Voilà, c'était juste pour prévenir que Lundi (aujourdhui), Mardi Mercredi (27,28,29/11) Arte rediffuse les 3 épisodes du documentaire The Elegant Universe (titre fr : Ce qu'Einstein ne savait pas encore) de 19h00 à 19h45. Je ne sais pas à quelle heure se fait le changement de chaîne france 5/arte, mais bon c'était pour vous prévenir.
C'est très vulgarisé, mais c'est assez bien fait. Voilà, bon divertissement.
Bonjour et merci a toi pour cette info
J'ai trouvé ça extrêmement léger. Bon, grace à ca ma mère a entendu parler des cordes. Mébon. Décevant quand même. Le pire c'est les image de synthèse des corde. Ca dépasse tout dans l'amateurismeEnvoyé par RVmappeurCS
a+
Ca permet quand même un premier abord sur le problème de l'unification de la relativité générale et la mécanique quantique, et puis sur la théorie des cordes.
Mais c'est vrai que c'est léger, mais toujours intéressant à voir
If your method does not solve the problem, change the problem.
Moi j'ai été interessé par ces émissions .Toutefois une question m'intrigue :si j'ai bien compris (?) les cordes sont des "objets " de la dimension de l'ordre de celle de Planck possédant des énergies considérables qui ,par vibration ,ont constitué les particules que nous connaissons ;mais le changement de dimension est considérable !(E-35 à E-15 ).Est-ce bien cela ?et si oui quelles sont la cause et le moteur de ce changement ?
Je dois dire ,pour etre honnete ,que la période dite "d'inflation de l'univers "me pose les memes questions en cosmologie !
Les animations des émissions font un peu "bandes dessinées ".
Quelqu 'un peut-il m'éclairer ? Merci
Bonjour
Les particules fondamentales sont considérées comme ponctuelles dans le Modèle Standard.
Dansle cadre de la théorie des cordes, elles sont effectivement obtenues à partir de cordes de la taille de l longueur de Planck : 1.6*10-35m
Les protons ont une dimension de l'ordre de 1 fermi (10-15m). Mais les protons ne sont pas des particules élémentaires, ils sont composés de trois quarks.
Merci de la réponse mais meme avec des quarks (1000 fois plus petits ?) le saut dimensionnel me parait énorme et je m'interroge sur la cause et les modalités !
Il faut se débarasser de la notion de particule boule solide.
Un proton, c'est pas une sphère dure, c'est un volume dans lequel les quark (sans dimension en première approximation) disposent d'une liberté assymptotique. Ce concept décrit une réalité résultant d'une caractéristique fondamentale de l'interaction forte : son intensité diminues quand les charges de couleurs se rapprochent (c'est le contraire avec l'léctromagnétisme et la gravitation). Tout se passe comme si les quarks étaient liés par des élastiques d'une longueur d'1 fermi (1e-15 m). Tant que les quarks restent dans le périmètre, ils ne resssentent aucune force ou presque. Dès qu'ils en sortent, la "force de rappel" de l'elastique s'exerce et ramène le quark au bercail. Et tout le volume de ce bercail, c'est ce qu'on appelle le proton.
Le quark lui même est une particule élémentaire, c'est à dire qu'il est perçu sans dimension, sans volume. Ou plutôt, si la théorie des cordes est bonne, il est vertigineusement plus petit que le volume qu'il occupe.
a+
Cette discussion m'intéresse beaucoup car elle touche à ce qui m'intrigue fondamentalement;pouvez vous développer un peu votre dernier paragraphe (ou m'indiquer un livre ou un site qui le fasse )?j'avoue que le fait que l'infiniment petit (qu'il soit corpuscule ,onde ou objet quantique ) puisse générer des particules incommensurablement différentes ,demande des explications quant à la cause de la mutation et la façon dont cela se passe .
Peut-etre que la "représentation" des cordes ,ainsi que le terme choisi qui me fait penser à "corde vibrante" induisent pour moi des représentations trop concrètes et habituelles alors que cela ne serait ( les "cordes " et peut-etre les "quarks" ) que des etres mathématiques .
A+
La réponse au point que tu soulèves est encore dans le Coffre-Fort que la physique fondamentale tente de cambrioler. On n'en est pas encore à se partager le magot
.
Pour l'instant, ce ne sont que des êtres mathématiques mais auxquels on attribue une existence physique réelle. Et le passage des maths à la physique passe par la notion de symétrie interne en l'occurence. La supersymétrie est une symétrie interne (comme l'isospin : le changement d'un proton en neutron, qui laisse qqchose de conservé, ou la symétrie de couleur ou de saveur) : c'est celle qui donne comme invariant une propriété de la particule quand on passe d'un fermion (spin demi-entier) à un boson (spin entier). Juste pour situer ce qu'est une symétrie interne, les autres symétries remarquable en physique sont : les symétries cinématiques relativistes (groupes de Lorentz et de Poincaré) et les symétries discrètes (parité d'espace ou inversion des coordonnées d'espace, conjugaison de charge ou remplacement de chaque particule par son antiparticule, renversement du sens du temps). Ces symétries font intervenir l'espace, le temps et la c'est vrai un truc moins intuitif comme particule / antiparticule. Elle sont quand même assez aisément représentables. Symétrie interne : on franchit un pas de plus dans l'abstraction. L'espoir, l'Amérique de la Physique ce serait par exemple de géométriser cela, comme la RG l'a fait pour la gravité. Mais faut encore s'armer de patience...
Ceci dit, par rapport à notre propos, c'est très rigolo quand même parce que les prolégomenes de la théorie des supercorde a été élaborée en 1968 par Veneziano sous la forme d'une théorie des cordes (supercorde = corde supersymétrique) pour expliquer justement le confinement des quarks dans les hadrons (les mésons : 1q et un anti-q et les baryon, 3q de couleur complémentaires, dont les nucléons : proton et neutron). Les cordes de Veneziano jouaient ce rôle de ressorts maintenant les quarks à l'intérieur de l'enveloppe.
Avec la construction de la chromodynamique quantique, la théorie des cordes fut abandonnée, mais certains résultats théoriques restaient intéressants. En 1969 Schwarz et Scherk ont montré que des cordes fermées, (des boucles -> des ronds -> Rondo Veneziano... ah... à l'oreillette on me dit que c'est pas ça... et que... que je suis viré ?) se comportaient comme des particules de masse nulle et de spin 2. Ce qui les identifiait avec des gravitons : la théorie des cordes enfermait donc en elle-même la gravitation, sans avoir eu à l’introduire de façon ad hoc. Ce qui était bougrement prometteur, vu la difficultée native que représentait l'intégration de la gravité avec ses trois commères.
a+
merci beaucoup.Je suis bluffé de tant de connaissances;je crois avoir compris l'esprit de la réponse (sinon tous les termes ).
A+
P'tête que Rincevent ou Mtheory s'ils rodent par là pourront nous en dire plus...
M'enfin faut quand même se dire qu'à l'époque de Newton, aucune hypothèse simplement compréhensible n'était faite sur la phénoménologie d'une atraction à distance. C'était on ne peut plus mystérieux et on ne peut mieux mathématisé. Et simplement en plus :
P = GMM/d²
De la mathématique de collège... et très exacte, quand même.
Comme l'a dit le Capitaine Haddock : "c'est une histoire très simple et très compliquée à la fois"
a+
Je dois dire qu'au lycée je n'ai jamais cru à l'action des masses à distance ;mais cela donnait le bon résultat pour les problèmes,alors je passais vite au foot !
Einstein et son espace courbe m'a bien fait plaisir plus tard ;pourtant au fond de moi l'image de l'édredon avec des boules de pétanque au milieu me chagine un peu ... mais puisqu'elle convient à tout le monde .
Avec l'age on devient parfois moins croyant.
A+
Il faut relativiser la chose Gilgamesh quand même.J'ai trouvé ça extrêmement léger. Bon, grace à ca ma mère a entendu parler des cordes. Mébon. Décevant quand même. Le pire c'est les image de synthèse des corde. Ca dépasse tout dans l'amateurisme
a+
Oui, oui on est bien d'accord sur la cible. C'est en fonction de ça que je juge la chose. Je pense que des personnes totalement novices ressortiront de ce docu sans avoir rien saisi de plus, sinon l'appellation de corde...Il faut relativiser la chose Gilgamesh quand même.
Pour moi quelqu'un qui regarde ce docu veut comprendre. Et là rien n'est expliqué. On parle des choses, on ne les explique pas. Y'avait potentiellement un énorme travail graphique à faire pour donner à voir et nourrir l'intuition, et il n'a pas été fait, manque de moyen sans doute.
a+
Il est vrai que tu marques un point ; c'est vrai qu'il n'y pas grand chose d'expliquer, alors que dans son ouvrage "L'Univers élégant", tout (enfin presque) est expliqué avec une bonne clarté.
Donc je suis d'accord avec Gilgamesh, le côté explicatif n'est pas assez détaillé au niveau de la théorie physique.
If your method does not solve the problem, change the problem.
Euh...pas de travail graphique pour nourrir l'intuition?manque de moyens ?
http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html
“I'm smart enough to know that I'm dumb.” Richard Feynman
Attend, les 'tite cordes fluos qui s'agitent dans tous les sens, t'appelle ça un travail graphique de qualité ? Moi ça m'a
Et le reste, bof, le bar des quanta, la pomme pour symboliser newton, ce genre de truc je trouve pas ça convaincant, ni réellement instructif...
C'est distraizant (treize ans et demi à la limite).
a+
On apprend rien quand on connait deja tout.
Ni connaissant rien , j'ai appris (un peu certes).
On ma offert le 2ieme livre de brian greene " la Magie du Cosmos".
je voulais en savoir un peu plus sur la théorie des cordes avant de me lancer dans le livre , je viens tout juste de finir de regarder ce documentaire et je pense que meme si le contenu semble leger , cela donne quelques bases a l'amateur total dans ce sujet.
Sur ce je vais commencer le bouquin, tchao
Bon j'avoue que ce documentaire n'est pas très détaillé, le présentateur se limite à nous énoncer les différentes théories. Je suis daccord sur ce point avec Gilgamesh.
Mais relativisons, n'oublions pas que ce documentaire a été réalisé pour un "large publique" (je vous concède que je ne connais pas beaucoup de personnes qui se passionne pour ce sujet mais enfin passons.)
Sur le plan graphique, je trouve ce doc, plutôt bien réussi, il en va de soit que les cordes qui scintillent et vibrent, les pommes de Newton etc sont un peu caricaturés. Mais cela aide à y voir clair, bien qu'en réalité je sais très bien que cette représentation est erronée.
Ensuite je voudrais poser une question, je suis un élève de 1S qui se passionne dans le sujet de la mécanique quantique, astrophysique... Pourriez vous m'indiquez un ouvrage traitant de tous ces sujets, (compréhensible si possible ^^) de manière relativement simple et bien détaillé. Je vous en serai reconnaissant.
Une dernière chose, j'entends souvent parler de "spin" ! Mais je ne comprends pas ce que cela est. Je me suis renseigné sur wikipedia et pleins d'autres sites internet mais en vain (bien trop compliqué). Quelqu'un pourrait éclairer ma chandelle sur ce point.
Merci bien.
Les Hubert Reeves en collection Poche (depuis Patience dans l'Azur jusqu'a la Première Seconde, plus technique) sont très bien, je te les conseille sans état d'âme.
j'ai lu également le premier de Brian Greene (L'Univers Elégant) qui est également très bien, bien qu'il ne veuille pas gérer l'entre deux qui existe entre l'exposé vulgaire et les deux lignes expédiées en notes "pour les lecteurs aillant une tournure d'esprit plus mathématique", arf. Même qualité générale pour "Le paysage cosmique" de Suskind, que je conseille également.
De façon générale, j'aime bien la vulgarisation anglo saxonne, parce que l'auteur entre-mêle les circonstances professionnelles de ses avancées avec l'exposé formel. L'histoire des idées en marche est le point d'entrée le plus naturel pour comprendre le contenu des idées. Du point de vue historique général, par contre, c'est souvent assez nul (résumé à ce qu'il en savent eux, j'imagine, et c'est apparemment assez lacunaire).
Je ne pense pas... Au plan dimensionnel c'est tout à fait cohérent. Le spin a les dimensions physiques d'une énergie de rotation. Le nombre s de spin caractérise le fait que l'objet est le même s'il subit une rotation de 2pi/s. Si s=1 ça parait assez logique (un solide qui tourne de 360° sur lui même apparait identique à lui même). Mais quand s=1/2 c'est assez curieux, par exemple, car cela signifie que l'objet doit faire 2 tours sur lui même pour apparaitre à l'identique, sans pour autant inférer quoique ce soit sur la structure interne de l'objet, qui reste un point sans dimension. Et en plus il n'y a pas d'entre deux, la mesure du spin étant entière quelle que soit la mesure.Sinon, essaye de lire des truc que tu ne comprends pas.
Une dernière chose, j'entends souvent parler de "spin" ! Mais je ne comprends pas ce que cela est. Je me suis renseigné sur wikipedia et pleins d'autres sites internet mais en vain (bien trop compliqué). Quelqu'un pourrait éclairer ma chandelle sur ce point.
a+
Parcours Etranges
Génial, je vais pouvoir faire un petit tour à la fnac. Et en profiter pour acheter ces deux livres.j'ai lu également le premier de Brian Greene (L'Univers Elégant) qui est également très bien, bien qu'il ne veuille pas gérer l'entre deux qui existe entre l'exposé vulgaire et les deux lignes expédiées en notes "pour les lecteurs aillant une tournure d'esprit plus mathématique", arf. Même qualité générale pour "Le paysage cosmique" de Suskind, que je conseille également.
J'espère juste que the elegant univers soit mieux réaliser que le reportage mais je ne me fais pas trop de souci sur ce point.
En tout cas merci bien pour tous ces conseils
Pour résumé, la particule comme un neutrino par exemple, qui a un spin 1/2, signifie qu'il effectué une rotation de 2*360° pour en quelques sorte ???c'est assez curieux, par exemple, car cela signifie que l'objet doit faire 2 tours sur lui même pour apparaitre à l'identique, sans pour autant inférer quoique ce soit sur la structure interne de l'objet, qui reste un point sans dimension. Et en plus il n'y a pas d'entre deux, la mesure du spin étant entière quelle que soit la mesure..
a+
Plutot qu'il a une symétrie interne dont l'argument est 2 pi.
Pour résumé, la particule comme un neutrino par exemple, qui a un spin 1/2, signifie qu'il effectué une rotation de 2*360° pour en quelques sorte ???
a+
Si tu prend un carré que tu fait tourner sur lui même, il est symétrique modulo pi/4 : à chaque quart de tour (pi/4) la figure revient identique à elle même, autrement dit on ne peut pas distinguer 2 carrés dont l'un n'a pas tourné et l'autre a tourné d'un multiple de pi/4. Pour une particule de spin 1/2, c'est une symétrie modulo 2pi. On parle de symétrie interne pour signifier que c'est dans un espace abstrait de représentation.
a+
Parcours Etranges
Bonjour,La réponse au point que tu soulèves est encore dans le Coffre-Fort que la physique fondamentale tente de cambrioler
Pour l'instant, ce ne sont que des êtres mathématiques mais auxquels on attribue une existence physique réelle. Et le passage des maths à la physique passe par la notion de symétrie interne en l'occurence. La supersymétrie est une symétrie interne (comme l'isospin : le changement d'un proton en neutron, qui laisse qqchose de conservé, ou la symétrie de couleur ou de saveur) : c'est celle qui donne comme invariant une propriété de la particule quand on passe d'un fermion (spin demi-entier) à un boson (spin entier). Juste pour situer ce qu'est une symétrie interne, les autres symétries remarquable en physique sont : les symétries cinématiques relativistes (groupes de Lorentz et de Poincaré) et les symétries discrètes (parité d'espace ou inversion des coordonnées d'espace, conjugaison de charge ou remplacement de chaque particule par son antiparticule, renversement du sens du temps). Ces symétries font intervenir l'espace, le temps et la c'est vrai un truc moins intuitif comme particule / antiparticule. Elle sont quand même assez aisément représentables. Symétrie interne : on franchit un pas de plus dans l'abstraction. L'espoir, l'Amérique de la Physique ce serait par exemple de géométriser cela, comme la RG l'a fait pour la gravité. Mais faut encore s'armer de patience...
Ceci dit, par rapport à notre propos, c'est très rigolo quand même parce que les prolégomenes de la théorie des supercorde a été élaborée en 1968 par Veneziano sous la forme d'une théorie des cordes (supercorde = corde supersymétrique) pour expliquer justement le confinement des quarks dans les hadrons (les mésons : 1q et un anti-q et les baryon, 3q de couleur complémentaires, dont les nucléons : proton et neutron). Les cordes de Veneziano jouaient ce rôle de ressorts maintenant les quarks à l'intérieur de l'enveloppe.
Avec la construction de la chromodynamique quantique, la théorie des cordes fut abandonnée, mais certains résultats théoriques restaient intéressants. En 1969 Schwarz et Scherk ont montré que des cordes fermées, (des boucles -> des ronds -> Rondo Veneziano... ah... à l'oreillette on me dit que c'est pas ça... et que... que je suis viré ?) se comportaient comme des particules de masse nulle et de spin 2. Ce qui les identifiait avec des gravitons : la théorie des cordes enfermait donc en elle-même la gravitation, sans avoir eu à l’introduire de façon ad hoc. Ce qui était bougrement prometteur, vu la difficultée native que représentait l'intégration de la gravité avec ses trois commères.
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Je n'ai pas vu ces documentaires et pour moi qui suis plutôt un littéraire, vos explications sur les cordes (sans parler des supercodes...) restent difficiles d'accès. Si je comprend bien, cette théorie des cordes est une production mathématique qui n'a pas encore de réalité en physique ?
Merci.
C'est une production mathématique, certes, mais qui portent ici, dans le cas des cordes, sur des objets PHYSIQUES. On prédit bien leur existence, comme être physique, c'est l'ambition de la théorie, en tout cas.
Il est vrai que ce n'est pas systématiquement le cas. En fait il n'y a tout simplement pas de règle... A un moment donné, c'est tout simplement un "parti pris" de physicien, une question d'interprétation (et là, le mathématicien n'a plus son mot à dire, en principe...).
Donc : il existe des artifices mathématiques auxquels les théoriciens ne prétendent pas donner de réalité physique. Mettons par exemple qu'au cours d'un calcul intermédiaire, le theoricien doivent donner à la masse un quantité négative (-m) ou imaginaire (im). Est ce que c'est une quantité réelle ou un artifice de calcul ? A priori on va appliquer le principe de parcimonie : si la quantité s'élimine à la fin de calcul et que m reste un nombre réel dans l'expression du résultat, on va dire que c'est un artifice.
Mais si ça reste, s'il n'y a pas moyen de le faire passer à la trappe, quel sens faut il donner à cela ?
Un des exemples historiques les plus marquant est celui de l'antimatière. Dans l'équation de Dirac (qui réunit pour la 1e fois dans le même formalisme la physique quantique + la relativité restreinte) apparaissent deux solutions symétriques pour la dynamique de l'électron. La première correspond à l'électron que l'on connait, pas de problème. L'autre à un électron inversé, qui "remonte le temps" dans les diagramme de Feynmann. Question alors : la Nature à t'elle effectivement choisie de "donner chair" à cette situation symétrique ?? Fondamentalement, c'est une question de type métaphysique et esthétique, personne ne peut prouver que c'est obligatoirement le cas. Il se trouve que c'était le cas... Et on a découvert l'antiéléctron dans le rayonnement cosmiques qq années plus tard.
De la même façon, quand le nombre de particules hadroniques nouvelles (ni des proton, ni des neutron...) produites par les accélérateurs c'est mise à exploser (plus de 200 variétés produites...) on a chercher à les classer de façon logique.
Comme ça :
Au sommets, des particules effectivement observées.
Ce qui supposait un schéma sous jacent de ce type :
Au sommet, des objets non observés, les quarks (le nom même, bizzaroide, te donnant une idée de l'état d'esprit quasi-potache que l'idée de leur existence inspirait aux théoricien).
Ces objets existent ils ? Peut être pas. A l'époque ce n'est pas clair du tout. Ce ne sont peut être que des abstraction théoriques (surtout avec leur charge électrique fractionnaire, qui fait froncer des sourcils).
Finalement les quarks existent bien, en parfait accord avec l'idéalité théorique, mais il a fallu une preuve de type observationnelle pour que cela s'impose (diffusion à grand angle sur les nucléons, prouvant qu'il y a une "partie dure" à l'intérieur).
Là je t'ai donné deux beaux exemples où la théorie accouche du réel, mais ce n'est pas forcément le cas, je le répète. Les tachyons sont des construction théorique qui représentent la situation symétrique "de l'autre coté" de la vitesse de la lumière (un tachyon est d'autant plus énergétique qu'il ralentie pour s'approcher de la vitesse de la lumière, tandis que quand son énergie tend vers zero, sa vitesse tend vers l'infini). La Nature a t'elle produit des tachyons ? Pour l'instant, la quasi unanimité est de mise pour dire que non. On pense notamment que leur existence impliquerait une violation du principe de causalité, selon lequel l'effet précède la cause. Le fait est qu'on ne les observe pas, en tout cas. Mais c'est bien quelque part aussi un choix "au limite" de la physique, quasi métaphysique.
a+
Parcours Etranges
Bonjour,
Merci beaucoup pour ces explications qui me font mieux apparaître les liens entre math et physique.
Mais alors j'ai envie de te demander quel est le processus le plus "habituel" entre 1/ construction mathématique suivie de démonstration physique et 2/ constat physique d'un phénomène ou d'une réalité étayé mathématiquement après coup ? Ou alors comme tu le dis c'est le hasard.
Logiquement il me semble que le premier processus est plus "gratifiant" puisqu'il suppose qu'on entrevoit quelque chose (projection intelligente, intuition, appelons ça comme on veut) et que, par déroulé, on oriente la recherche physique en fonction de cette piste ... (sans pour autant tomber dans une tentation d'ordonnancement hiérarchique d'une discipline par rapport à une autre, ce qui me parait sans aucun intérêt).
Pour aller plus loin, l'exemple de la "découverte" des cordes (auxquelles je ne comprend pas tout mais c'est pas grave) me fait penser à la "découverte" de l'amérique par Collomb ou de l'Islande par Pythéas, c'est à dire que l'état de nos connaissances globales à un moment donné permet de supposer qu'il y a quelque chose au delà de l'océan... ou de Planck. Il ne reste plus qu'à embarquer.
Bonjour,
Merci beaucoup pour ces explications qui me font mieux apparaître les liens entre math et physique.
Mais alors j'ai envie de te demander quel est le processus le plus "habituel" entre 1/ construction mathématique suivie de démonstration physique et 2/ constat physique d'un phénomène ou d'une réalité étayé mathématiquement après coup ? Ou alors comme tu le dis c'est le hasard.
Logiquement il me semble que le premier processus est plus "gratifiant" puisqu'il suppose qu'on entrevoit quelque chose (projection intelligente, intuition, appelons ça comme on veut) et que, par déroulé, on oriente la recherche physique en fonction de cette piste ... (sans pour autant tomber dans une tentation d'ordonnancement hiérarchique d'une discipline par rapport à une autre, ce qui me parait sans aucun intérêt).
Pour aller plus loin, l'exemple de la "découverte" des cordes (auxquelles je ne comprend pas tout mais c'est pas grave) me fait penser à la "découverte" de l'amérique par Collomb ou de l'Islande par Pythéas, c'est à dire que l'état de nos connaissances globales à un moment donné permet de supposer qu'il y a quelque chose au delà de l'océan... ou de Planck. Il ne reste plus qu'à embarquer.
C'est clairement le 2/ qui est quand même le plus habituel. On a un phénomènes, on cherche à la décrire avec des concepts.
Comme le dit drolement B.Greene, normalement on a les expérimentateurs, en premiers de cordée, qui laisse un caillou en contrebas. Le théoricien le prends sur la tête et essaye ensuite de décrire ce que c'est.
Avec la gravité quantique (dont la théorie des cordes) ce processus est inversé, à cause des échelle d'énergie en jeux qui sont inexpérimentable en direct, à des dizaines d'ordre de grandeurs d'énergie.
C'est le 'physimathéoricien' (
a+
Parcours Etranges
