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L'espace-temps granulaire



  1. #1
    physastro

    L'espace-temps granulaire


    ------

    Bonjour à tous,
    comme vous le savez tous, en résumé, un des principaux enjeux de la physique et de trouver une forme quantique de la gravitation!!
    Pour cela, diverses théories sont présentées, dont 3 pourraient "éventuellement sortir du lot":il y aurait la théorie des cordes, la géométrie non commutative et la gravitation quantique à boucles!
    [Il y a eu d'ailleurs un sondage sur le forum il n'y a pas trop longtemps sur vos préférences "conceptuelles", je ne reviendrais bien-évidemment pas dessus!! ]
    J'aurais aimé revenir sur cette dernière théorie (la gravitation quantique à boucles), qui impliquerait un espace-temps non pas continu mais granulaire (il y a cette notion d'espace-temps car la théorie s'appuie sur la RG (et la MQ))!!
    Les équations de la RG portées à des considérations extrêmes (telles celle durant le BigBang), se ramène à une équation (dite de Friedmann) impliquant une singularité au moment du BigBang!! En revanche les équations de la théorie de gravitation à boucles impliquent une quantification du volume de l'Univers (de l'ordre de 10^-105 m^3 )!!
    J'aurais aimé savoir où se trouve les limitent d'une telle théorie? Est-elle réellement plausible?
    En vous remerciant par avance!!

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  4. #2
    Garion

    Re : L'espace-temps granulaire

    J'aime beaucoup cette théorie. De plus, je crois que contrairement à la théorie des cordes, les équations sont prêtes et sont prédictives. Mais on n'a pas encore les moyens de valider la théorie. Il me semble que c'est prévu pour bientôt en mesurant le décalage entre différentes fréquences d'un rayonnement, car la théorie prédit que la vitesse de propagation ne sera pas la même (mais l'écart serait infime).

    J'avais lu aussi que la théorie M pourrait se croiser avec cette solution.

  5. #3
    GottferDamnt

    Re : L'espace-temps granulaire

    La théorie M ne concerne t elle pas que la théorie des cordes?

  6. #4
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : L'espace-temps granulaire

    Je trouve cette théorie d'une très grande pureté conceptuelle pour ce que j'en ai compris.

    L'ensemble du réel reçoit un statut "en dur" alors que la théorie des cordes a encore une vision "naïve" (c-a-d impensée) de la continuité de l'espace temps.

    a+


    euh... je sais pas si je suis très clair, là

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  8. #5
    physastro

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    Je trouve cette théorie d'une très grande pureté conceptuelle pour ce que j'en ai compris.

    L'ensemble du réel reçoit un statut "en dur" alors que la théorie des cordes a encore une vision "naïve" (c-a-d impensée) de la continuité de l'espace temps.

    a+


    euh... je sais pas si je suis très clair, là
    Salut,
    comment peut tu définir la conception d'un espace-temps, trop naïve?? Je ne comprend pas la notion de statut en "dur"??
    La vision d'un espace-temps continu est encore défendable, bien que celle de granulaire est ses adeptes!!!

  9. #6
    physastro

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par Garion
    J'aime beaucoup cette théorie. De plus, je crois que contrairement à la théorie des cordes, les équations sont prêtes et sont prédictives. Mais on n'a pas encore les moyens de valider la théorie. Il me semble que c'est prévu pour bientôt en mesurant le décalage entre différentes fréquences d'un rayonnement, car la théorie prédit que la vitesse de propagation ne sera pas la même (mais l'écart serait infime).

    J'avais lu aussi que la théorie M pourrait se croiser avec cette solution.
    En quoi ces 2 théories se rejoignent-elles??
    En y réfléchissant bien, il est vrai que dans les 2 théories la longueur de planck vient quantifier les valeurs, d'un côté avec la longueur minimale acceptable pour une corde de l'ordre de 10^-34m (longueur de planck), et de l'autre côté avec le volume minimal acceptable pour l'Univers de l'ordre de 10^-105m^3 (longueur de planck au cube)!!

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  11. #7
    Garion

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par physastro
    En quoi ces 2 théories se rejoignent-elles??
    En y réfléchissant bien, il est vrai que dans les 2 théories la longueur de planck vient quantifier les valeurs, d'un côté avec la longueur minimale acceptable pour une corde de l'ordre de 10^-34m (longueur de planck), et de l'autre côté avec le volume minimal acceptable pour l'Univers de l'ordre de 10^-105m^3 (longueur de planck au cube)!!
    Je n'en sait pas plus, mais j'ai lu que certaines personnes envisagaient de les croiser pour obtenir une théorie M à boucle.

  12. #8
    DanielH

    Re : L'espace-temps granulaire

    Y-a-t'il des points commun entre cette théorie de l'espace-temps granulaire et celle d'un espace temps fractal (relativité d'echelles). Dans le premier cas l'espace temps est discontinue ce qui n'est pas le cas de la deuxième mais une fractale peut donner une impression de discontinuité...

    D'ailleurs, pourquoi la relativité d'échelle n'est-elle pas considérée comme une théorie quantique de la gravitation. Il me semble qu'elle est basée sur la RG et qu'elle conduit à la quantification.

  13. #9
    ixi

    Re : L'espace-temps granulaire

    Il ya beaucoup plus de theories pour la gravitation quantique que cela!! et il faut bien les separer quant a leurs objectifs respectifs.
    D'abord, une petite liste:
    -les supercordes et leur plethore de phsyiciens (Witten, Veneziano,....)
    -la Loop quantum gravity (Smolin, Rovelli, Thiemann,....)
    -les causal sets (Sorkin, Dowker,...)
    -les twistors (Penrose)
    -La geometrie non-commutative (Connes)
    -La relativite d'echelle (Nottale)
    et d'autres encore....(la topos theory de Isham a un lien fort je crois....)

    Pour les objectifs:
    -la theorie des cordes a pour but d'unifier toute la physique, en plus de realiser une theorie de la gravitation quantique.
    -les autres a ma connaissance ne portent que sur la gravite quantique.

    Ensuite, le rapport entre la theorie des cordes et la LQG est que Smolin pense que la theorie M est la theorie des cordes traitees avec les outils de la LQG.

    La LQG est en effet falsifiable, puisqu'elle predit de tres faibles variations de la vitesse de la lumiere (qu'on essaie de detecter dans les rayons cosmiques, mais pour l'instant: nada!!).

    La granularite est parmi les piliers de plusieurs de ces theories: notamment la LQG et les causal sets l'integre completement. mais tandis que les causal sets s'en servent comme point de depart (elle forme avec la causalite les deux principes), la LQG obtient la granularite et a meme obtenu comme resultat tres fort le spectre des operateurs surface et volume: 10^-66m2 et 10^-99m3.
    "Je ne joue même pas aux dés...." (Dieu)

  14. #10
    physastro

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par DanielH
    Y-a-t'il des points commun entre cette théorie de l'espace-temps granulaire et celle d'un espace temps fractal (relativité d'echelles). Dans le premier cas l'espace temps est discontinue ce qui n'est pas le cas de la deuxième mais une fractale peut donner une impression de discontinuité...

    D'ailleurs, pourquoi la relativité d'échelle n'est-elle pas considérée comme une théorie quantique de la gravitation. Il me semble qu'elle est basée sur la RG et qu'elle conduit à la quantification.
    Salut,
    je t'avouerais que je ne connais pas cette théorie d'espace/temps fractal, mais je pense que tu peux décomposer en fractales, sans qu'il y ait discontinuité physique!!
    Dans la théorie de la gravitation quantique à boucles, en fait le temps n'est plus considéré comme tel, et les variables ne sont plus prisent en compte par rapport au temps, mais par rapport à d'autres variables!! Dans cette optique, la notion d'espace/temps n'est plus à prendre en compte comme dans le modèle classique!
    Dans ce sens, la théorie expose que le champ gravitationnel est assimilable à l'"espace" (comme le prédit Einstein dans sa théorie de la relativité), et comme le prédit la MQ, le volume de l'univers(qui correspondrait donc à la quantité de champ gravitationnel) serait composé de quanta ; il serait donc quantifié!!!Et par conséquent plus de singularité!!

  15. #11
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par physastro
    Salut,
    comment peut tu définir la conception d'un espace-temps, trop naïve?? Je ne comprend pas la notion de statut en "dur"??
    La vision d'un espace-temps continu est encore défendable, bien que celle de granulaire est ses adeptes!!!
    -- De la même façon qu'une matière divisible à l'infini est absurde, je pressent qu'un continuum spatio-temporel est une représentation naive du réel.

    On est dans l'opinion, là bien sûr.

    Mais ce qui est sûr c'est qu'un continuum signifit : infiniment divisible. Cet infini qui montre son museau, c'est à mon sens un signe d'imperfection et d'inachevement.

    En ce sens, la LQG me semble plus achevée. L'espace temps y trouve un socle conceptuel pensé et quantifié. Ca me semble plus aboutit. C'est en ça que je trouve que c'est posé sur du dur

    a+

  16. #12
    physastro

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    -- De la même façon qu'une matière divisible à l'infini est absurde, je pressent qu'un continuum spatio-temporel est une représentation naive du réel.

    On est dans l'opinion, là bien sûr.

    Mais ce qui est sûr c'est qu'un continuum signifit : infiniment divisible. Cet infini qui montre son museau, c'est à mon sens un signe d'imperfection et d'inachevement.

    En ce sens, la LQG me semble plus achevée. L'espace temps y trouve un socle conceptuel pensé et quantifié. Ca me semble plus aboutit. C'est en ça que je trouve que c'est posé sur du dur

    a+
    Salut,
    d'accord, je comprend mieux ton point de vue!! Il est vrai qu'en physique les notions d'infinis sont plutôt à éviter ; c'est qu'en fait elles n'ont aucun sens (physique)!!!
    De là, je pense qu'il ne faut pas jeter la pierre à la théorie des cordes (même si tu ne le fais pas t'inquiètes ), elle reste bien évidemment encore inachevée, tout comme toutes les autres!!
    Il est vrai que cette quantification du volume universel est très "appréciable", tout comme, en ascendant, la quantification du champ gravitationnel!!

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  18. #13
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : L'espace-temps granulaire

    Je ne jette pas la pierre aux cordistes oula non, respect, respect.

    Mais faut bien dire que pour l'instant c'est la théorie des cordes qui est systématiquement mise en avant (elle tiens la corde, quoi - oui je sais c nul) comme "future théorie du tout" alorsse qu'à mon avis la LQG est conceptuellement plus aboutie.

    a+

  19. #14
    mtheory

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    Je ne jette pas la pierre aux cordistes oula non, respect, respect.

    Mais faut bien dire que pour l'instant c'est la théorie des cordes qui est systématiquement mise en avant (elle tiens la corde, quoi - oui je sais c nul) comme "future théorie du tout" alorsse qu'à mon avis la LQG est conceptuellement plus aboutie.

    a+

    Bof,c'est pareil à mon avis, le caractère 'background independent' est plus facilement lisible et controlable avec la LQG mais les cordes sont bien avant l'espace-temps et impliquent bien une distance minimale en dessous de laquelle on ne peut descendre.
    Quoiqu'avec les Do branes y a un doute.

  20. #15
    physastro

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par mtheory
    Bof,c'est pareil à mon avis, le caractère 'background independent' est plus facilement lisible et controlable avec la LQG mais les cordes sont bien avant l'espace-temps et impliquent bien une distance minimale en dessous de laquelle on ne peut descendre.
    Quoiqu'avec les Do branes y a un doute.
    Salut,
    pourrais-tu préciser stp ceux que sont les Do branes??

  21. #16
    mtheory

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par physastro
    Salut,
    pourrais-tu préciser stp ceux que sont les Do branes??
    Do brane =Dbrane particulaire.
    D1 brane=corde.
    Dp brane =Dmembrane à p dimensions

    Le D est pour Dirichlet.

  22. #17
    Madarion

    Re : L'espace-temps granulaire

    En un mot comme en plusieur discourt : Sa ne fait aucun doute que le principe de fractale est la solution. Seulement il y a plusieur façons de le voir, c'est pour cela que toutes ces théories sont bonne. Ils suffi juste de trouver les charnières.

    Par contre ce qui me fait tripper c'est de savoir que la solution a peut ètre était soulevait il y a belle lurette par des personnes n'ayant pas notre savoir actuelle.

    Mais ditent moi, cet espace-temps granulaire, sa voudrait pas dire que l'on pourrez revenir à l'éther ?
    Dernière modification par Madarion ; 27/05/2005 à 23h36.

  23. #18
    Gilgamesh
    Modérateur

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par mtheory
    Bof,c'est pareil à mon avis, le caractère 'background independent' est plus facilement lisible et controlable avec la LQG mais les cordes sont bien avant l'espace-temps et impliquent bien une distance minimale en dessous de laquelle on ne peut descendre.
    Quoiqu'avec les Do branes y a un doute.
    -- Le bof je sais, je me demande seulement comment on va assaisonner le morceau. Je pense que tout le monde est dans l'idée (fausse bien sûr mais indispensable) qu'on tient le 'Tout' au bout du fusil, et que c'est une question de stratégie, sachant que la traque va se prolonger.

    Ceux qui s'immiscent par l'espace-temps (LQG), me semblent finalement plus fûtés que ceux qui s'attaquent direct à la matière (cordes).

    Simple pronostic je te rasssure (?). Je me dis juste que l'espace temps possède une complexité qu'il est plus facile au temps t mais plus exigeante à acquérir que la géométrie de la matière et que résoudre l'espace temps nous livre bien plus de renseignement sur la matière que le contraire.

    La RG nous fait douter puisque le théâtre d'espace temps la relie à son contenu.

    Mais c'est par elle que l'on c'est attaqué à la gravitation quantique. Or c'est une théorie d'espace temps avant d'être une théorie de matière. La MQ est muette. Elle dit juste "c'est comme ça".

    Et c'est bien comme ça. La théorie M ne prétend pas rendre compte de la MQ. Elle se base sur ses conclusions. Je pense de ce fait que l'espace temps est plus accessible à esprit (parce que mathématisable directement).

    a+

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  25. #19
    mtheory

    Re : L'espace-temps granulaire

    Citation Envoyé par Gilgamesh
    -- Le bof je sais, je me demande seulement comment on va assaisonner le morceau. Je pense que tout le monde est dans l'idée (fausse bien sûr mais indispensable) qu'on tient le 'Tout' au bout du fusil, et que c'est une question de stratégie, sachant que la traque va se prolonger.
    Oui,on prend probablement nos désirs pour la réalité.Je pense qu'on à bien encore 50 ans de boulot avant d'y voir vraiment clair et 2 ou 3 révolutions des cordes à venir .



    Ceux qui s'immiscent par l'espace-temps (LQG), me semblent finalement plus fûtés que ceux qui s'attaquent direct à la matière (corde). Je me dis juste que l'espace temps possède une complexité qu'il est plus facile au temps t mais plus exigeante à acquérir que la géométrie de la matière et que résoudre l'espace temps nous livre bien plus de renseignement sur la matière que le contraire.
    Mais je suis entièrement d'accord avec ça et c'est bien ce qui fait que la théorie M a finis par emporter mon adhésion.

    Bon déjà le multiplet des cordes contient le graviton donc matière et géométrie sont déjà unifiées meme si ce n'est pas clairement évident/manipulable à ce stade.
    Là où ça devient 'Magique' c'est que la supergravité en 11 dimensions ne peut avoir qu'un générateur et qu'on ne peut la coupler avec AUCUN supermultiplet de matière ou de Yang Mills.

    Par dualité les membranes élémentaires ou solitoniques de la supergravité D=11, N=1 sont sur un pieds d'égalité or par compactification et enroulement de ces membranes on tombe sur les cordes et les membranes en D<=10.

    En raccourci les cordes semblent etre des solutions solitoniques des équations de supergravité , on est en plein dans Einstein Schroedinger où tout dérive de la géométrie/topologie de l'espace-temps et où la matière elle meme en est une manifestation.
    Sauf à l'étendre à 11D, ce qui est faisable (Smollin essaye), la LQG ne peut pas rivaliser avec l'élégance et le caractère 'self contained' de la théorie M.


    La RG nous fait douter puisque le théâtre d'espace temps la relie à son contenu.

    Mais c'est par elle que l'on c'est attaqué à la gravitation quantique. Or c'est une théorie d'espace temps avant d'être une théorie de matière. La MQ est muette. Elle dit juste "c'est comme ça".

    Et c'est bien comme ça. La théorie M ne prétend pas rendre compte de la MQ.

    Ben c'est loin d'etre impossible

    Si on va là
    http://www.sns.ias.edu/~witten/

    et qu'on regarde la dernière page de:

    http://www.sns.ias.edu/~witten/papers/Reflections.pdf

    La dualité montre, par exemple, qu'on peut avoir des renseignements sur les fonctions de corrélations des opérateurs dans une théorie de Yang Mills supersymétrique conforme avec les fonctions de Greens CLASSIQUE de la supergravité (Maldacena).
    Par ailleurs comme le dit Witten les Dp branes semblent impliquées une géométrie non commutative de l'espace temps à petite distance.
    On ne peut s'empecher de penser au jugement d'Einstein à la fin de 'the meaning of relativity', 'je vois dans la MQ un moyen de traiter de façon linéaire quelque chose qui est en fait non linéaire'

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