nottale qui pourrait éventuellement prouver sa compétence (un proceeding n'a aucune valeur). Pour ce qui est de la validité de sa théorie, ce n'est pas cet article (Célérier et Nottale) qui le fera : on n'a pas attendu Nottale pour savoir que l'équation de Schrödinger pouvait se retrouver à partir d'une approche stochastique... retrouver des résultats connus, y'a des tonnes de façons de le faire. De plus, si réellement sa "théorie" était un minimum fiable (je ne parle que du point de vue théorique), ce n'est pas une dizaine de malheureux articles écrits par à peine une dizaine de personnes que vous pourriez citer... depuis le temps qu'il parle de sa théorie, si elle était réellement convaincante pour les spécialistes, elle aurait été reconnue. Et surtout, ses articles seraient régulièrement publiés dans des revues sérieuses.

Si l'initié que vous semblez être pouvait nous éclairer sur la raison de ces insinuations désobligeantes qui sont en complète contradiction avec la charte du forum et à mille lieues du débat scientifique ? Venant de la part d'un modérateur d'un site se présentant comme «le portail scientifique de référence», c'est assez décevant !

je ne vais pas citer les noms de chercheurs qui connaissent très bien Nottale et le domaine dans lequel il prétend exercer sans leur accord.

Si la Cours pouvait motiver son verdict en présentant les attendus en défaveur de la RE, cela aiderait à faire avancer le débat de manière scientifique...

la RE ne repose que sur du flou. Il est bien souvent impossible de trouver des énoncés mathématiquement rigoureux.

Pensez-vous vraiment que seuls sont valables les travaux de scientifiques parvenus à une certaine notoriété ?

évidemment que non. Mais les travaux d'Einstein ont été vite reconnus par l'ensemble de la communauté. Ceux de Nottale ont été vite ignorés...

A nouveau, pourriez-vous citer vos sources ou nous donner les références vers des articles scientifiques qui démontreraient que la RE ne «tient pas la route» ? Malgré de nombreuses recherches, je n'ai pu en trouver un seul.

justement : le travail scientifique ne consiste pas à démontrer que toutes les affirmations floues sont fausses. C'est à une nouvelle théorie de prouver qu'elle est valable. Notalle a été incapable de le faire. S'il fallait que les scientifiques passent leur temps à prouver que des théories fumeuses le sont, ils pourraient le faire à plein temps!!!

Quant à dire qu'il présente son travail en séminaire de manière floue et sans l'accompagner d'une seule démonstration, voici la preuve du contraire avec la vidéo d'une conférence donnée à l'ENS de Lyon en 2004 où vous pourrez suivre, entre autres choses, la construction de la dérivée covariante d'échelle (la plus simple : sans spin, sans charge et non-relativiste) et la démonstration du passage de Newton à Schrödinger.

résultats de base qui plus de dix ans après la naissance de sa théorie sont encore les seuls trucs qu'il peut faire quand il veut avoir l'air sérieux. Où en était Einstein 10 ans après 1905?

L'histoire semble indiquer que seules les théories qui reposent sur des principes fondamentaux (et qui ont été validées par l'expérience) ont permis des avancées majeures dans notre compréhension des «lois de la nature» et leur traduction en équations.

le principe des fractals n'a absolument pas été inventé par Nottale. L'invariance par changement d'échelle non plus (cf la théorie de Weyl ou plus tard la renormalisation). Personne ne nie que les idées de Nottale sont jolies. Malheureusement, c'est le passage à une théorie qui tienne la route et la comparaison avec les données observationnelles qui tranchent malgré vos affirmations.

Nous pourrions fort bien être en train d'assister au début de la troisième grâce à un coup de rasoir d'Occam particulièrement pertinent qui nous permet, entre autre, de retrouver la MQ et son formalisme comme étant de la mécanique dans un espace-temps non-différentiable.

et on pourrait très bien aussi être en face d'un énième n'importe quoi.

Le but de ce forum n'est pas de discuter de théories spéculatives qui ne sont considérées comme sérieuse par presque personne en dehors de leur auteur. Si Nottale est si génial que ça, tant mieux pour lui, mais ce n'est pas ce forum qui pourra le dire. En tous cas, il est très facile de voir qu'après plus de dix ans, il n'a toujours pas convaincu les spécialistes.

[mtheory]

Bonjour ,vu votre post vous devez être proche de Notalle voir...
Aucune importance ,comme je l'ai dit je respecte Notalle même si je ne crois pas à sa théorie.
Donc quelques commentaires préliminaires (J'imagine que Rincevent me rejoindra d'ici quelques temps)

C'est ce que l'on disait de la RG à sa naissance.

Pas à ma connaissance

Et comme pour la RG, des possibilités de falsification de la RE par l'expérience existent sans qu'on soit obligé d'aller voir à l'échelle de Planck ou au rayon de l'univers ce qu'il s'y passe.

La vérification expérimentale des prédictions des valeurs des demi-grands axes et des eccentricités des planètes extra-solaires est un des moyens de falsifier la RE quant à ses prédictions sur l'auto-organisation de la matière dans un potentiel Keplérien. Le test est en cours depuis 1995 et les résultats vont nettement dans le sens d'une validation des prédictions de la RE.

Est vraiment un test de la RE ou simplement de modèles stochastiques pour les systèmes dynamiques ?Je peux dire que la validation de lois en divergence/rotationnel/d'Alembertien pour les phénomènes électromagnétiques valident l'origine hydrodynamique/élastique à partir d'un éther des phénomènes électromagnétique,c'est du même genre je le crains.
Je ne suis pas sûr d'éxagérer vraiment là.

Autre possibilité à court-terme : l'amélioration de la précision des valeurs mesurées des constantes de couplages , et permettra de valider ou d'infirmer les prédictions de la RE sur ces valeurs. Ces prédictions (faites à partir de la version «galliléenne» de la RE, la plus simple) sont actuellement plus précises que les valeurs mesurées et en excellent accord avec elles. Un gain d'un facteur ~100 en précision expérimentale devrait suffire et le LHC nous permettra sans doute de vérifier cela dans quelques années.

Possible mais là encore d'autres théories font aussi bien donc attendons.

Encore une fois, cette poésie a pourtant prédit (en 1993) la distribution des valeurs des demi-grands axes et des eccentricités des systèmes planétaires extra-solaires avant leurs découvertes (1995-). La structuration sur ces deux grandeurs est statistiquement vérifiée sur l'ensemble des systèmes planétaires découverts à ce jour. La probabilité d'obtenir ces résultats par un hasard poétique est de l'ordre de ~10E-07.

ça ne me convaint pas , qu'on puisse trouver des lois fractales dans les processus non linéaires/stochastiques à l'origine des systèmes planétaires est une chose ,que cela découle d'une structure fractale de l'espace-temps en est une autre.

Puis-je vous rappeller que Laurent Nottale est avant tout astrophysicien et qu'il est donc normal que beaucoup de ses publications, puisqu'elles concernent des applications de la RE à l'astrophysique/cosmologie, se retrouvent dans des revues d'astrophysique ?

Juste remarque mais comme vous le faite remarquez vous mêmes ses théories ont des implications en physiques des particules et théories quantique des champs ,on devrait donc avoir des échos de la part d'autres chercheurs dans ces disciplines

Si la Cours pouvait motiver son verdict en présentant les attendus en défaveur de la RE, cela aiderait à faire avancer le débat de manière scientifique...

Oh mon avis ne pèse pas lourd mais je veux bien entrer un peu dans les détails dans un prochain post.

A+


Ah doublé par Rincevent

[mtheory]

Si la Cours pouvait motiver son verdict en présentant les attendus en défaveur de la RE, cela aiderait à faire avancer le débat de manière scientifique...

J'y viens.

La MQ est essentiellement une théorie axiomatique de la mesure.

C'est un point de vu positiviste un peu trop réducteur mais c'est vrai que la MQ est plus proche de la thermodynamique classique que de la mécanique statistique.D'ailleurs le choix du terme/concept vecteur d'état pour généraliser celui de fonction d'onde n'est pas innocent .

Nous la maîtrisons, elle est exacte dans son domaine de validité et elle a permis de grandes avancées conceptuelles et techniques. Mais nous ne connaissons pas les principes fondamentaux qui la sous-tendent et qui expliqueraient, par exemple, pourquoi la fonction d'onde est complexe ou quelles sont les causes sous-jacentes au principe d'incertitude...

Complétement exact et des approches comme les twisteurs de Penrose ou la GNC sont intéressantes dans cette direction.

Par contre, avec le principe de Relativité pris dans son sens le plus large, on part de postulats fondamentaux qui définissent le cadre physique dans lequel on va développer les outils qui décriront notre perception de ces «lois de la nature». Ce principe, appliqué à des domaines de validité de plus en plus larges grâce à des généralisations successives du cadre (par diminution du nombre de postulats), a été à la base des évolutions conceptuelles majeures de la physique.

On notera que le cadre dans lequel s'inscrivent les théories physiques est

- continu, différentiable et Euclidien avec Gallilée et Newton,
- continu et différentiable avec Einstein,
- continu avec Nottale.

Nous savons ce que nous ont apporté les deux premières transitions. Nous pourrions fort bien être en train d'assister au début de la troisième grâce à un coup de rasoir d'Occam particulièrement pertinent qui nous permet, entre autre, de retrouver la MQ et son formalisme comme étant de la mécanique dans un espace-temps non-différentiable.

De loin ça semble séduisant mais de près non ,c'est un retour en arrière.
Déjà l'approche de Notalle semble être dans le prolongement des approches de Vigier/De Broglie dans lesquelles il y a une connexion(?) entre le théorème de guidage de la théorie de la double solution de De Broglie et les résultats de Einstein Hoffman Infeld pour le principes des géodésiques.
Rappelons une des bases du raisonnement de Nottale.
EIH ont montré que les particules de matières doivent suivrent des géodésiques de l'espace-temps et qu'ainsi les lois de la mécanique des particules sont des conséquences des équations de champs d'Einstein.
Déjà celui-ci estimait que dans une théorie pleinement unitaire et non dualiste un tel résultat devait peut être se généraliser et donner des restrictrions sur les mouvements des particules qui seraient précisément les conditions quantiques.
Nottale arrive et dit , je sais ce qui manquait , balancer l'hypothèse de différentiabilité de l'espace-temps et hop le tour est joué !J'aboutis à une connexion naturelle avec la théorie stochastique de Nelson.
J'ai une structule fractale et ainsi j'ai plusieurs géodésiques entre deux points de l'espace-temps.
La nature doit choisir d'où l'emploi de probabilités et ainsi MQ=théorème des géodésiques +structure fractale de l'espace-temps.
Super jolie et économique à première vue.

Premier point:
A partir du moment où je balance l'hypothèse de différentiabilité de l'espace-temps je ne peux plus employer la RG sans faire du 'coarse graining' et donc fondamentalement rien ne me prouve que le théorème de EIH soit toujours valable dans 'l'infinitésimal'.
Déjà ça va mal.

Deuxième points:
Il cite l'intégrale de chemin de Feynman où effectivement on peut voir une structure fractale associée aux trajectoires des particules.
Ok mais il y a plusieurs 'détails' qui m'embêtent.
Pour une particule se déplaçeant dans l'espace-temps fractal, si l'on peut admettre différentes trajectoires correspondants à une même longueur de géodésique entre deux points de cette espace-temps, alors l'ITDC est sans ambiguité dans ce cas ,les amplitudes de probabilité sont les MEMES!
De plus c'est la superposition de plusieurs amplitudes différentes qui va produire par interférences destructives une trajectoire extrémale.

Troisième point:
La MQ ce n'est pas du tout l'équation de Schroëndinger d'une particule se déplaçeant dans un potentiel ,en clair la MQ ne se réduit pas à la mécanique ondulatoire ,or c'est cette dernière que N 'retrouve'.
La MQ est avant l'espace-temps et traite de systèmes qui peuvent n'avoir aucun correspondant classique.Par ailleurs les coordonnées conjuguées q, p dans l'équation de Scrhroëndinger ne sont pas automatiquement liées à des coordonnées de particules et quand on réalise ça l'idée de Nottale s'évapore en fumée.
Beaucoup de personne ,surtout celle n'ayant pas étudié de façon appronfondi la théorie des particules élémentaires et des champs (avec notamment le formalisme de seconde quantification) fond encore la confusion entre MQ et mécanique ondulatoire.


Je sympathise avec ce qu'essaye de faire Nottale et il a raison d'insister sur le fait que la validité du calcul infinitésimal n'est physiquement pas assuré.De plus il ne me semble pas impossible que des modèles d'espace-temps avec structure fractale soient utiles pour comprendre des phénomènes en gravitation quantique mais justes comme modèles ,pas comme explication fondamentale.
De plus la MQ permet d'introduire des choses comme le superespace de Wheeler De Witt et pointe dans une direction généralisant le concept de réalité dans l'espace-temps;
Avec la théorie de Nottale on en revient à une vision 'boule de Billard' dans le vide pour les particules qui me parait un retour en arrière par rapport au concept beaucoup plus riche de 'quanton'.

[inviteb276d5b4]

Bonsoir
[Aparté]
Je suis heureux de voir la remontée de ce fil qui me donne des éléments de réponse attendu en vain ici

* l'irréversibilité du processus de mesure quantique, c’est à dire la perte d'information sur l'état initial du système observé (c’est à dire encore l'aptitude du champ gravitationnel à cacher l'information que nous croyons perdue sur l'état initial qu'avait le système avant la mesure ou avant une interaction avec l'environnement ayant même nature qu'une mesure quantique).

* l'indéterminisme du processus de mesure quantique (le gain d'information sur l'état final du système observé) c’est à dire l'aptitude du champ gravitationnel à faire réémerger de l'information cachée en donnant ainsi à l’observateur l'impression d'une création d'information à l'issue du processus de mesure quantique.

Comme quoi, en faisant un peu l'effort de renter dans le systeme de référence des autres tout est possible.

La MQ est avant l'espace-temps et traite de systèmes qui peuvent n'avoir aucun correspondant classique

J'ai déja exprimer cette idée dans un autre fil mais j'ai du le dire de maniére trop "primitive".

Je suis étonné de voir que des scientifiques entre eux débattent de théories de façon vulgaire. Pas une seule formule...
[/Aparté]

[Tropique]

Hello

Si vous le permettez , un petit interlude: avertissement: je n'ai aucune qualification pour discuter des mérites respectifs des différentes théories en jeu; disons que ma culture scientifique est juste suffisante pour jouer le rôle "d'honnête homme" dans l'acception admise au siècle des lumières (je crois, je n'en suis même pas sur).

Fondamentalement, je suis impressionné par la cohérence de la théorie de la relativité (malgré mes lacunes, c'est quand même un sujet que j'ai du étudier): à partir du moment où l'on en accepte les prémisses, il est très difficile d'en éviter les conclusions (ce n'est en tous cas pas à ma portée).
D'autre part, je suis forcé de constater que la mécanique quantique possède des capacités opérationnelles sans égal: la quasi-totalité de ce qui fait notre monde actuel est basé sur des applications de la mécanique quantique: que ce soient les semiconducteurs, les lasers, les supraconducteurs, tout ou presque y a son origine. Malheureusement, cette théorie, aussi merveilleuse et efficace qu'elle soit, ne peut être abordée que sous un aspect formel (mathématique, essentiellement). La traduction "intuitive" de ses processus semble hors de portée de la plupart de ceux qui s'y attaquent.
Face à cette dichotomie, qui est présente à plusieurs niveaux, la solution la plus rationnelle est vraisemblablement de développer une théorie essentiellement neuve, reprenant exclusivement les (rares) éléments inébranlables de l'une et de l'autre: essayer à tout prix de connecter arbitrairement deux théories mutuellement exclusives consommera plus de degrés de liberté que de partir de zéro (j'espère que je me fais comprendre, ce n'est pas une simple figure de style).
En résumé:
La théorie de la relativité a maintenant plus ou moins un siècle (selon qu'on se base sur la relativité restreinte ou générale) et n'a pas réussi en tout ce temps à enfanter une seule application (il y a des centaines de "vérifications", mais pas une une seule véritable application).
La mécanique quantique est un peu plus jeune, et a accumulé un palmarès impressionnant en matière d'applications réelles, mais elle ne permet pas de suivre une ligne de raisonnement cohérent (de notre point de vue): il faut extraire certaines solutions des équations et en traduire les conséquences en faits, ce qui est fréquemment déroutant et frustrant (Einstein disait que Dieu ne joue pas aux dés).
Soyons conscients que ces deux courants sont exactement cela: d'ici un siècle ou deux, ils auront vraisemblablement été balayés par des théories plus efficaces, plus larges et plus précises; il ne faut donc pas trop s'y attacher. Il faut développer une théorie entièrement nouvelle, mais qui tienne compte des acquis de ce qui a précédé: ce qui veut dire non seulement Planck, Bohr et Einstein, mais aussi Maxwell et Newton, voire d'autres encore.
Y a-t-il un génie dans l'assemblée, qui soit capable de relever ce défi? (sachant que tout sera remis en question à nouveau, 100 ou 200 ans plus tard)
A+

[invite309928d4]

(...) De plus il ne me semble pas impossible que des modèles d'espace-temps avec structure fractale soient utiles pour comprendre des phénomènes en gravitation quantique mais justes comme modèles ,pas comme explication fondamentale.

Salut,
pourquoi est-ce que ça ne pourrait pas être une "explication fondamentale" ?
Au début, j'avais été intéressé chez Nottale par ce que disait Liber Abaci au sujet des grands systèmes physiques :
- continu, différentiable et Euclidien avec Gallilée et Newton,
- continu et différentiable avec Einstein,
- continu avec Nottale.

Autant le continu me semble une condition nécessaire à la simple succession des faits autant je ne vois pas clairement à quoi correspond cet axiome (?) de la différentiabilité.
Peut-on se passer de la différentiabilité de l'espace-temps ?

[inviteb44d430b]

Salut, juste un petit commentaire sur le début, j'ai pas eut le temps de lire les pages 2,3,4.

mais la dernière (relativité d'échelle) n'est rien d'autre que de la "poésie calculatoire" et il est absurde de la comparer aux autres...

Poésie certes, calculatoires c'est bien là le probléme. Il n'y a pas de solides mathématiques dérriére sinon c'est trés jolie.

[chaverondier]

Selon vous, laquelle de ces théories pourra mettre un terme aux incompatibilités entre relativité générale et mécanique quantique ?

Un point me paraît très important dans le développement des futures théories englobant Mécanique Quantique et gravitation, c'est déjà de régler un problème propre à la MQ. Je veux parler du problème de la mesure quantique [1] (même si certains physiciens estiment que c'est un faux problème ou qu’il est définitivement réglé par la théorie de mondes multiples [2][3]). Si ça se trouve, la réduction du paquet d'onde fait précisément intervenir la gravitation [4][5]. Un petit nombre de physiciens (dont quand même Penrose [6]) évoquent en effet l'hypothèse selon laquelle la gravitation jouerait un rôle déterminant dans la réduction indéterministe et irréversible de la fonction d'onde.

Il reste aussi (et cette deuxième question ne peut être séparée de la première) à trancher entre les interprétations de la mécanique quantique
* déterministes ou non [7][8]
* time symmetric ou non [9]
* explicitement non locales (donc violant le principe de relativité du mouvement) ou non

Pour moi, la question qui me semble se poser est la suivante. Les directions actuellement envisagées pour trouver une théorie modélisant les effets quantiques et la gravitation (théories des cordes, loop quantum gravity, théorie des twistors de Penrose et géométrie non commutative) le resteront-elles si l'on parvient à progresser sur ces questions essentielles encore en discussion en MQ qui sont celles d'y modéliser la décohérence (mais cette partie là peut se faire dans le cadre actuel) mais surtout la réduction du paquet d'onde et plus précisément de régler les questions concernant
* l'indéterminisme de la mesure quantique
* l'irréversibilité de la mesure quantique
* la flèche quantique du temps [10] et le statut de la symétrie T vis à vis de cette question
* la non localité quantique [11] (explicite donc en violation du principe de relativité du mouvement ou pas)
* l'existence ou non d'un présent quantique universel [12] (indépendant du mouvement de l'observateur en violation de la relativité de la simultanéité)

Si oui, quel rôles joueront la théorie des cordes, la loop quantum gravity, la géométrie non commutative d'Alain Connes et la théorie des twistors de Penrose. Elles apporteront
* des réponses ?
* des outils de modélisation ?
* un cadre de modélisation ?

Je crains que seuls quelques milliers (quelques centaines ?) de scientifiques sur la planète soient en mesure de proposer un tour d'horizon complet, fiable et bien présenté sur ces difficiles questions. Malgré ce, évoquer ces questions me semble pouvoir jouer un rôle important pour motiver des élèves de terminale S un peu curieux...d'où l'importance de leur signaler (pour éviter une motivation trop forte) que, professionnellement, ces domaines d'étude sont accessibles seulement à une toute petite élite et qu'ils ont tout intérêt à se motiver pour l'étude de notions scientifiques plus immédiatement utiles pour leur projet professionnel.

Bernard Chaverondier

[1] Decoherence, the Measurement Problem, and Interpretations of Quantum Mechanics, Maximilian Schlosshauer, Department of Physics, University of Washington,
http://arxiv.org/PS_cache/quant-ph/pdf/0312/0312059.pdf

[2] Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics
The Many-Worlds Interpretation (MWI) is an approach to quantum mechanics according to which, in addition to the world we are aware of directly, there are many other similar worlds which exist in parallel at the same space and time. The existence of the other worlds makes it possible to remove randomness and action at a distance from quantum theory and thus from all physics. http://plato.stanford.edu/entries/qm-manyworlds/

[3] the everett FAQ
http://www.hedweb.com/everett/everett.htm

[4] Décohérence gravitationnelle
http://arachne.spectro.jussieu.fr/Vacuum/Decoherence/

[5] Fluctuations quantiques et relativité
http://arachne.spectro.jussieu.fr/Vacuum/index.html

[6] Roger Penrose on Gravitational Reduction of the Wave Packet
http://dhushara.tripod.com/book/quan...nrose/penr.htm

[7] Subquantum Mechanics : The sub-quantum (deterministic) theory of Micho Durdevich, Universidad Nacional Autonoma de Mexico, “Physics Beyond the Limits of Uncertainty Relations”. A picture of physical reality which is based on individual physical systems, completely causal, and statistically compatible with quantum mechanics http://www.matem.unam.mx/~micho/subq.html

[8] Gerard ‘T HOOFT, Quantum Mechanics And Determinism At The Planck Scale 9/11/00, A different version of this talk, with the title "Quantum Mechanics and Information Loss", was presented at the Conference on "Decoherence", Spinoza Institute, Utrecht, June 10 - 14, 2000. http://www.phys.uu.nl/~thooft/quantloss/index.htm
http://www.phys.uu.nl/~thooft/quantloss/tsld024.htm
Quantum Gravity as a Dissipative Deterministic System (20p)
http://xxx.lanl.gov/abs/gr-qc/9903084

[9] The Transactional Interpretation of Quantum Mechanics
John G. Cramer Department of Physics University of Washington
PO Box 351560 Seattle WA 98195-1560 USA
http://mist.npl.washington.edu/ti/

[10] The Direction of Time (Hans Dieter Zeh)
http://www.time-direction.de/

[11] Faster than Light, Raymond Chiao, Paul Kwait, Aephraim Steinberg Scientific American Aug 93 http://www.dhushara.com/book/quantco...oc/qnonloc.htm

[12] Déterminisme quantique ou localité relativiste ?
http://perso.wanadoo.fr/lebigbang/epr.htm

[mtheory]

. Malgré ce, évoquer ces questions me semble pouvoir jouer un rôle important pour motiver des élèves de terminale S un peu curieux...d'où l'importance de leur signaler (pour éviter une motivation trop forte) que, professionnellement, ces domaines d'étude sont accessibles seulement à une toute petite élite et qu'ils ont tout intérêt à se motiver pour l'étude de notions scientifiques plus immédiatement utiles pour leur projet professionnel.

Oui,je crois qu'on est tous d'accord au fond, si les choses sont faites avec toute la prudence et les indications nécessaires.
Décrire certaines perspectives futures tout en précisant clairement que s'il est possible de pouvoir atteindre certaines cimes sans être des génies l'ascension n'est sans danger et fructeuse que si l'on respecte certaines règles et que ,malheureusement, un tout petit nombre sera grimpeur professionnel.

[invite8ef93ceb]

Est-ce que l'un d'entre vous pourrait m'aider à me renseigner sérieusement sur le problème précis de l'unification des théories mentionnées?
Est-ce que tout ceux qui travaillent sur ce problème trouvent la même cause, dans les mêmes concepts, à ce problème?
Si quelqu'un peut me renseigner rapidement, sans trop d'efforts, ce serait bien apprécié.

Salutations,

Simon

[invite143758ee]

mon avis basique de jeune étudiant,
c'est que c'est vraiment un acte de foi de se lancer dans une de ces branches, et chacunes a ses lacunes.

Par exemple, j'ai cru voir que la géométrie non-commutative se trouve fondamentalement dans un espace euclidien, qu'à cela ne tienne on fait une rotation de wick...bon, ok. Enfin, les astuces ad-hoc comme ça, c'est surtout pour les calculs, et peut-on vraiment en déduire une information sur la nature des particules et de l'espace-temps ?

pour la gravité à boucle, j'ai juste vu la formulation hamiltonienne et j'ai zappé la quantification de cet hamiltonien, bon en tous les cas ça ressemble à ce qu'on fait depuis longtemps en physique quantique, alors ça m'a l'air cool cette approche, à ce demander pourquoi on cherche des cordes , alors que cette approche me semble bien naturelle...question naïve bien sûre!

bon, tout ça pour avoir des avis sur ces deux thèmes...
et encore pour la géométrie non-commutative, j'ai cru également comprendre que la théorie repose sur un "super" groupe de symétrie et que le boson de higgs est nécessaire à la théorie.
Mais
1) si on ne trouve pas le higgs, ça m'a l'air fichu comme théorie physique.
2) si on trouve de nouvelles particules, il faudra rechangé tout le groupe de symétrie...c'est un peu comme si je disais 'tiens j'ai une théorie qui décrit qu'il y a 120 particules ni plus ni moins, mais tu as trouvé une nouvelle particules ? attend,je réagrandi ma théorie, et voilà finalement je dis qu'il y a 121 particule !"

[invite8ef897e4]

Bonjour a tous,

je veux juste ajouter mon petit grain de sel :
How far are we from the quantum theory of gravity?
par Lee Smolin, fait un bilan comparatif de LQG vs theories des cordes (cela date de 2003). Tres interessant de mon point de vue

Je voudrais aussi soutenir la remarque de Chaverondier sur la "theorie" des twisteurs de Penrose : il semble probable que ce formalisme soit a la base d'une formulation correcte de "la" theorie fondamentale. Ces objets generalisent la notion de spineur. On ne parlerait pas de "theorie" des spineurs, mais plutot de formalisme. Ainsi, les twisteurs peuvent etre a la base des theories de cordes (une voie dont l'exploration a ete recemment ouverte par Witten lui-meme !).

De plus, il est clair que la geometrie non-commutative presente plusieurs aspects forcant le respect, mais elle est tres difficile a aborder et pour cette raison reste largement hors d'acces meme pour la plupart des physiciens theoriciens. A ce titre, faire une comparaison des travaux d'Alain Connes et de ceux de Laurent Nottale semble blasphematoire ! Ceux-ci se trouvent effectivement dans les deux positions extremes et opposees dans l'echelle d'autorite de la communaute de physique mathematique/theorique. Il tout simplement impossible de discuter serieusement de la geometrie non-commutative a un niveau de vulgarisation. L'idee generale n'est pas difficile a saisir : il s'agit de reconstruire tous nos concepts usuels de geometrie (de la topologie au calcul differentiel entre autres) uniquement au moyen de l'algebre. Mais au-dela, le degre de sophistication mathematique necessaire reduit a neant tout espoir de description pour le profane (il me semble en tout cas !).

Encore un petit paragraphe : il pratiquement certain que la theorie des cordes sera effectivement realisee comme theorie effective des la matiere hadronique (les quarks et les gluons). Ce but constitue la motivation initiale historique, et parmi les dernieres orientations generales, la conjecture de Maldacena (cf par exemple les references dans le papier de Smolin) si elle s'avere correcte nous porterait extremement pres de la realisation de ce but initial. De meme, il est tout a fait possible que les theories des cordes permettent de decrire l'integralite de la faune issue du modele standard. En effet, les potentialites sont pratiquement infinies. C'est la difficulte principale de "la" theorie M : les theories des cordes sont trop nombreuses, et il manque a l'appel un veritable principe permettant de "selectionner" la version correcte (notamment l'etat du vide et son lien avec le groupe du modele standard, via les symetries de la partie compacte de l'espace-temps).

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Bonjour a tous,

je veux juste ajouter mon petit grain de sel :
How far are we from the quantum theory of gravity?
par Lee Smolin, fait un bilan comparatif de LQG vs theories des cordes (cela date de 2003). Tres interessant de mon point de vue

Merci pour cette référence je vais essayer d'en extraire ce que je peux comprendre. Il fait référence dans ce papier aux idées venant de la matière condensée. Ce qu'il dit est un peu superficiel.

Je voudrais aussi soutenir la remarque de Chaverondier sur la "theorie" des twisteurs de Penrose : il semble probable que ce formalisme soit a la base d'une formulation correcte de "la" theorie fondamentale. Ces objets generalisent la notion de spineur. On ne parlerait pas de "theorie" des spineurs, mais plutot de formalisme. Ainsi, les twisteurs peuvent etre a la base des theories de cordes (une voie dont l'exploration a ete recemment ouverte par Witten lui-meme !).

1- Que les twisteurs aiient la potentialité d'expliquer la problématique de la mesure en MQ, j'en doute fortement. En effet le coeur du problème est la description de l'interaction entre un système microscopique un système macroscopique bourré de degrés de liberté. Grosso-modo le postulat de projection a une espèce de statut d'hamiltoniel effectif. tout ce qui se fait autour de la cohérence ne s'éloigne pas de cette idée. Je ne vois pas ce que vienne faire les twisteurs là dedans.

2- Les twisteurs. Je sais très peu de choses sur les twisteurs. la seule chose que j'ai compris (cru comprendre) est la suivante : Plutôt que travailler dans l'espace de Minskowski il s'agit de travailler dans l'espace projectif complexe associé (donc a 8 dimensions) effectuer des constructions dans cet espace puis retourner dans Minkowski. Que dans cet espace on trouve des objets plus généraux que les spineurs ne m'étonne pas, mais cela ne démontre rien, sinon la disposition d'une stratégie théorique.

il s'agit de reconstruire tous nos concepts usuels de geometrie (de la topologie au calcul differentiel entre autres) uniquement au moyen de l'algebre. Mais au-dela, le degre de sophistication mathematique necessaire reduit a neant tout espoir de description pour le profane (il me semble en tout cas !).

S'agissant de la géométrie commutative, je n'ai toujours pas trouvé un bon article pédagogique. Pourrais-tu me conseiller quelque chose a lire.


Petite remarque: Il existe des démarches "unificatrices" a partir de la physique du solide. il semble que ces idées soient largement ignorées dans ce forum, il faudrait y remédier. En attendant taper "string-net condensation" dans Goggle. A bientôt.