Principe holographique de l'univers

[invite3ba07b63]

Vu sur la chaîne Discovery l'émission "Voyages dans l'espace-temps avec Morgan Freeman" ce vendredi 17 juin, sujet 'Les trous noirs".
Il s'agit d'une émission "scientifique grand public" destinée à montrer les avances des connaissances sur la matière. L'émission terminait par les idées de L.Susskind sur le Principe Holographique (D. Bekenstein serait plutôt le père de cette théorie, non?).
Ce qui me tarabusque un peu, c'est la facilité avec laquelle Susskind généralise cette théorie. Soit, admettons qu'un trou noir nous renvoie peut-être une information censée représentée l'objet qui tombe dedans et cela sous forme d'un hologramme bi-dimensionnel. Mais de là à admettre que tout notre univers se retrouve sous cette forme alors qu'il ne tombe pas dans un trou noir, il y a un pas infini !!!
Vu sur Wikipédia (excusez la source et mofifiez si erreur), le principe holographique est défini comme suit :
"Origine du principe holographique: Étant donné n'importe quelle région compacte, finie de l'espace (par exemple une sphère), contenant de la matière et de l'énergie, cette région s'effondrera en un trou noir si la quantité de matière et d'énergie contenue dépasse une certaine densité critique.
Théoriquement, un trou noir est connu pour posséder de l'entropie, qui est directement proportionnelle à l'aire de son horizon des événements. Plus précisément, les trous noirs sont des objets à entropie maximale, de sorte que l'entropie contenue dans une région de l'espace ne peut pas être plus grande que l'entropie du plus grand trou noir qui entrerait dans ce volume d'espace (i.e. qui aurait un horizon des événements exactement de la taille de la région considérée, voir l'article détaillé entropie des trous noirs).
Une plus grande masse (contenue dans un espace donné) implique aussi une plus grande entropie. Ceci est contre-intuitif puisque l'entropie est une variable extensive, directement proportionnelle à la masse, qui, elle, est proportionnelle au volume et pas à la surface.
Si l'entropie de la masse ordinaire (pas seulement les trous noirs) est aussi proportionnelle à la surface, alors cela implique que le volume lui-même est d'une certaine manière une illusion et que la matière occupe une surface, pas un volume ; et donc que l'univers est finalement un hologramme isomorphe à l'information inscrite à sa surface"
On lit bien le mot "SI" dans la phrase mise en rouge.
N'étant pas un physicien, je vous pose les questions :
1) un trou noir nous renvoie-t-il des informations correspondant aux objets qu'il engloutit ?
2) quelle est la nature de cette information (particules élémentaires, virtuelles, hypothétiques, ou qbit, bit, etc...)?
3)quelles sont les raisons de généraliser ce phénomène théorique pour en faire un Principe holographique de tout notre univers (alors qu'on pourrait penser qu'un seul trou noir ne "rejeterait" qu'un seul hologramme, celui de la galaxie qu'il canibalise ?
Utilisez des mots faciles à comprendre, je ne suis pas physicien.
D'avence, merci
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[invitea4732f50]

Bonsoir,

la-theorie-holographique-de-la-gravitation

Cordialement,

[invite3ba07b63]

Merci pour l'information, Ouroboros ! Je vais essayer de piocher ce texte et de comprendre cette bizarrerie, d'une part, notre univers serait une sphère où les interactions du bord en 2 dimensions créeraient l'espace en 3 dimensions ET la gravité, d'autre part, un trou noir serait aussi créateur d'un hologramme en deux dimensions.(est-ce bien lui qui crée ce bord en 2 D ?). Dans l'article, avant le petit dessin du trou noir, on parle d'une gravité en espace 4 D provenant d'interactions de particules d'un espace en 3D sans gravité. Or, notre monde en 3D (en fait 4D si on ajoute le temps) proviendrait d'interactions d'un bord en 2D. On passe de 3D à 4D et puis de 2D en 3D, toujours une dimension de moins.
Comme dit Jean Zin, "impossible d'aller plus loin" et de comprendre plus pour l'instant. A méditer davantage....

[invitea4732f50]

Bonjour,

Je crois qu'il y a pas mal d'enjeux théoriques derrière cette conjecture holographique.
Si cette conjecture est correcte, cela signifie entre autre, qu'il existe probablement un composant ultime de l'univers, et qu'il faut écarter l'hypothèse de Laurent Notalle, d'un univers fractal.( Continuité dans l'infiniment petit )
L'information du monde pourrait donc être codée de manière discrète,
dans les degrés de liberté des composants fondamentaux, et constitueraient ainsi des bits d'information.
Et l'information N dimensions pourrait être compactée dans (n-1) dimensions.
Peut-on y voir une origine possible de notre univers ? Qui proviendrait d'un dé-compactage en quelque sorte de certaines dimensions faisant émerger le temps et la gravité ?
C'est une hypothèse intéressante.

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite3ba07b63]

Du texte de Jean Zin: "....Or, ce qui est nouveau, c'est que cette théorie holographique semble s'imposer désormais pour analyser le résultat d'une expérience récente de physique des particules. Qu'est-ce à dire ? Qu'elle simplifie les calculs et la représentation ...."
"....Un calcul très difficile dans un monde pourrait se révéler assez élémentaire dans l'autre, ce qui permettrait de transformer des problèmes de physique insolubles en problèmes aisés à résoudre....."
"....De plus, la théorie holographique offre une nouvelle perspective pour l'élaboration d'une théorie de la gravitation qui respecte les principes de la physique quantique...."
"....les physiciens pourraient choisir de décrire la réalité.... de façon équivalente, comme obéissant à un jeu de lois différentes dans un espace bidimensionnel (sans gravité cette fois)".
"....La théorie des trous noirs perd alors beaucoup de ses mystères....température des trous noirs (et leur évaporation)...."
Voilà un petit résumé de l'article de jean Zin.
Il apparaît que cette théorie serait un outil de simplification pour expliquer, par un espace 2D tel que cet hologramme, des événements se déroulant dans notre univers 3 (ou 4) D, une sorte de tour de passe-passe mathématique ou conceptuel, une "illusion" mathématique qui, parce qu'elle apporte des solutions simplificatrices, fait office de vérité.
Cela fait un peu penser à la fameuse caverne de Platon, ici, c'est l'inverse, le réel n'est pas projeté sur le mur de la caverne mais bien du mur de la caverne vers l'intérieur de celle-ci....
Dans ta réponse, Ouroboros, tu vas encore plus loin, parlant "d'information du monde" et de code compacté dans "quelque chose à N-1 dimensions".
Ce compactage n'entraîne-t-il pas une perte d'info, comme tout compactage ??
Et surtout peut-on résumer tout à un code, une suite de bits ?
Il y ici la question du "sens" du code : pourquoi telle suite de bits signifie autre chose que celle d'à côté ??? Le sens d'un code n'est-il pas une conception purement "anthropocentrique" ? Ou le sens d'une information ou d'un bit d'information est-il prédeterminé (et par qui, comment, pourquoi) ou une composante interne du code lui-même ????
L'hypothèse de notre réel construit à partir de certaines dimensions plus petites ou à partir d'un nombre de dimensions plus petit est séduisante, comme si notre univers 3D/4D provenait d'un petit nombre de briques dimensionnelles cachées....
Reste à déterminer quel est le composant ultime de l'unvivers.
Amicalement

[invite3ba07b63]

J'ajouterais aussi qu'un bit d'information, tout seul, risque de ne rien signifier. Exemple, si ce bit est "semblalble" au bit informatique soit 0 ou 1, cette seule valeur ne veut peut-être rien dire, au contraire d'une suite de 1 et de 0. La suite de bit engendrerait un sens, le sens du code serait une émergence du code et selon cette idée, ce sens serait le fruit du hasard, donc l'information risquerait d'être stérile....
Après l'évolution des espèces, celle des bits d'info !!!!
Des millions d'années pour avoir des infos potables !!!
Perso, je ne crois pas que l'info précède le réel mais que l'info est le coding que nous construisons pour appréhender le réel....
Amicalement

[xxxxxxxx]

Bonjour,

Bien que je n'ai qu'une approche on ne peut plus succinte du principe holographique, j'ai dans l'idée que ses résultats plus que prometteurs semblent annoncer une révolution dans les perspectives de la physique mais aussi dans notre conception philosophique et abstraite de tout ce qui nous entoure. Mais c'est une histoire qui reste encore à écrire

Cordialement

[xxxxxxxx]

Reste à déterminer quel est le composant ultime de l'unvivers.

PS : ça le principe holographique l'établit si j'ai bien compris :

"Le principe holographique dit aussi qu'il y a au plus un degré de liberté (ou une constante de Boltzmann k, unité d'entropie maximale) pour chaque ensemble de quatre aires de Planck, ce qui peut être écrit comme une limite de Bekenstein : , où S est l'entropie et A l'aire considérée." source

[invitea4732f50]

Ce compactage n'entraîne-t-il pas une perte d'info, comme tout compactage ??
Et surtout peut-on résumer tout à un code, une suite de bits ?

Bonjour,

Je n'ai jamais entendu dire qu'en informatique, les méthodes de compactage entrainaient une perte d'information. Ce n'est pas le cas, en l’occurrence.

Toute la question est de savoir si la réalité est "discrète" ou "continue". Si elle est discrète , et que cela reflète l'existence d'un composant ultime, alors on peut penser qu'un compactage dimensionnel est possible sans perte d'information.
Mais si elle est un continuum, alors on peut imaginer que tout compactage entraine des pertes d'informations.

Si la réalité est discrète, reflétant le jeu des degrés de liberté, d'un composant ultime, un volume d'espace, ne peut contenir qu'une quantité finie d'information.

Cordialement

[invitea4732f50]

Personnellement je pencherais en faveur du discret. La physique n'aime pas les "infinis" qui sont souvent le reflet de l'insuffisance des théories.
Infinis qui appellent de procédés dits de "renormalisation"...

Cordialement,

[Mailou75]

Salut,

NB : Ce qui va suivre n'a aucune source fiable

J'ai une vision bien plus simple de tout ceci : pour moi l'holographie c'est la suppression d'une dimension encodée dans les dimensions restantes.
Si je réduit l'espace-temps 4D à 3D en encodant le temps j'obtiens... le réel
Les formes d'énergie (masse, cinétique etc) sont l'encodage du temps : si je connais un espace 3D à un temps t et les énergies en jeu il m'est aisé d'en déduire l'état 3D à t+1, et donc de recréer l'espace 4D

Déterministe ou HS ?

Pardon pour mes inepties...
Mailou

[invitea4732f50]

Bonsoir

Plusieurs indice troublants tendent à prouver que l'univers particulier dans lequel nous vivons pourrait bien-être discret et numérique, plutôt que continu et analogique comme le veut l'opinion courante. Une telle hypothèse remonte à Démocrite, pour qui la matière était forcément discrète ( avec des particules insécables baptisées atomes), et à Zénon qui poussa l'audace jusqu'à avancer que la continuité de l'espace et du temps était un concept intrinsèquement contradictoire.
Physicien à mes heures perdues, j'ai observé en maintes occasions que les calculs physiques pouvaient diverger jusqu'à l'infini sur un intervalle extrêmement court. Les physiciens ont l'art de ne jamais poser la mauvaise question, celle qui a pour réponse l'infini.
Mais je suis mathématicien, et je me suis demandé chaque fois si la nature essayait de nous dire quelque chose - à savoir, que les nombres réels et la continuité n'ont pas de réalité physique. Témoin la quantité infinie d'énergie contenue dans le champ d'un électron, selon la théorie de l'électromagnétisme de Maxwell, et l'énergie infinie présente dans le vide d'après la théorie quantique des champs.
Selon la physique quantique, pour réaliser des mesures de précision infinies, il faut des énergies infinies (des collisionneurs de particules d'une taille et d'un coût infinis, etc...) Mais avant d'y parvenir, on aura déclenché un effondrement gravitationnel sous forme de trou noir, si l'on en croit la relativité générale !
...La théorie des cordes a été inventée pour éliminer les divergences qui apparaissent quand les distances se mettent à devenir arbitrairement petites. Elle y parvient en éliminant les sources ponctuelles comme l'électron, qui , ainsi que je le faisais remarquer plus haut, pose problème dans la théorie de l'electro-magnétisme de Maxwell. Dans la théorie des cordes, les particules élémentaires ne sont plus des poins, mais des boucles de cordes. Cette théorie détermine, et c'est essentiel, une distance minimale qui correspond à la longueur des ces boucles (repliées dans une dimension supplémentaire ).
Il devient donc impossible de concevoir des distances inférieures à cette longueur minimale.

Extrait de "Hasard et complexité en mathématique" de Grégory Chatin.

[invite3ba07b63]

Je suis pas un expert en ifntormatique mais il me semble que la compression(compactage) des données se retrouve, p

[invite3ba07b63]

Je me trompe peut-être mais, par exemple, la musique en MP3, c'est une compression de données (compactage) avec moins d'infos que dans un CD (idem pour le Divix par rapport au DVD et le DVD par rapport au Blue-Ray), non ? Compresser l'info, c'est mettre moins de bits pour dire la même chose, en ajoutant des algorythmes permettant de "reconstruire" au mieux l'info initiale, sans arriver à 100 % de celle-ci.
Amicalement

[Mailou75]

Je me trompe peut-être mais, par exemple, la musique en MP3, c'est une compression de données (compactage) avec moins d'infos que dans un CD (...)

Le problème soulevé n'est pas amha le compactage impliquant une perte de données, mais la passage de l'analogique (continu) au numérique (découpage). Tu auras beau découper tres finement le temps tu obtiendras toujours un nombre fini de "cases". Si un son d'un enregistrement analogique tombe entre deux cases il devra choisir, et ca deviendra "faux dans le temps", mais suffisement juste pour l'oreille humaine... C'est comme la définition d'un scan par rapport à une photo : dpi variable / grain de sel d'argent (?)

[inviteea028771]

Je me trompe peut-être mais, par exemple, la musique en MP3, c'est une compression de données (compactage) avec moins d'infos que dans un CD (idem pour le Divix par rapport au DVD et le DVD par rapport au Blue-Ray), non ? Compresser l'info, c'est mettre moins de bits pour dire la même chose, en ajoutant des algorythmes permettant de "reconstruire" au mieux l'info initiale, sans arriver à 100 % de celle-ci.
Amicalement

Il existe des algorithmes de compression sans pertes, les .zip ou autres .rar en sont la preuve

[inviteccac9361]

Bonjour,

personnellement la question que je me pose,
maintenant, peut-être que quelqu'un aurait un début de réponse.

Pourquoi, et surtout comment un objet même le plus petit que l'on puise concevoir a-t-il deux cotés.
Information, energie ou le comportement qu'on voudra, d'un coté et de l'autre sont-ils alors liés ?
Quel petit espace sépare deux cotés ?

Je sais qu'on peut répondre, cette question n'a pas de sens etc.
Evidement si on s'attache à des diagrammes de Feynman ou des etats quantiques, c'est un point de vue qui se défend.
http://fr.wikipedia.org/wiki/Diagramme_de_Feynman

Mais l'espace construit dans la théorie des cordes tente bien de representer les choses ayant des cotes ?
A partir d'une modelisation à 3 dimensions, on a des cotés.

[invite3ba07b63]

Dans "Hasard et complexité en mathématique" de Grégory Chatin, Chatin fait-il bien allusion à l'espace de Planck (le + petit espace "possible" dans le réel en-dessous duquel les lois de la physique n'ont plus court) ou quelque chose d'encore + petit ??? Le temps de Planck est-il lui aussi défini comme le + petit moment possible ?
Je croyais aussi que les particules élémentaires étaient dues aux vibrations des cordes et pas à des "boucles" dans les cordes.

"Tu auras beau découper tres finement le temps tu obtiendras toujours un nombre fini de "cases"...."

Je suis d'accord avec cette affirmation : le continuum espace-temps n'est pas totalement continu, la réalité est "discrète" mais elle nous apparaît continue.
On pourrai imaginer que le réel existe et évolue par des sauts de nature quantique : passage d'une case d'espace-temps à une autre, d'un temps de Planck à un autre ou d'un espace de Planck à un autre, par "quanta" d'espace-temps, tout comme les quanta d'énergie en physique quantique....
Bonne soirée

[Mailou75]

Si on refuse l'idée d'un passé infini, cad qu'on admet que le temps de Planck 10^-43s est une quantité de temps insécable, la théorie de G.Chatin est juste : on vit dans un univers numérique (découpé) et non analogique (continu)

Perso j'adhère pas : si toute l'information de l'univers a pu se comprimer dans 10^-35 m (longueur de Planck) c'est qu'il existe forcément un découpage plus fin... sinon il n'y aurait dans cette distance qu'une seule information !!

Le quanta est à l'univers ce que l'information fut au quanta !

Bon... des fois je ferais mieux de la fermer

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Perso j'adhère pas : si toute l'information de l'univers a pu se comprimer dans 10^-35 m (longueur de Planck) c'est qu'il existe forcément un découpage plus fin... sinon il n'y aurait dans cette distance qu'une seule information !!

salut

c'est bien ce que propose le principe holographique mais avec des aires de planck pour la limite du nombre d'information et non dans une longueur enfin sauf erreur

cordialement