état quantique du BB.

[Amanuensis]

"Univers" au sens "espace-temps" (un objet 4D ou plus)? Ou "Univers" au sens d'un objet "spatial" évoluant "temporellement"?
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[Amanuensis]

Aparté: Je n'avais pas réalisé que mmanu avait fait un déterrage, j'intervenais en pensant que le message #1 était très récent...

Faudrait une sorte de "warning" en cas de déterrage, je ne dois pas être le seul à oublier de vérifier les dates!

[invite6c093f92]

Au sens "espace-temps".

[Amanuensis]

Du coup on ne peut pas parler de "l'état de l'espace-temps à un instant donné", et la notion de "évolution de l'espace-temps" ne paraît pas immédiatement claire, du moins pour moi.

Faut passer à un "espace de configurations" dans lequel on "range" des tas d'espace-temps différents, dont le nôtre (qui n'est pas terminé...) n'est qu'un "point" de cet espace. Cela amène une notion d'état, mais pas encore d'évolution.

[ordage]

linde à munich

guth dans son bureau.

Salut

Merci pour ces liens.

Cordialement

[ordage]

Salut

Du coup on ne peut pas parler de "l'état de l'espace-temps à un instant donné".

C'est également mon avis (en RG)

la notion de "évolution de l'espace-temps" ne paraît pas immédiatement claire, du moins pour moi..

Comme conséquence du point précédent, c'est un concept qui n'a pas de sens.

Cordialement

[mmanu_F]

Bonjour et merci pour cette réponse intéressante autant que captivante par le ton employé!

salut et merci beaucoup.

Juste une précision svp. Pourquoi serait-il conflictuel avec la relativité que, sous une dimension de Planck, la notion de temps soit fortement remise en question (pour éviter de dire "n'existe plus")? Comme toute théorie en physique, la relativité a son domaine d'application ou elle est parfaitement valide, éprouvée et vérifiée maintes et maintes fois, mais en dehors de son "espace de définition" (c'est à dire jusqu'à la singularité), il ne me semble pas impossible ni conflictuel qu'elle doive etre complétée voire profondément précisée.

la manière la plus conservatrice de faire de la physique consiste à prendre ce qui marche (la relativité, la quantique) et de les pousser dans leurs limites (là où leur domaine de validité n'a pas été confirmé). c'est avec ce point de vue (implicite, pardon) que j'ai écrit mes quelques commentaires.

le conflit avec la relativité dont je parle est le suivant. la longueur de planck a une valeur unique, donnée par une combinaison des constantes fondamentales (vitesse de la lumière, constante de planck et constante de newton). naivement elle devrait être la même pour tous les observateurs, mais la relativité nous apprend que la longueur caractérstique d'un objet physique dépend de l'observateur. deux observateurs se déplaçant relativement à des vitesses différentes verront l'objet avec une taille différente. la longueur de planck ne peut donc pas correspondre à la taille d'un "objet physique".

supposons par exemple que l'espace-temps continu que nous connaissons, "émerge" à grande distance d'une structure fine, discrète, avec une taille caractéristique égale à la longueur de planck pour un observateur. un autre observateur se déplaçant à une certaine vitesse relativement au premier, verra la structure contractée, c'est à dire avec une taille caractéristique arbitrairement plus petite que la longueur de planck, lui faisant perdre sa nature fondamentale (et son statut de distance minimale). pour dire les choses autrement, cette structure définit un référentiel privilégié, en contradiction avec le principe de relativité.

une image permettant de comprendre comment la Nature s'arrange avec ses incohérences liée à une "échelle de planck", est celle que j'ai donné dans mon expérience de pensée avec l'accélérateur parfait de particule. en pratique, on ne voit jamais apparaitre les dragons cachés derrière l'échelle de planck.

Autrement dit, pourquoi la non-localité quantique est plus facilement admissible et expérimentalement éprouvée, que la non-temporalité, ou plutôt une temporalité totalement différente et contrintuitive?

je pense avoir répondu plus haut à la question du domaine de validité de la quantique et de la relativité : les deux doivent tenir jusqu'au bout.

D'autre part est-il réellement acquis que la gravitation quantique serait à meme d'expliquer le fonctionnement d'une "mousse quantique"?

rien n'est acquis. la gravitation quantique est un travil en cours.

La gravitation elle meme n'est-elle pas un phénomène émergeant sous-tendu par d'autres relations plus fondamentales?

certain le dise. je n'ai jamais vraiment creusé, par manque d'intérêt préliminaire (toujours mon côté conservateur).

[mmanu_F]

Aparté: Je n'avais pas réalisé que mmanu avait fait un déterrage, j'intervenais en pensant que le message #1 était très récent...

Faudrait une sorte de "warning" en cas de déterrage, je ne dois pas être le seul à oublier de vérifier les dates!

fichtre ! je ne mme suis pas rendu compte non plus. je ne sais plus comment je suis arrivé sur ce fil mais j'y ai vu des noms connus et j'ai cru qu'il était tout frais. encore pardon. je serai plus prudent à l'avenir avec les dates.

[mmanu_F]

Vieux fil...

dommage !

ce qui me turlupinait, c'est que puisque tout est quantique, l'univers, à ce que l'on nomme début ( le plus tôt que l'on puisse décrire) peut/doit être décrit par la PhysQ(+ gravitation), donc avec les propriétés (états) de cette physique.
C'est pour cela que je parlais de superposition d'état, et ensuite de décohérence, soit tout dans l'univers est intriqué, soit non.
Ensuite, il y a la décohérence (si des trucs se sont dés-intriqués), il faut un "ailleurs"...et puisque l'univers n'a pas d'ailleurs, ça me perturbais...maintenant, cet "ailleurs" est peut-être joué par l'expansion (inflation au "début"), et comme ces questions sont basées sur ce que j'ai cru comprendre de la vulgarisation sur ce sujet, je voulais savoir si cela avait un sens, et si non, pourquoi.

tu aurais peut-être apprécié à l'époque de trouver un écho à tes interogations dans la pensée de emil martinec (dont je parlais dans le dernier paragraphe du post #15) :

l'univers dans lequel nous habitons a une origine quantique et nous sommes à présent dans une branche de la fonction d'onde (celle de hartle-hawking par exemple, dont je n'ai pas encore parlé, pffff ) qui a complétement décohéré.

j'arrête de déterrer la hache. je suis arrivé bien après la guerre.

[invite5d6f9427]

Bonjour

Même si nous somme loin de comprendre le BB quantique, ont si rapproche tranquillement.

Einstein s’efforça alors de mettre en évidence d’autres aspects des phénomènes atomiques et du rayonnement qui rompaient avec la description classique. Il étendit ainsi l’hypothèse quantique, par-delà les propriétés du rayonnement, à l’énergie des atomes, par ses travaux sur les chaleurs spécifiques aux basses températures. Il retrouvait l’annulation des chaleurs spécifiques des corps au zéro absolu, phénomène observé mais inexplicable par la théorie classique.

La dynamique des fluides quantiques, en particulier en régime turbulent, fait ainsi intervenir l’interaction du superfluide avec un enchevêtrement de tourbillons quantiques. Une circonstance embarrassante est que l’équation de Gross-Pitaevskii décrit bien les tourbillons quantiques, mais pas les effets à température non nulle, alors le modèle à deux fluides décrit bien les effets à température non nulle, mais pas les tourbillons quantiques.

La démarche traditionnelle consiste à introduire les tourbillons quantiques de manière purement phénoménologique dans le modèle à deux fluides. Pour cela il est nécessaire de postuler des règles ad-hoc pour décrire le mouvement propre des tourbillons ainsi que d’autres règles arbitraires pour prendre en compte leur reconnexion et leur interaction avec le fluide normal.

Un nouveau cadre de modélisation des effets de température finie sur ces phénomènes vient d’être proposé par Natalia Berloff (University of Cambridge),Marc Brachet (LPS ENS) et Nick Proukakis (Joint Quantum Centre Durham-Newcastle) et a été publié dans PNAS.

Ce nouveau cadre est basé sur la prise en compte des fluctuations thermiques classiques dans l’équation de Gross-Pitaevskii. La composante normale du superfluide est ainsi décrite, dans les simulations numériques, comme un bain d’ondes sonores à haute fréquence qui sont localement en équilibre thermodynamique.

Cette méthode est mathématiquement compatible avec le modèle de Landau et fournit un mécanisme naturel de reconnexion et d’interaction des lignes de tourbillon, de sorte que les questions relatives à leur comportement peuvent être adressées de manière auto consistante. Dans le cas de l’hélium, la bonne équation d’état ainsi que la non localité des interactions qui conduit à l’existence du minimum roton peuvent également être introduits sans problèmes dans cette description.

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Ça vient, ça vient, un jour peut être ... hihihi

[pascelus]

le conflit avec la relativité dont je parle est le suivant. la longueur de planck a une valeur unique, donnée par une combinaison des constantes fondamentales (vitesse de la lumière, constante de planck et constante de newton). naivement elle devrait être la même pour tous les observateurs, mais la relativité nous apprend que la longueur caractérstique d'un objet physique dépend de l'observateur. deux observateurs se déplaçant relativement à des vitesses différentes verront l'objet avec une taille différente. la longueur de planck ne peut donc pas correspondre à la taille d'un "objet physique".

Judicieux, mais là justement est la limite du domaine de validité de la relativité. De toute façon comment définir un référentiel pour appliquer la relativité à de tels objets qui sont par définition en mouvement à c? Et peut on vraiment parler d'objet? au sens matériel du terme?

supposons par exemple que l'espace-temps continu que nous connaissons, "émerge" à grande distance d'une structure fine, discrète, avec une taille caractéristique égale à la longueur de planck pour un observateur. un autre observateur se déplaçant à une certaine vitesse relativement au premier, verra la structure contractée, c'est à dire avec une taille caractéristique arbitrairement plus petite que la longueur de planck, lui faisant perdre sa nature fondamentale (et son statut de distance minimale). pour dire les choses autrement, cette structure définit un référentiel privilégié, en contradiction avec le principe de relativité.

Cette taille minimale représente la seule vraie unité "naturelle" non anthropocentrique et non relativiste, le "zéro absolu". En deçà de celle ci, il n'y aurait plus (ou pas encore?) d'espace-temps, aucune gravitation, aucune relativité applicable, l'expression "en deça" n'ayant meme aucun sens (théorie des supercordes). Donc on peut bien parler il me semble de nature fondamentale dans le sens ou cela représenterait la "frontière" de deux domaines de validité, donc forcément en effet une zone de conflit si on essaie d'appliquer la relativité, celle ci ne "tenant" qu'au sujet de l'espace-temps.

En espérant ne pas écrire trop d'absurdités...

[mmanu_F]

Judicieux, mais là justement est la limite du domaine de validité de la relativité. De toute façon comment définir un référentiel pour appliquer la relativité à de tels objets qui sont par définition en mouvement à c? Et peut on vraiment parler d'objet? au sens matériel du terme?

Cette taille minimale représente la seule vraie unité "naturelle" non anthropocentrique et non relativiste, le "zéro absolu". En deçà de celle ci, il n'y aurait plus (ou pas encore?) d'espace-temps, aucune gravitation, aucune relativité applicable, l'expression "en deça" n'ayant meme aucun sens (théorie des supercordes). Donc on peut bien parler il me semble de nature fondamentale dans le sens ou cela représenterait la "frontière" de deux domaines de validité, donc forcément en effet une zone de conflit si on essaie d'appliquer la relativité, celle ci ne "tenant" qu'au sujet de l'espace-temps.

En espérant ne pas écrire trop d'absurdités...

je vais essyer de résumer la situation. d'abord, la longueur de planck n'est pas forcément la limite du domaine de validité d'une théorie pour les mêmes raisons que la vitesse de la lumière n'est pas la limite du domaine de validité de la théorie de la relativité. la vitesse de la lumière est une limite pour les phénomènes qui se passent dans notre univers.

on a constaté, en observant minutieusement la Nature, que l'on ne pouvait pas transmettre d'information plus vite qu'une certaine limite (appelée vitesse de la lumière pour des raisons historiques) : je ne peux pas t'envoyer une liste précise de choses à faire instantanément. on peut partir de ce constat pour construire une théorie en accord avec cette observation (qui la prend comme hypothèse de départ ou qui le déduit d'autres hypothèses).

pour revenir à ce que tu sembles suggérer (corrige moi si je me trompe) : il en va de même pour la longueur de planck qui n'est pas forcément une limite de la validité de la théorie de la relativité, mais une limite pour les phénomènes qui se passent, que l'on peut observer dans notre univers.

revenons à mon exemple de collisions de particules. je règle mon accélérateur pour que l'énergie au moment de la collision soit exactement l'énergie de planck dans le référentiel où le centre de masse est immobile (j'ai mi autant d'énergie dans chaque particule et je les envoie en ligne droite l'une vers l'autre). je vais créer un objet qui aura un rayon égal à la longueur de planck : un tout petit trou noir.

normalement, tu dois maintenant être d'accord avec moi, qu'il est possible d'imaginer / de créer (en 2016 seulement en principe) un objet (trou noir) immobile de la taille de planck (la longueur pas le physicien, qui était un peu plus grand).

il y a deux situations à considérer maintenant. je me répète un peu, mais la première chose à considérer c'est que rien ne m'empêche d'augmenter l'énergie initiale de mes particules, mais le résultat n'est pas celui attendu, on crée alors un trou noir plus gros et pas plus petit. la Nature nous interdit d'observer un objet immobile plus petit que la taille de planck, exactement de la même manière qu'elle nous interdit d'observer un objet (susceptible de transporter un message / de l'information) qui se déplace plus vite que la lumière ! la théorie de la relativité n'a pas perdu sa validité, la théorie de la relativité est juste un moyen pratique pour encoder cette interdiction. elle perdra sa validité le jour où tu m'enverras un message instantanément ou celui où tu prendras une photo d'un objet immobile plus petit que la taille de planck.

mais tu es malin et tu m'apprends que tu as construit un appareil photo miniature, que tu l'as balancé dans le trou noir et programmé pour qu'il prenne la photo et te l'envoie par mail une fois à l'intérieur. mais la Nature est bien plus maline que toi ! nous n'avons parlé que de la théorie de la relativité et de sa vitesse fondamentale, mais toute la gymnastique de planck est basée sur 3 théories avec 3 constantes fondamentale et c'est maintenant que les deux autres rappliquent pour sauver la théorie de la relativité. la théorie de la gravité nous apprend que le trou noir est noir, empêchant ton appareil de t'envoyer la préciseuse photo. "qu'importe !" me dis-tu. "mon appareil était d'une qualité remarquable et je suis certain qu'il a pris la photo, je lui fais confiance, je n'ai pas besoin de voir la photo !" mais la théorie quantique ne nous autorise pas à parler de ce que l'on n'a pas observé, une fois derrière l'horizon du trou noir ton appareil a perdu son statut d'objet physique, réel, observable. d'ailleurs, tu ne l'a jamais vu passer l'horizon, n'est ce pas ?

normalement tu devrais être convaincu, mais pas tout à fait. il me reste un deuxième point et tu te souviens de ce que j'ai raconté dans mon post précédent, la théorie de la relativité nous apprend que la taille d'un objet dépend de la vitesse de celui qui le regarde. heureusement, j'ai été très prudent jusqu'à maintenant, et j'ai bien mis des "immobile"s partout. la vitesse de la lumière (dans le vide) est effectivement mesurée par tout les observateurs comme étant rigoureusement égale à 1. que tu t'approches, t'éloignes de la source lumineuse, avec une vitesse de 0.9999999 ou de -0.314159, toujours la même réponse, la lumière c'est propagée à une vitesse de 1. par contre la théorie de la relativité n'impose rien de la sorte pour les longueurs ou les durées. si je passe dans ton laboratoire avec mon avion supersonique, je verrai ton trou noir plus petit que toi. et plus je passerai vite, plus je le vaerrai petit, aussi petit que je veux, bien plus petit que la longueur de planck ! et c'est bien dans ce sens que je disais que la longueur de planck n'est pas universelle. un objet peut avoir la taille de planck pour un observateur, mais un autre le verra plus petit, un autre le verra plus grand.


est-ce que j'ai répondu à tes questions concernant le domaine de validité de la théorie de la relativité et le côté fondamental de la longueur de planck ? si oui, tu vas pouvoir me poser toutes les autres questions, sur tous ces petits détails que j'ai discrètement glissé sous le tapis (as-tu regardé attentivement ?) sinon, bah on prend les même et on recommence différemment...

[pascelus]

je vais essyer de résumer la situation. d'abord, la longueur de planck n'est pas forcément la limite du domaine de validité d'une théorie pour les mêmes raisons que la vitesse de la lumière n'est pas la limite du domaine de validité de la théorie de la relativité. la vitesse de la lumière est une limite pour les phénomènes qui se passent dans notre univers.

D'accord, les dimensions de Planck ne sont pas forcément les limites fondamentales de validité de la relativité, mais, elles sont les limites (théoriques) de l'espace-temps. En deça pas de gravitation, donc je ne comprend pas comment pourrait s'appliquer une théorie de la relativité générale à défaut de gravitation, donc d'accélérations?

on a constaté, en observant minutieusement la Nature, que l'on ne pouvait pas transmettre d'information plus vite qu'une certaine limite (appelée vitesse de la lumière pour des raisons historiques) : je ne peux pas t'envoyer une liste précise de choses à faire instantanément. on peut partir de ce constat pour construire une théorie en accord avec cette observation (qui la prend comme hypothèse de départ ou qui le déduit d'autres hypothèses).

pour revenir à ce que tu sembles suggérer (corrige moi si je me trompe) : il en va de même pour la longueur de planck qui n'est pas forcément une limite de la validité de la théorie de la relativité, mais une limite pour les phénomènes qui se passent, que l'on peut observer dans notre univers.

revenons à mon exemple de collisions de particules. je règle mon accélérateur pour que l'énergie au moment de la collision soit exactement l'énergie de planck dans le référentiel où le centre de masse est immobile (j'ai mi autant d'énergie dans chaque particule et je les envoie en ligne droite l'une vers l'autre). je vais créer un objet qui aura un rayon égal à la longueur de planck : un tout petit trou noir.

normalement, tu dois maintenant être d'accord avec moi, qu'il est possible d'imaginer / de créer (en 2016 seulement en principe) un objet (trou noir) immobile de la taille de planck (la longueur pas le physicien, qui était un peu plus grand).

Je ne suis pas persuadé de la taille planckienne du trou noir, de sa singularité probablement oui, mais l'horizon serait sans doute plus étendu il me semble? Et de plus que signifierait l'horizon? Quelle hypothétique information pourrait émaner d'un objet planckien? A mon sens aucune, trou noir ou pas... Mais poursuivons l'exercice de pensée...

il y a deux situations à considérer maintenant. je me répète un peu, mais la première chose à considérer c'est que rien ne m'empêche d'augmenter l'énergie initiale de mes particules, mais le résultat n'est pas celui attendu, on crée alors un trou noir plus gros et pas plus petit. la Nature nous interdit d'observer un objet immobile plus petit que la taille de planck, exactement de la même manière qu'elle nous interdit d'observer un objet (susceptible de transporter un message / de l'information) qui se déplace plus vite que la lumière ! la théorie de la relativité n'a pas perdu sa validité, la théorie de la relativité est juste un moyen pratique pour encoder cette interdiction. elle perdra sa validité le jour où tu m'enverras un message instantanément ou celui où tu prendras une photo d'un objet immobile plus petit que la taille de planck.

Encore une fois elle ne s'applique qu'à l'espace-temps. Au dessous de la taille de l'hypothétique mais probable graviton, il faut une autre théorie complémentaire. Bien avant d'atteindre les dimensions planckiennes elle est insuffisante. Elle ne dit rien au sujet des phénomènes d'intrication, meme si on peut objecter qu'il ne s'agit pas d'information transmise, il y a malgré tout "influence" hors temps et espace...

mais tu es malin et tu m'apprends que tu as construit un appareil photo miniature, que tu l'as balancé dans le trou noir et programmé pour qu'il prenne la photo et te l'envoie par mail une fois à l'intérieur. mais la Nature est bien plus maline que toi ! nous n'avons parlé que de la théorie de la relativité et de sa vitesse fondamentale, mais toute la gymnastique de planck est basée sur 3 théories avec 3 constantes fondamentale et c'est maintenant que les deux autres rappliquent pour sauver la théorie de la relativité. la théorie de la gravité nous apprend que le trou noir est noir, empêchant ton appareil de t'envoyer la préciseuse photo. "qu'importe !" me dis-tu. "mon appareil était d'une qualité remarquable et je suis certain qu'il a pris la photo, je lui fais confiance, je n'ai pas besoin de voir la photo !" mais la théorie quantique ne nous autorise pas à parler de ce que l'on n'a pas observé, une fois derrière l'horizon du trou noir ton appareil a perdu son statut d'objet physique, réel, observable. d'ailleurs, tu ne l'a jamais vu passer l'horizon, n'est ce pas ?

normalement tu devrais être convaincu,

Convaincu que la relativité reste applicable ? Je ne te suis pas encore là...

mais pas tout à fait. il me reste un deuxième point et tu te souviens de ce que j'ai raconté dans mon post précédent, la théorie de la relativité nous apprend que la taille d'un objet dépend de la vitesse de celui qui le regarde. heureusement, j'ai été très prudent jusqu'à maintenant, et j'ai bien mis des "immobile"s partout. la vitesse de la lumière (dans le vide) est effectivement mesurée par tout les observateurs comme étant rigoureusement égale à 1. que tu t'approches, t'éloignes de la source lumineuse, avec une vitesse de 0.9999999 ou de -0.314159, toujours la même réponse, la lumière c'est propagée à une vitesse de 1. par contre la théorie de la relativité n'impose rien de la sorte pour les longueurs ou les durées. si je passe dans ton laboratoire avec mon avion supersonique, je verrai ton trou noir plus petit que toi. et plus je passerai vite, plus je le vaerrai petit, aussi petit que je veux, bien plus petit que la longueur de planck ! et c'est bien dans ce sens que je disais que la longueur de planck n'est pas universelle. un objet peut avoir la taille de planck pour un observateur, mais un autre le verra plus petit, un autre le verra plus grand.

Oui mais là tu ne reconnais plus le statut de "taille minimale", de "quanta de longueur", et continue de postuler que la relativité s'applique toujours. Pour des valeurs inférieures à la longueur de Planck l'espace n'existe plus et on parle d'une mousse quantique, donc a mon sens dans ton exercice de pensée l'objet ne parait pas plus petit, mais il devrait disparaitre pour l'observateur. Par contre il doit pouvoir en effet apparaitre plus grand...

est-ce que j'ai répondu à tes questions concernant le domaine de validité de la théorie de la relativité et le côté fondamental de la longueur de planck ?

Si je ne suis persuadé du moins je te remercie de ces efforts! Pour ce qui est du coté fondamental de la longueur de Planck je pense avoir compris ce dont il s'agissait, mais reste fortement sceptique sur l'opportunité d'appliquer de manière valide une théorie basée sur la gravitation, dans un milieu ou elle est peut etre pas encore émergée...

si oui, tu vas pouvoir me poser toutes les autres questions, sur tous ces petits détails que j'ai discrètement glissé sous le tapis (as-tu regardé attentivement ?) sinon, bah on prend les même et on recommence différemment...

Des questions? Ai-je seulement vu le tapis!?

Déjà que vaut un exercice de pensée qui stipule un référentiel immobile pour des objets aussi ténus, peut etre inférieurs à la taille d'un photon vu dans sa nature corpusculaire? Je sais bien que Albert était bon cavalier de ces "bestioles" là, mais pas moi..

Il me semble aussi que les considérer immobile est impossible n'est ce pas?

Enfin tu as essayé de me montrer que la longueur de Planck n'est pas universelle, mais elle est fondamentale. J'avoue ne pas saisir la nuance. Pour moi le seul moyen de la concevoir fondamentale c'est pourtant de postuler qu'elle ne peut pas etre "raccourcie", et si on continue à la considérer avec des points de vue relativistes cela devrait etre possible, d'où (notamment) conflit.

En tout cas merci encore!

[Amanuensis]

D'accord, les dimensions de Planck ne sont pas forcément les limites fondamentales de validité de la relativité, mais, elles sont les limites (théoriques) de l'espace-temps. En deça pas de gravitation

Au contraire, trop de gravitation!

Si on peut appliquer "tranquillement" la PhyQ pour des échelles >> l'échelle de Planck, c'est parce qu'on peut négliger la gravitation.

[pascelus]

Au contraire, trop de gravitation!

Si on peut appliquer "tranquillement" la PhyQ pour des échelles >> l'échelle de Planck, c'est parce qu'on peut négliger la gravitation.

Peut etre un effet d'une mauvaise vulgarisation, mais j'avais retenu que:

- la gravitation était la distorsion de l'espace et du temps (d'aucun disent qu'il s'agit de l'espace-temps lui meme...)
- la dimension de planck la plus petite longueur mesurable de l'espace-temps, un "quanta d'espace"

Donc au dessous plus d'espace-temps, donc plus de gravitation? sinon merci de redéfinir ce qu'est la gravitation svp...

[Paradigm]

"état quantique"?

Une distribution de probabilité concernant une expérience potentielle : An agent's personal probability assignments, reflecting his subjective degrees of belief about the future content of his experience.

Cordialement,

[Amanuensis]

(...)

La RG associe gravitation et courbure spatio-temporelle. La courbure peut se mesurer par un scalaire, par exemple celui de Kretschmann. Gravitation non négligeable <=> courbure non négligeable devant les ordres de grandeur de durée et longueur de ce qu'on étudie.

Via l'équation de champs d'Einstein, on peut rapprocher cela d'une densité volumique d'énergie, ce qui est la même chose (en terme de dimensions de grandeur) qu'une densité 4D d'action, des joule.seconde/m^3.s. La physique quantique intervient quand l'action exprimée en unité h (ou hbarre, pareil) est petite. Donc on ne peut pas négliger la gravitation quand un "h" prend un tout petit 4-volume.

L'exemple pris par mmanu est bien un exemple de très grande densité spatiale d'énergie dans une très petite durée (la collision...), donc une grande 4-densité d'action, un "h" prend un tout petit 4-volume, et prendre un 4-volume suffisamment petit relativement à la courbure amène à considérer des fractions de h, et ça foire en PhyQ, et prendre un 4-volume suffisamment grand pour avoir "plein de h" foire à cause de la gravitation (de la courbure, non négligeable devant le 4-volume).

Plus généralement, la "gravitation" en RG n'est pas une notion d'accélération comme en newtonien, mais est plus proche de la notion "d'effet de marées" en classique. Les effets de marée peuvent "casser" des corps (limite de Roche par exemple). Une grande gravitation au sens de la courbure casse tout...

[Amanuensis]

Une distribution de probabilité concernant une expérience potentielle : An agent's personal probability assignments, reflecting his subjective degrees of belief about the future content of his experience.

Cela reste difficile à appliquer à un "espace-temps", non? (Sans même prendre en compte le fait qu'on a qu'une seule expérience sous la main, et potentiellement aucune autre, dans ce domaine...)

[Paradigm]

Cela reste difficile à appliquer à un "espace-temps", non?

L'état quantique de "l'espace-temps" ? Pour quelle finalité opérationnelle ?

Cordialement,

[Amanuensis]

(...)

Quelques compléments:

1) Mesurer quelque chose demande une interaction, et une interaction ne se fait pas à action nulle. Mesurer une petite longueur demande de faire quelque chose de très localisé, et ne prenant pas des milliards d'années, ce qui va mettre en oeuvre une variation d'énergie pendant un petit temps, une action minimale.

3) La 4-densité d'action en unité de Planck se traduit en la longueur de planck d en prenant un hbarre dans d^4 /c (et réciproquement...)

2) L'action et le 4-volume sont des grandeurs indépendantes du choix de coordonnées (e.g., une transformation de Lorentz a un déterminant de 1). Dans l'exemple de mmanu, une longueur est considérée comme différentes selon différents "observateurs" (= dans différents systèmes de coordonnées) ; mais si on considère l'action dans un 4-volume (ce qui caractérise le processus de mesure), pas de différence. Si une longueur est modifiée, alors une autre orthogonale, ou la durée, sera modifiée dans l'autre sens.

[mmanu_F]

Peut etre un effet d'une mauvaise vulgarisation

Salut,
désolé de t'avoir laissé trainer un peu, mais je pense que tu vas être content, l'attente valait le coup, je ne reviens pas les mains vides, je suis revenu armé ... de preuves expérimentales. Je m'excuse d'ailleurs aussi de ne pas te les avoir montré plus tôt, mais j'ai un penchant théorique très fort et je préfère toujours utiliser la méthode théorique douce pour convaincre avant d'utiliser la manière forte (Je trouve que ça aide à développer l'esprit critique).

Alors allons-y. D'abord, je tiens à te redire que tes arguments sont cohérents. Tu as bien localisé le problème. La théorie de la relativité ne tolère pas l'existence d'une échelle de longueur fondamentale (universelle, devant apparaître la même pour tous les observateurs). De l'autre côté, la longueur de Planck semble avoir tout les attributs d'une longueur fondamentale.

A la fin des années 90, Glashow et Coleman mettent en place le cadre théorique pour tester les violations de la théorie de la relativité à très haute énergie. Il me faudra attendre 2009 pour avoir la première confirmation expérimentale de la validité de la théorie de la relativité à l'échelle de Planck, par des observations de rayonnement gamma par le satellite Fermi. L'introduction de l'article qui a suivi dans Nature donne la clé pour comprendre et le résultat (ma traduction) :

La violation de l'invariance de Lorentz conduit à une variation possible de la vitesse d'un photon avec l'énergie. Une infime variation de cette vitesse est amplifiée pendant son voyage cosmologique et peut être révélée en observant les sursauts gamma. (...) La longueur typique de l'effet observé est au maximum de 0.8 fois la longueur de Planck !

Tu n'es pas impressionné par le résultat ? Non ? Pour tout dire, je ne l'étais pas plus que ça non plus à l'époque. Mais ce n'est pas tout. En 2011, Floyd Stecker publie (Je te passe les détails des deux ans écoulés depuis 2009, ils sont cités dans l'article.) les résultats de l'analyse de la polarisation des rayonnements gamma. Les résultats sont frappants (eq. (13)) : La longueur typique de l'effet observé est au maximum de 0.000000000000001 fois la longueur de Planck !

Mais je ne vais pas te mentir en te disant que ces expériences tranchent définitivement la question, qu'elles exclues totalement toute possibilité de violation de l'invariance de Lorentz. Ce n'est jamais le cas en physique. L'interprétation des résultats d'une expérience dépend de la théorie utilisée pour ... interpréter. Et celle dont je t'ai parlé ici laisse des portes ouvertes et certains physiciens continuent à s'y engouffrer. D'autres expériences sont en cours pour fermer certaines portes, et ainsi de suite. Nous ne seront jamais à l'abris d'une surprise, d'autant que dans la cas dont nous parlons ici, nous ne maitrisons pas encore tous les détails de la théorie décrivant la physique à l'échelle de Planck. Mais il n'y a pour l'instant aucunes raisons de douter (ni théoriques, ni expérimentales) que ce qui marchait jusque là (e.g. la théorie de la relativité) doit s'arrêter de fonctionner. Avec les expériences menées récemment sur le sujet (dont celles que je t'ai présenté sont des exemples significatifs), la validité des théories qui ne respectent pas l'invariance de Lorentz devient moins probables et les physiciens, qui doivent choisir leur domaine de recherche, sont moins intéressés. Il n'y a jamais d'expérience définitive. La transition se fait toujours en douceur, par accumulation.

Il y a un très bon exemple historique de ce type de comportement : la théorie quantique. Elle a un succès époustouflant, elle a enchainé prédiction sur prédiction depuis 90 ans. La quasi totalité de ce que nous avons appris depuis sa découverte repose sur ses enseignements. Et pourtant, aujourd'hui encore, certains cherchent à lui trouver un remplaçant, plus en accord avec leurs préjugés, plus déterministe, plus réaliste. On continue à faire des expériences pour fermer des portes, à double tour, à triple tour... Mais ce qui me paraît important de signaler, c'est qu'à chaque génération de physiciens, ceux qui on fait avancer notre compréhension sont ceux qui l'ont prise au sérieux, ceux qui ont construit sur ses bases et elle s'est révélée (de même que la théorie de la relativité) être d'une fécondité hors du commun. La physique avance parce qu'elle fait confiance à ce qu'elle a découvert, pas en remettant systématiquement en cause les fondations sur laquelle elle s'est construite. C'est cette approche conservatrice de la physique que je défends. Et crois-moi (ou pas) que si tu prends la relativité et la quantique au sérieux, tu en apprendras beaucoup sur la physique jusqu'à l'échelle de Planck (et plus si affinité) et c'est exactement ce que les physiciens font depuis 40 ans et le résultat, bien qu'incomplet est épatant.

A mes yeux, c'est essentiellement cette confiance dans ce que l'on a construit que devrait véhiculer la vulgarisation. Bien sûr il y a des doutes, bien sûr il y a des surprises, bien sûr la Nature est plus maline que nous et de loin, mais il y a déjà tellement à raconter sur ce que l'on sait et sur ce qu'on peut imaginer à partir de ce que l'on sait. J'ai toujours autant de mal à accepter qu'une grande partie de la communication sur la physique soit fascinée par la moindre tentative de destruction de l'édifice.

[pascelus]

Bonsoir,


Pas de problèmes de temps de réponse d'autant que je suis encore plus lent à (tenter de) bien comprendre les conséquences des expériences que tu m'as données là!

Cela semble en effet édifiant sur la pertinence de la relativité à l'échelle de Planck. Néanmoins il me reste d'énormes difficultés dans la cohabitation avec la mécanique quantique au sein de la meme nature. Que deviennent les fameux "quantas" lorsqu'ils sont soumis aussi aux effets relativistes? Et pourtant la mécanique quantique marche merveilleusement bien, tu en conviens bien avant moi.

Si, comme tu le justifies parfaitement, il n'y a pas de longueur minimale universelle, ni de durée minimale, comment n'entres-tu pas en conflit avec la mécanique quantique qui me semble bien amochée par ce constat lié à la relativité? Nous avons deux théories éprouvées et parfaitement fonctionnelles, je les imaginais cantonnées dans des échelles différentes de la nature, et tu me montres que la relativité n'a probablement pas de limites de validité. D'où vient donc la gravitation? Le graviton ne me semble plus pouvoir émerger et aucun accélérateur de particules ne saurait jamais le faire surgir? (point d'interrogation vraiment dubitatif) Il me semble que là est la pièce manquante des théories, leur "incomplétude" (et pas invalidité); aucune ne décrit ce qu'est la gravitation mais seulement ses effets.

Je suis conscient que mon niveau en math est devenu bien trop insuffisant pour aller plus loin dans la compréhension du fond de ces théories, et que la meilleure approche des mécanismes à l'époque du BB ne passera quasiment que par ces équations, j'en resterai donc à ce "ressenti" (oui c'est un terme inadapté sur une réflexion scientifique) qu'un état (quantique?) décrivant l'émergence de la gravitation peut etre une clé.

Mais ce qui me paraît important de signaler, c'est qu'à chaque génération de physiciens, ceux qui on fait avancer notre compréhension sont ceux qui l'ont prise au sérieux, ceux qui ont construit sur ses bases et elle s'est révélée (de même que la théorie de la relativité) être d'une fécondité hors du commun. La physique avance parce qu'elle fait confiance à ce qu'elle a découvert, pas en remettant systématiquement en cause les fondations sur laquelle elle s'est construite. C'est cette approche conservatrice de la physique que je défends. Et crois-moi (ou pas) que si tu prends la relativité et la quantique au sérieux, tu en apprendras beaucoup sur la physique jusqu'à l'échelle de Planck (et plus si affinité) et c'est exactement ce que les physiciens font depuis 40 ans et le résultat, bien qu'incomplet est épatant.

Je comprends et partage ton enthousiasme sur la physique, mais serais moins critique que toi sur les idées plus révolutionnaires. Rien ne consolide mieux une théorie que l'échec des modèles alternatifs et il faut forcément tenter de détruire un édifice pour prouver qu'il est solide. Il ne s'agit pas dans mon propos de ne pas prendre au sérieux les acquis actuels mais, conscient de leur "incomplétude", rester ouvert à toute remise en cause, fut-elle spectaculaire comme notre monde moderne en est friand.
Il me semble que c'est au contraire le conservatisme qui peut scléroser l'avancée de la science, plutôt qu'un réformisme réaliste.

A mes yeux, c'est essentiellement cette confiance dans ce que l'on a construit que devrait véhiculer la vulgarisation. Bien sûr il y a des doutes, bien sûr il y a des surprises, bien sûr la Nature est plus maline que nous et de loin, mais il y a déjà tellement à raconter sur ce que l'on sait et sur ce qu'on peut imaginer à partir de ce que l'on sait. J'ai toujours autant de mal à accepter qu'une grande partie de la communication sur la physique soit fascinée par la moindre tentative de destruction de l'édifice.

Rever, imaginer, l'attrait de l'inconnu, le suspense, tout cela est humain et attractif.
L'acquis n'a pas à priori ce coté palpitant.
A la vulgarisation de montrer que l'inconnu ne rime pas avec farfelu, et que ce que l'on sait est déjà extraordinaire et absolument nécessaire pour spéculer et construire le reste... (fin du HS)

Merci en tout cas pour ta patience et tes éclaircissements!