Les multivers : science ou pas ?

[yves95210]

C’est bien de la spéculation tout ça, de haute volée certes mais de la spéculation non ?

Quand-même fondée sur des théories scientifiques solides (la RG et la TQC) au prix certes de l'"invention" d'un ou plusieurs champs hors du modèle standard de la physique des particules (du moins dans le cas de la théorie de l'inflation éternelle), mais avec les contraintes posés par l'obligation de reproduire dans le modèle les résultats des observations du CMB.
Et quoi qu'il en soit, pour décrire le commencement de notre univers on est bien forcé de faire des hypothèses sur ce que pourrait être la physique à des énergies bien au-delà de celles auxquelles la théorie actuelle s'applique. Peut-être justement que les observations cosmologiques fourniront un moyen indirect de corroborer ou de réfuter certaines de ces hypothèses.

1° L’inflaton est une hypothèse qui n’a pas été prouvée

Cf. ci-dessus. A moins que le champ de Higgs soit le bon candidat, mais il faudrait alors le prouver (en produisant un modèle basé sur cette hypothèse, donnant lieu à des prédictions testables qui le distingueraient de ses concurrents, et évidemment que le résultat de ces tests soit en faveur du Higgs)

2° L’énergie noire et la matière noire, on n’a pas idée de ce que c’est même si des théories (combien en tout?) existent

Ne mélangeons pas tout, c'est un autre problème (ou plutôt deux). Et oui, au moins pour la MN, il y a des théories. Quant à l'énergie noire il y a une piste qui me semble intéressante, mais je ne vais pas développer ici car c'est HS.

3° Le multivers et le Grand Rebond sont des hypothèses dont on attend une preuve, espérons qu’il y en aura une un jour.

Pour le multivers c'est pas gagné, puisque par définition il est inobservable : même si on obtient une preuve indirecte du fait que notre univers a bien été engendré par le mécanisme de l'inflation, ça permettra éventuellement de remonter aux propriétés du champ à l'origine de ce mécanisme, mais ça ne "prouvera" pas l'existence d'autre pocket universes, sauf par déduction logique - mais là ce n'est plus de la physique.
Pour les théories avec rebond (il y en a plusieurs) ça risque d'être pareil : je n'y connais rien, mais j'imagine que nous sommes pratiquement déconnectés de l'univers d'avant le notre par sa contraction jusqu'à un état de plasma de très haute énergie où il ne doit déjà pas subsister beaucoup de traces observables de son état précédent, puis par la phase analogue à une inflation qui suit cette contraction, et qui, puisqu'elle doit produire les mêmes résultats que l'inflation classique, efface probablement ces dernières traces.
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[viiksu]

Les deux interventions précédentes me semblent bien résumer le sujet. La MN et l'EN sont HS il faut peut-être rouvrir un fil sur le sujet pour voir l'état de l'art. On devrait bientôt avoir les résultats du satellite Microscope qui teste le principe d'équivalence et je crois savoir qu'il y avait une expérience sur l'effet de la gravité sur l'anti-matière.

[yves95210]

Quant à l'énergie noire il y a une piste qui me semble intéressante, mais je ne vais pas développer ici car c'est HS.

A ce sujet, j'ai ouvert une nouvelle discussion.

[Interval]

Bonjour, moi je pense que c'est de la sciences evidemment, que ce soi SF ou pas, La SF c'est quoi? c'est de la sciences qui sera ou ne sera pas réelle un jour, le probleme est que si le multivers existe nous ne pourrons sans doute jamais le prouver ou le voir, cela restera toujours speculation. mais la science c'est quoi, c'est faire des experiences soit reproductible, soit par la pensée et comme bcp de theoricien pense que cela pourrais exister et je pense que ca pourrais être réel, autre probleme, c'est que ca a un rapport avec la theorie des cordes et ces 11 dimensions... mais il parait que quelqu un a réussi a creer un trou de ver stable mais qui ne peux pas laisser passer la matiere et n'es pas visible, ils ont réussi a faire passer un flux electro magnetique. rechercherchez sur google!

Et dire que cela n'existe pas n'est pas scientifique il y a bcp d'exemple comme ca des chose que l'on croyais pas possible se réalise; comme ces allemand qui ont réussi a stocker de la lumiere alors qu'on croyais ca impossible

[shub22]

Et dire que cela n'existe pas n'est pas scientifique il y a bcp d'exemple comme ca des chose que l'on croyais pas possible se réalise; comme ces allemands qui ont réussi a stocker de la lumiere alors qu'on croyais ca impossible

Effectivement l'article donné en lien explique l'expérience je la mets pour ceux que ça intéresse ici

[yves95210]

Bonjour,

La discussion a un peu dérivé vers du n'importe-quoi, non ?

Mais du coup on a perdu le fil, alors que j'aurais bien aimé que les spécialistes répondent à la question que je posais dans ce message.

Gilgamesh, mtheory, si vous passez par là...

[yves95210]

Bonjour,

Je viens de tomber sur un article de Peter Woit, commentant un article de George Ellis qui mérite d'être lu aussi.
Voici sa conclusion, qui répond à la question posée dans le titre de cette discussion (mais pour la démonstration il faut lire l'article en entier. Il n'est pas très long)

The strongest evidence for a multiverse is generally taken to be the apparently successful Weinberg argument for the anthropic explanation of the value of the cosmological constant (CC). Without going into the subtleties of this story, one can see here the lack of any actual physical theory. With no underlying theory in which the statistical distribution of values of the CC is calculable, an assumption is made of a flat distribution; prior to invoking anthropics, any value of the CC is equally likely. As a theory of the physics of the CC, this is effectively exactly the same as my own personal theory, which is that I have absolutely no idea whatsoever about what the physics is determining the CC, so any value is equally likely. An accurate characterization of the situation is that neither I nor those invoking the Weinberg argument have a viable theory of the physics at issue here; there’s no scientific theory to test, so no issue about scientific testability.

Pas trop mal traduit par google, ça donne :

La preuve la plus forte pour un multivers est généralement considérée comme l'argument apparemment réussi de Weinberg pour l'explication anthropique de la valeur de la constante cosmologique (CC). Sans entrer dans les subtilités de cette histoire, on peut voir ici l'absence de théorie physique. En l'absence de théorie sous-jacente dans laquelle la distribution statistique des valeurs du CC est calculable, on suppose une distribution uniforme; Avant d'invoquer l'anthropique, toute valeur du CC est également probable. En tant que théorie de la physique du CC, c'est exactement la même chose que ma propre théorie personnelle, c'est-à-dire que je n'ai absolument aucune idée de ce que la physique est en train de déterminer. Une caractérisation précise de la situation est que ni moi ni ceux qui invoquent l'argument de Weinberg n'ont une théorie viable de la physique en cause ici; il n'y a pas de théorie scientifique à tester, donc pas de problème de testabilité scientifique.

[viiksu]

Perso ma réponse à la question est celle du Normand: Le multivers est une hypothèse intellectuelle qui n'est pas farfelue mais qui n'a aucun commencement de début d'indice favorable observationnel.Inversement il est difficile d'admettre un Univers unique surgi du néant ce que nous montre la cosmologie actuelle. Cela me rappelle Thibault Damour qui s'imagine au quotidien vivre les univers multiples d'Everett cela ma parait très dangereux. Alors science? Oui mais bordeline.

[Nicophil]

Bonjour,

Je viens de tomber sur un article de Peter Woit, commentant un article de George Ellis qui mérite d'être lu aussi.

There is a long tradition of rumination about possible other universes, but until recently such an activity was typically ignored by physicists as unscientific.

[Deedee81]

Salut,

Petit détail :

Inversement il est difficile d'admettre un Univers unique surgi du néant ce que nous montre la cosmologie actuelle

Je ne suis pas d'accord avec ce point :

1) La cosmologie actuelle ne dit pas que l'univers est surgit du néant car le Modèle Standard de la Cosmologie commence grosso modo à l'étape de la nucléosynthèse. Enfin, si, on trouve ça, mais dans la vulgarisation, pas en cosmologie.
2) La relativité générale est on le sait invalide pour le temps cosmologie proche de zéro
3) Tous les modèles tentant de marier relativité générale et physique quantique aboutissent à la conclusion qu'il n'y a pas eut "création" à partir du néant mais un pré-big-bang.

Pour le reste, je suis d'accord avec tout ce que tu dis dans ce message.

[stefjm]

3) Tous les modèles tentant de marier relativité générale et physique quantique aboutissent à la conclusion qu'il n'y a pas eut "création" à partir du néant mais un pré-big-bang.

Dans ce cas, par récurrence infinie: pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, etc...

[viiksu]

Mea culpa encore une fois j'ai écrit trop vite: La cosmologie ne dit rien de l'avant Big-Bang ni même si la question a un sens, la cosmologie ne sait pas et les multiveristes devraient être plus modestes. Le BB en tant qu'évènement unque serait extrêmement étonnant au même titre que des bulles éclatant à l'infini, ma position philosphique et à ce stade elle est légitime est que rien de tout ceci n'est pensable.

[invite0eb9ce15]

Dans ce cas, par récurrence infinie: pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, etc...

Bonjour,
Tout-à-fait d'accord !
Logiquement, le temps doit avoir un commencement, sinon, il aurait un passé infini, ce qui entraine le fait qu'il aurait fallu attendre un temps infini avant notre propre apparition !
Je crois qu'Emmanuel Kant a dit quelque chose de ressemblant ...

[Deedee81]

Dans ce cas, par récurrence infinie: pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, etc...

Ca dépend des modèles Celui-là n'est pas mon favoris (mais c'est juste une question de goût, pas de science)

[Gilgamesh]

Dans ce cas, par récurrence infinie: pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, pré-big-bang, etc...

Pas vraiment en fait. Dans l'hypothèse de l'inflation perpétuelle l'état antérieur est un état de décroissance de l'inflaton indéfiniment reconduit par les fluctuations du champ.

On part d'un vide de densité d'énergie élevée, et de ce fait en inflation. Ce vide possède un état d'énergie plus bas, et il va décroître spontanément dans ce nouvel état, à la manière d'un atome ou d'un noyau qui se désexcite pour rejoindre son état fondamental.

On modélise ça par un champs scalaire ϕ qui descend une colline de potentiel.

Dans ce régime inflationnaire (cad drivé par une constante cosmo), la croissance d'une région de taille a est :

a(t) = exp(Ht)

Avec H le taux d'expansion

Prenons un intervalle de temps, pris durant la descente, d'une durée Δt = 1/H (=temps de Hubble).
En une durée H^-1, la fonction a(t) augmente d'un facteur e, et donc le volume de l'univers grandit d'un facteur e³ ~ 20.

Considérons ce qui se passe dans une région de la taille d'un rayon de Hubble c/H. Supposons que ϕ₀ soit la valeur moyenne de ϕ dans cette région, au début de l'intervalle de temps. Puisque les corrélations s'étendent typiquement sur environ une longueur de Hubble, à la fin d'un temps de Hubble, un région d'une taille initiale un rayon de Hubble va se développer et se subdiviser en 20 régions indépendantes d'un rayon de Hubble. Quelle est la valeur du champs dans ces 20 régions ? On va dire que le champs varie d'une quantité ∆ϕ qui est la somme de deux termes : celui que donne le taux moyen de descente, qu'on va qualifier de "classique" ∆ϕc, le même dans les 20 régions et une fluctuation quantique, qui peut aller à la hausse ou à la baisse d'une valeur ∆ϕq et qui varie dans chacune des 20 régions. Les valeurs de ∆ϕq se distribuent selon une classique loi de Gauss, avec une largeur de l'ordre H/2π. Avec cette largeur de distribution, il y a alors une certaine probabilité que la somme ∆ϕc+∆ϕq soit positive c'est à dire que dans une région, le champ fluctue vers le haut et non vers le bas. Si cette probabilité est supérieure à 1/20e, alors le nombre de régions en expansion avec ϕ ≥ ϕ₀ sera plus grand à la fin de l'intervalle de temps Δt qu'il ne l'était au début. Dans ce cas, le processus se répétera a chaque pas de temps, de sorte que l'inflation ne finira jamais.

Dans une distribution gaussienne, il faut que l'écart-type de ∆ϕq soit supérieur à 0.61 |∆ϕc|. On modélise la valeur de ∆ϕc par le produit de sa dérivé dϕc/dt par le temps de Hubble Δt = H⁻¹. Ce qui nous donne :

∆ϕq ~ H/2π > 0.61 | (dϕc/dt)H⁻¹|

soit :

H²/(dϕc/dt) > 3.8


Bon, et euh... faut continuer ici page 9 :

Eternal inflation and its implications



mais l'idée est que cette probabilité augmente avec ϕ, ce qu'il fait que ça finit forcément par arriver, et alors on entre dans un régime d'inflation perpétuelle

Conclusion :

Alan Guth (théoricien au MIT): "It's hard to build models of inflation that don't lead to a multiverse. It's not impossible, so I think there's still certainly research that needs to be done. But most models of inflation do lead to a multiverse, and evidence for inflation will be pushing us in the direction of taking [the idea of a] multiverse seriously."


Andrei Linde (théoricien au Stanford University): "In most of the models of inflation, if inflation is there, then the multiverse is there. It's possible to invent models of inflation that do not allow [a] multiverse, but it's difficult. Every experiment that brings better credence to inflationary theory brings us much closer to hints that the multiverse is real."

[invite0eb9ce15]

Pas vraiment en fait. Dans l'hypothèse de l'inflation perpétuelle l'état antérieur est un état de décroissance de l'inflaton indéfiniment reconduit par les fluctuations du champ.

On part d'un vide de densité d'énergie élevée, et de ce fait en inflation. Ce vide possède un état d'énergie plus bas, et il va décroître spontanément dans ce nouvel état, à la manière d'un atome ou d'un noyau qui se désexcite pour rejoindre son état fondamental.

On modélise ça par un champs scalaire ϕ qui descend une colline de potentiel.

Dans ce régime inflationnaire (cad drivé par une constante cosmo), la croissance d'une région de taille a est :

a(t) = exp(Ht)

Avec H le taux d'expansion

Prenons un intervalle de temps, pris durant la descente, d'une durée Δt = 1/H (=temps de Hubble).
En une durée H^-1, la fonction a(t) augmente d'un facteur e, et donc le volume de l'univers grandit d'un facteur e³ ~ 20.

Considérons ce qui se passe dans une région de la taille d'un rayon de Hubble c/H. Supposons que ϕ₀ soit la valeur moyenne de ϕ dans cette région, au début de l'intervalle de temps. Puisque les corrélations s'étendent typiquement sur environ une longueur de Hubble, à la fin d'un temps de Hubble, un région d'une taille initiale un rayon de Hubble va se développer et se subdiviser en 20 régions indépendantes d'un rayon de Hubble. Quelle est la valeur du champs dans ces 20 régions ? On va dire que le champs varie d'une quantité ∆ϕ qui est la somme de deux termes : celui que donne le taux moyen de descente, qu'on va qualifier de "classique" ∆ϕc, le même dans les 20 régions et une fluctuation quantique, qui peut aller à la hausse ou à la baisse d'une valeur ∆ϕq et qui varie dans chacune des 20 régions. Les valeurs de ∆ϕq se distribuent selon une classique loi de Gauss, avec une largeur de l'ordre H/2π. Avec cette largeur de distribution, il y a alors une certaine probabilité que la somme ∆ϕc+∆ϕq soit positive c'est à dire que dans une région, le champ fluctue vers le haut et non vers le bas. Si cette probabilité est supérieure à 1/20e, alors le nombre de régions en expansion avec ϕ ≥ ϕ₀ sera plus grand à la fin de l'intervalle de temps Δt qu'il ne l'était au début. Dans ce cas, le processus se répétera a chaque pas de temps, de sorte que l'inflation ne finira jamais.

Dans une distribution gaussienne, il faut que l'écart-type de ∆ϕq soit supérieur à 0.61 |∆ϕc|. On modélise la valeur de ∆ϕc par le produit de sa dérivé dϕc/dt par le temps de Hubble Δt = H⁻¹. Ce qui nous donne :

∆ϕq ~ H/2π > 0.61 | (dϕc/dt)H⁻¹|

soit :

H²/(dϕc/dt) > 3.8


Bon, et euh... faut continuer ici page 9 :

Eternal inflation and its implications



mais l'idée est que cette probabilité augmente avec ϕ, ce qu'il fait que ça finit forcément par arriver, et alors on entre dans un régime d'inflation perpétuelle

Conclusion :

Alan Guth (théoricien au MIT): "It's hard to build models of inflation that don't lead to a multiverse. It's not impossible, so I think there's still certainly research that needs to be done. But most models of inflation do lead to a multiverse, and evidence for inflation will be pushing us in the direction of taking [the idea of a] multiverse seriously."


Andrei Linde (théoricien au Stanford University): "In most of the models of inflation, if inflation is there, then the multiverse is there. It's possible to invent models of inflation that do not allow [a] multiverse, but it's difficult. Every experiment that brings better credence to inflationary theory brings us much closer to hints that the multiverse is real."

Bonjour,
J'ai lu dans la conclusion de l'article cité :
Although inflation is generically eternal into the future, it is not eternal into the past: it can be proven under reasonable assumptions that the inflating region must be incomplete in past directions, so some physics other than inflation is needed to describe the past boundary of the inflating region.


Cela dit, il faut bien reconnaître que nous ignorons tout du temps, à tel point qu'en mécanique quantique on ne sait pas créer un "opérateur temps".
"Quand je pense au temps, je sais ce que c'est. Si on me le demande, je ne sais plus" (St Augustin. Confessions)

[viiksu]

Bon bon difficile de faire le tri entre hypothèses et certitudes, philosophiquement parlant multivers ou pas cela reste impensable pour moi. Scientifiquement parlant sachant que le boson de Higgs a une tête de chapeau Mexicain prouvée (n'est-ce pas ?) (j'allais dire une méchanceté sur les Mexicains mais je me retiens) alors pourquoi pas un autre champ scalaire de type inflaton et ce qu'énonce Gilgamesh me parait plausible et séduisant.

[viiksu]

"Quand je pense au temps, je sais ce que c'est. Si on me le demande, je ne sais plus" (St Augustin. Confessions)

C'est ce que je me tue à dire: espace, temps, origine sont impensables car ils font partie des catégories transcendentales (cf Emmanuel Kant).

[Deedee81]

Salut,

Scientifiquement parlant sachant que le boson de Higgs a une tête de chapeau Mexicain

Attention, c'est le potentiel qui est comme ça, pas le boson

C'est ce que je me tue à dire: espace, temps, origine sont impensables car ils font partie des catégories transcendentales (cf Emmanuel Kant).

Tu plaisantes ? "Le temps est ce qu'indiquent les horloges", c'est la définition en physique. Et les horloges ne sont pas des objets transcendants.

Faire référence à Kant, hein, hummm.... celui dont les travaux ont valsés à la poubelle peu après (à cause de la relativité).

La philosophie devrait être interdite par la loi

[stefjm]

"Le temps est ce qu'indiquent les horloges", c'est la définition en physique. Et les horloges ne sont pas des objets transcendants.

Sans la notion de temps et même avec, c'est devenu difficile de reconnaitre une horloge d'un mètre-ruban moderne...

[viiksu]

Attention, c'est le potentiel qui est comme ça, pas le boson
Tu plaisantes ? "Le temps est ce qu'indiquent les horloges", c'est la définition en physique. Et les horloges ne sont pas des objets transcendants.

Oui je parlais du champ de Higgs pas du boson. Concernant la définition du temps cela me parait un peu court de dire que c'est ce qu'indiquent les horloges.Ceci est un instrument qui mesure le temps mais qui ne le définit pas, en fait je vous met au défi (amicalement) de définir le temps sans tautologie . Je vous conseille de lire les nombreuses vidéos d'Etienne Klein qui est un peu un spécialiste.

[stefjm]

On peut définir le temps
- à partir de la vitesse et de l'espace
- à partir de l'énergie et de l'impulsion
- à partir de la gravité

et de plein d'autres façons...

[yves95210]

On peut définir le temps
- à partir de la vitesse et de l'espace
- à partir de l'énergie et de l'impulsion
- à partir de la gravité

et de plein d'autres façons...

Oui, mais ce ne sont que des formules. Ce n'est pas ça qui évite les tautologies : par exemple, dans le premier cas, comment définis-tu la vitesse ?

(mais on s'est pas mal éloigné du sujet de la discussion, non ?)

[invite6c093f92]

(mais on s'est pas mal éloigné du sujet de la discussion, non ?)

Surtout que la réponse de Deedee était pour dire que le temps n'est pas un truc transcendant "à la kant"...

[viiksu]

On peut définir le temps
- à partir de la vitesse et de l'espace
- à partir de l'énergie et de l'impulsion
- à partir de la gravité

et de plein d'autres façons...

La vitesse inclut déjà le temps et l'impulsion aussi, la troisième formule je ne connais pas?

[Deedee81]

Oui je parlais du champ de Higgs pas du boson.

Ca revient au même. C'est le potentiel qui a la forme d'un chapeau, pas le champ de Higgs.

Concernant la définition du temps cela me parait un peu court de dire que c'est ce qu'indiquent les horloges.Ceci est un instrument qui mesure le temps mais qui ne le définit pas, en fait je vous met au défi (amicalement) de définir le temps sans tautologie .

C'est court mais juste. Pas besoin du temps pour définir une horloge, suffit de faire référence à sa fabrication, par exemple décrire un clepsydre (tu m'excuseras si j'ai un peu la flemme de le faire).
En fait ce serait mieux de décrire une horloge atomique. La définition en physique, c'est celle de la métrologie.
Mais bien sûr j'ai fait aussi l'impasse (là j'ai été vilain) sur tous les aspects théoriques
EDIT pour savoir ce qu'est le temps, le mieux est de lire dans l'ordre, la définition du temps en métrologie (wikipedia, Encyclopedia Universalis), le premier chapitre de Gravitation dans MTW (définition du temps dans un cadre relativiste général, j'aime bien le "le temps est ce qui rend mouvement simple" ), et à peu près la première moitié du livre Loop Quantum Gravity de Rovelli, dont presque tout est en réalité vulgarisé.

Je vous conseille de lire les nombreuses vidéos d'Etienne Klein qui est un peu un spécialiste.

Pfffff, t'en as de bonne toi, lire des vidéos, c'est pas facile.
https://fr.wikipedia.org/wiki/Lecture_labiale

Non, je rigole : je n'ai pas internet chez moi, et ici je n'ai pas le son. Et encore moins le temps de regarder de longue vidéo.
(ce qui ne m'empêchera pas bientôt de créer une chaîne sur la MQ , mais il faut me laisser le temps, je dois préparer suffisamment de vidéo. J'en ai déjà cinq )

[viiksu]

Non, je rigole : je n'ai pas internet chez moi, et ici je n'ai pas le son. Et encore moins le temps de regarder de longue vidéo.
(ce qui ne m'empêchera pas bientôt de créer une chaîne sur la MQ , mais il faut me laisser le temps, je dois préparer suffisamment de vidéo. J'en ai déjà cinq )

J'en bave d'avance je vais commander un stock de like au Sénégal.

[stefjm]

Oui, mais ce ne sont que des formules. Ce n'est pas ça qui évite les tautologies : par exemple, dans le premier cas, comment définis-tu la vitesse ?

(mais on s'est pas mal éloigné du sujet de la discussion, non ?)

Tout est toujours tautologique en physique...
Pour la vitesse, on peut partir de "c" dans le vide comme caractéristique de l'espace temps.

[Nicophil]

Tout est toujours tautologique en physique...

Mais non enfin ! seulement les définitions des unités/constantes fondamentales.

[stefjm]

Ben si.
Il y a des relations entre grandeurs adimensionnées, mais seulement des relations, relations qui tournent en rond...