Les multivers : science ou pas ?

[yves95210]

Bonjour,
Proposition de lecture :
https://arxiv.org/pdf/0905.1283.pdf
Cordialement.

Merci. Je l'ai déjà lu, et évoqué plus haut dans cette discussion (mais je n'avais pas donné le lien vers l'article).
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[Dynamix]

Pour ma part, les multivers c'est de la science fiction.

Ce qui est de la science fiction , c' est de les utiliser dans un scénario .

[skeptikos]

bonsoir,
le message initial demande l'avis de chacun.
J'ai osé donné le mien, désolé s'il ne plait pas à tous.
@+

[yves95210]

le message initial demande l'avis de chacun.
J'ai osé donné le mien, désolé s'il ne plait pas à tous.

Sur ce forum, un avis ça s'étaye par des arguments scientifiques. Sinon il suffirait de faire un sondage d'opinion pour décider si une théorie est valide ou non...

[shub22]

Mais elle n'explique rien en elle-même. Et ce n'est pas une théorie, mais seulement une conséquence logique de la théorie de l'inflation éternelle, voire, sous d'autres formes, de théories concurrentes.

Ça reporte le problème. On remplace l'hypothèse de multivers par celle d'une inflation éternelle. Ou qui serait supposée éternelle? Qu'en savons-nous dans le fond? Qu'en sait Alan Guth dans le fond sans preuves expérimentales ? Sa théorie est séduisante certes mais en l'absence de preuves qu'est-ce qui permet de conclure d'après l'énergie noire (qui n'est qu'une hypothèse il me semble pour le moment pour expliquer l'inflation expansionniste) que l'inflation serait éternelle ?
D'abord (j'ai mis un post là-dessus) on devrait parler d'inflation perpétuelle et non éternelle. Sans vouloir faire du pseudo- Woody Allen, on ne sait pas jusqu'à quand remonte l'éternité dans le passé et ce qui légitimerait l'emploi de cette théorie d'une “inflation éternelle“. Eternelle ça veut dire dans les 2 sens du temps hein ?
Comme disait Woody Allen (ça n'a aucun rapport mais je trouve cela rigolo) l'éternité c'est long surtout vers la fin.

La théorie de l'inflation a un pouvoir explicatif indéniable, à moins de croire que l'univers est né de la singularité à laquelle conduisent les équations de la RG lorsqu'on remonte le temps.
L'ajout (inévitable dans le cas de l'inflation éternelle) de l'hypothèse du multivers de type II présente l'avantage (?) de ne plus avoir à se poser de questions sur l'origine de l'incroyable (?) ajustement des paramètres qui permet l'existence d'un univers tel que le notre : parmi le très, très grand nombre (même si pas infini !) de pocket universes, statistiquement ^(*) il y en a forcément un dans lequel les paramètres prennent des valeurs compatibles avec l'histoire de l'univers telle que nous pouvons l'observer, la naissance des étoiles, la formations des galaxies et des grandes structures, l'apparition de la vie, etc.
Ainsi on n'a plus besoin de faire appel à une physique plus fondamentale qui serait à l'origine des lois de la physique effective de notre univers : celles-ci seraient juste le résultat d'un tirage au sort...
Ce n'est jamais qu'une autre façon de dire que, si les lois de la physique n'étaient pas ce qu'elles sont, nous ne serions pas là pour en parler, point barre.

Est-ce une avancée scientifique ? Il me semble que non : à partir du moment où on pense (et on peut justifier par la théorie) que notre univers a eu un début, à partir d'un "avant" qui ne peut pas être décrit par la physique que nous connaissons, il n'y a pas de raison de penser qu'il ne peut pas y avoir d'autres univers, avant, après ou en parallèle avec le notre, sans pour autant avoir besoin d'une théorie physique particulière pour le justifier. Mais là, on tombe dans la métaphysique...

(*) Pour autant qu'il soit légitime de parler de probabilités en la matière...

C'est bien résumé. En tout cas c'est ce que j'ai compris de la théorie des multivers expliquée par Aurélien Barrau. Nous sommes les heureux (ou pas heureux) gagnants du Loto, avec un univers dans lesquelles les constantes, les lois physiques sont pile-poil les bonnes pour que nous soyons là sur un forum ou ailleurs à se demander comment l'univers a été créé, vers quoi il va etc. à se poser et à poser aux autres la question du pourquoi du comment. Qui par la science qui par la religion ou la métaphysique mais ceux-là, ces derniers ne nous intéressent pas vraiment dans l'explication qu'ils donnent du monde et de sa création: je pense qu'on est bien d'accord sur ce point ici.

[skeptikos]

Sur ce forum, un avis ça s'étaye par des arguments scientifiques. Sinon il suffirait de faire un sondage d'opinion pour décider si une théorie est valide ou non...

oui mais je préfère éviter la polémique.
@+

[yves95210]

oui mais je préfère éviter la polémique.
@+

Dans ce cas, pourquoi intervenir dans cette discussion ?
Échanger des arguments, ce n'est pas polémiquer.
Si tu as lu nos messages tu as pu constater que nous ne sommes pas tous convaincus de l'intérêt scientifique de l'hypothèse du multivers (voire même du fait même qu'il s'agisse d'une hypothèse scientifique). Ce n'est pas pour autant que la discussion a tourné à la polémique.

[yves95210]

Ça reporte le problème. On remplace l'hypothèse de multivers par celle d'une inflation éternelle. Ou qui serait supposée éternelle? Qu'en savons-nous dans le fond? Qu'en sait Alan Guth dans le fond sans preuves expérimentales ? Sa théorie est séduisante certes mais en l'absence de preuves qu'est-ce qui permet de conclure d'après l'énergie noire (qui n'est qu'une hypothèse il me semble pour le moment pour expliquer l'inflation expansionniste) que l'inflation serait éternelle ?

Ben c'est juste l'application de la RG à un univers vide de matière/énergie, mais avec une constante cosmologique non nulle, comme elle semble bien l'être dans notre univers.

D'abord (j'ai mis un post là-dessus) on devrait parler d'inflation perpétuelle et non éternelle. Sans vouloir faire du pseudo- Woody Allen, on ne sait pas jusqu'à quand remonte l'éternité dans le passé et ce qui légitimerait l'emploi de cette théorie d'une “inflation éternelle“. Eternelle ça veut dire dans les 2 sens du temps hein ?
Comme disait Woody Allen (ça n'a aucun rapport mais je trouve cela rigolo) l'éternité c'est long surtout vers la fin.

Là c'est un peu du pinaillage sur les mots. Accessoirement, selon plusieurs dictionnaires, l'une des traductions possibles de "eternal" est perpétuel. Et j'ai vérifié la définition du mot dans des dictionnaires anglais, il veut dire "lasting forever" ou "without end". Donc Guth et autres ne font pas de faute de langage en parlant de "eternal inflation".
Mais effectivement dans la théorie en question il n'y a pas d'éternité dans le passé, mais bel et bien un début. Et pour le coup, on n'a pas le début du début d'une théorie permettant de décrire ce qu'il y avait avant ce début. Et, je pense, aucune chance d'en avoir une un jour, pour autant que ça présente un intérêt autre que métaphysique.

[invite80294156]

Merci. Je l'ai déjà lu, et évoqué plus haut dans cette discussion (mais je n'avais pas donné le lien vers l'article).

Bonjour,
Avez-vous aussi lu cet article du même auteur : https://arxiv.org/pdf/gr-qc/9704009.pdf
On peut, je crois, retenir notre attention sur certaines remarques sans pour autant agréer le tout.
Pour ma part, je ne crois pas à une TOE pour des raisons que j'ai exposées il y a longtemps à Max Tegmark. Je dois reconnaître que ses réponses étaient extrêmement cohérentes avec sa théorie et m'ont donné sérieusement à réfléchir.
J'en profite pour signaler que ce physicien est un homme absolument charmant et que c'est un régal de dialoguer avec lui.
Cordialement.

[shub22]

Ben c'est juste l'application de la RG à un univers vide de matière/énergie, mais avec une constante cosmologique non nulle, comme elle semble bien l'être dans notre univers.

Désolé mais je ne vois pas de relation claire et établie entre la RG avec constante cosmologique non nulle et d'autre part l'énergie noire sur laquelle est batie la théorie des multivers d'Alan Guth même s'il est vraisemblable qu'il l'envisage comme compatible et cohérente avec la RG. Je crois (à confirmer) que Einstein concevait l'univers comme statique avec une constante cosmologique fixe et certaines de ses formules ont pu être modifiées et adaptées au fait que la constante cosmologique évoluait dans le temps et au cours de l'histoire de l'univers pour tenir compte de l'inflation expansionniste.

Là c'est un peu du pinaillage sur les mots. Accessoirement, selon plusieurs dictionnaires, l'une des traductions possibles de "eternal" est perpétuel. Et j'ai vérifié la définition du mot dans des dictionnaires anglais, il veut dire "lasting forever" ou "without end". Donc Guth et autres ne font pas de faute de langage en parlant de "eternal inflation".
Mais effectivement dans la théorie en question il n'y a pas d'éternité dans le passé, mais bel et bien un début. Et pour le coup, on n'a pas le début du début d'une théorie permettant de décrire ce qu'il y avait avant ce début. Et, je pense, aucune chance d'en avoir une un jour, pour autant que ça présente un intérêt autre que métaphysique.

Exact ! Pour le coup j'ai trop fait confiance à la similarité anglais-français pour ce mot et d'autres. Eternal en anglais d'après mon dico est polysémique dans sa traduction et renvoie en français aussi bien à “éternel“, qu'à “sans fin" et aussi "perpétuel“ et “continuel“.
Bon j'ai appris un truc!!!

[yves95210]

Désolé mais je ne vois pas de relation claire et établie entre la RG avec constante cosmologique non nulle et d'autre part l'énergie noire sur laquelle est batie la théorie des multivers d'Alan Guth même s'il est vraisemblable qu'il l'envisage comme compatible et cohérente avec la RG. Je crois (à confirmer) que Einstein concevait l'univers comme statique avec une constante cosmologique fixe et certaines de ses formules ont pu être modifiées et adaptées au fait que la constante cosmologique évoluait dans le temps et au cours de l'histoire de l'univers pour tenir compte de l'inflation expansionniste.

Effectivement, Einstein avait introduit la constante cosmologiques pour de mauvaises raisons, et l'avait abandonnée lorsqu'il avait été établi que l'univers n'était pas statique (et il a été démontré qu'il ne peut pas l'être).
Mais pour diverses raisons, la plus évidente étant l'observation des vitesses d'éloignement des galaxies lointaines "prouvant" l'accélération de l'expansion, cette constante a été réintroduite. La RG ne dit pas s'il s'agit d'une propriété de la géométrie de l'espace-temps (un terme de courbure supplémentaire à ajouter au tenseur d'Einstein) ou la manifestation d'un champ - baptisé depuis énergie noire -, donc d'une source de courbure (un terme à ajouter au tenseur d'énergie-impulsion). Mais on peut effectivement interpréter la constante cosmologique dans ce sens.

La théorie de l'inflation éternelle suppose que dans le multivers en inflation, vide de matière, la RG et la physique quantique continuent de s'appliquer (hypothèse sans laquelle on ne sait plus faire de physique). Le multivers étant vide de matière mais avec une constante cosmologique non nulle il est décrit par une solution particulière des équations de Friedmann, celle de de Sitter, qui prédit une croissance exponentielle de son facteur d'échelle (et donc de son volume).

Mais le champ auquel correspond le Lambda du multivers n'est pas forcément le même que celui qui est à l'origine de l'énergie noire dans notre univers :
La théorie de l'inflation éternelle suppose que le potentiel associé à ce champ possède une forme bien particulière, avec un (ou des) état(s) d'énergie minimale, qui font que, sous l'effet de ses fluctuations quantiques, un petit volume local du multivers peut subir un ralentissement brutal de la croissance de son taux d'expansion (le champ y étant dans un de ces états), qui donne lieu à l'apparition d'un pocket universe.
Les lois physiques effectives dans cet univers (les paramètres des champs quantiques, la physique des particules) sont distinctes de celle du multivers, puisqu'elles émergent à "basse" énergie.

Exact ! Pour le coup j'ai trop fait confiance à la similarité anglais-français pour ce mot et d'autres. Eternal en anglais d'après mon dico est polysémique dans sa traduction et renvoie en français aussi bien à “éternel“, qu'à “sans fin" et aussi "perpétuel“ et “continuel“.
Bon j'ai appris un truc!!!

Moi aussi. Mais je dois dire que, même en français, l'usage du mot "éternel" dans ce sens ne m'avait pas choqué...

[viiksu]

La théorie de l'inflation éternelle suppose que le potentiel associé à ce champ possède une forme bien particulière, avec un (ou des) état(s) d'énergie minimale,

Ce qui est curieux c'est que ce champ "inflaton" a la même tête que celui de Higgs en chapeau Mexicain.

[yves95210]

Ce qui est curieux c'est que ce champ "inflaton" a la même tête que celui de Higgs en chapeau Mexicain.

Oui. D'après ce que j'ai lu, une des hypothèses possibles est que le champ de Higgs soit à l'origine de l'inflation, à condition que son potentiel ait les bonnes caractéristiques, ce que pour le moment on ne peut que postuler (une recherche google sur Higgs + inflation te remontera des articles à ce sujet).
Cela aurait au moins l'avantage d'éviter d'avoir à "inventer" un nouveau champ, plus exotique. Mais je ne pense pas que cette hypothèse fait consensus (sinon il n'y aurait pas tant de modèles en concurrence). Je ne sais pas pour quelle raison.

Gilgamesh pourrait peut-être nous en dire plus ?

[Deedee81]

Salut,

Oui. D'après ce que j'ai lu, une des hypothèses possibles est que le champ de Higgs soit à l'origine de l'inflation, à condition que son potentiel ait les bonnes caractéristiques, ce que pour le moment on ne peut que postuler (une recherche google sur Higgs + inflation te remontera des articles à ce sujet).

Ce ne serait pas lié à la rupture de symétrie électro-faible dans ce cas ?

[Gilgamesh]

Oui. D'après ce que j'ai lu, une des hypothèses possibles est que le champ de Higgs soit à l'origine de l'inflation, à condition que son potentiel ait les bonnes caractéristiques, ce que pour le moment on ne peut que postuler (une recherche google sur Higgs + inflation te remontera des articles à ce sujet).
Cela aurait au moins l'avantage d'éviter d'avoir à "inventer" un nouveau champ, plus exotique. Mais je ne pense pas que cette hypothèse fait consensus (sinon il n'y aurait pas tant de modèles en concurrence). Je ne sais pas pour quelle raison.

Gilgamesh pourrait peut-être nous en dire plus ?

Oui, dans les 200+ modèles d'inflation, il y en a un qui se base sur le champs de Higgs.

The Higgs field as an inflaton
Je recopie l'abstract : Le champs de Higgs du Modèle standard peut conduire à une expansion inflationnaire s'il est non minimalement couplé à la gravité. Le modèle est en parfaite adéquation avec les paramètre du CMB (so far... on est en 2013) et a des implication sur la masse du boson de Higgs.

Que signifie "être non minimalement couplé" à la gravité, je ne sais pas exactement, il faudrait prendre un peu de temps pour lire l'article (c'est l'objet du point 2.).

[mtheory]

Oui, dans les 200+ modèles d'inflation, il y en a un qui se base sur le champs de Higgs.

The Higgs field as an inflaton
Je recopie l'abstract : Le champs de Higgs du Modèle standard peut conduire à une expansion inflationnaire s'il est non minimalement couplé à la gravité. Le modèle est en parfaite adéquation avec les paramètre du CMB (so far... on est en 2013) et a des implication sur la masse du boson de Higgs.

Que signifie "être non minimalement couplé" à la gravité, je ne sais pas exactement.

Le couplage ne se fait pas par une dérivée covariante du champ scalaire mais par un terme dans le lagrangien produit du scalaire de Ricci avec le champ scalaire ou plus précisément https://physics.stackexchange.com/qu...ral-relativity.

[mtheory]

Oui, dans les 200+ modèles d'inflation, il y en a un qui se base sur le champs de Higgs.



.

Les premiers modèles d'inflation étaient basés sur des champs de Higgs des GUT. Comme ça pose des problèmes les gens ont aussi été voir ailleurs.

[Deedee81]

Ca répond (négativement) à ma question, merci.

[mtheory]

Salut,



Ce ne serait pas lié à la rupture de symétrie électro-faible dans ce cas ?

peut-être que si, l'idée a été aussi proposée. En fait, cette brisure produit une inflation, le problème c'est qu'il faut un modèle qui en produise suffisamment et c'est pourquoi au début, on a considéré que ce ne pouvai pas être le Higgs du modèle standard.

[Deedee81]

D'accord, merci pour l'explication.

[Gilgamesh]

Merci mtheory

[penthode]

on a déjà assez de mal à piger notre univers ,

alors les éventuels autres....

[stefjm]

C'est un grand classique!

[Gilgamesh]

on a déjà assez de mal à piger notre univers ,

alors les éventuels autres....

That's the point : l'hypothèse du multivers a pour SEUL intérêt (au sens épistémologique) d'expliquer ce qui sans cela serait incompréhensible dans notre univers :

- origine de l'expansion,
- origine de la matière,
- platitude,
- homogénéité,
- absence de monopôles magnétiques,
- fine tuning du Modèle standard...
...

[stefjm]

Comme l'ont fait par le passé les théories du genre phlogistique...

[yves95210]

on a déjà assez de mal à piger notre univers ,

alors les éventuels autres....

Mais le paradigme de l'inflation a justement pour but d'expliquer des phénomènes qu'on observe dans notre univers, et qu'on a bien du mal à piger autrement. Et le multivers n'est qu'une conséquence de ce paradigme.
C'est clair qu'on n'ira pas voir ce qui se passe dans les autres pocket universes du multivers (s'il existe), donc de là à essayer de les piger...

D'ailleurs on n'aura même peut-être jamais la "preuve" de l'existence du multivers autrement que par déduction logique. Ou plutôt, on ne saura peut-être jamais spécifier un test qui permettrait de réfuter son existence. C'est bien ça qui fait dire à certains physiciens que ce n'est pas une théorie scientifique.

D'autres théories se passent de l'inflation éternelle pour expliquer les mêmes phénomènes - l'avenir nous dira qui a raison.
Mais ces théories conduisent également à une forme de multivers - dans le cas des théories avec rebond on a affaire à des univers qui se succèdent dans le temps, et qui sont pratiquement distincts les uns des autres, le rebond "effaçant" ce qu'il reste du contenu de l'univers précédent à la fin de sa contraction. Est-ce que c'est une hypothèse plus facile à accepter par l'esprit humain ? Je n'en sais rien...

De toute façon, à moins de supposer que notre univers a été créé à partir du néant, comme ce que nous pouvons en observer conduit à penser qu'il a eu un commencement, il a bien fallu qu'il naisse à partir de (ou dans) quelque-chose. Et dans ce cas il est logique de supposer qu'il n'est pas unique, soit dans le temps (univers cycliques), soit dans un espace plus vaste (multivers).

[Deedee81]

Salut,

Comme l'ont fait par le passé les théories du genre phlogistique...

Tiens, d'habitude ce genre de remarque me fait bondir jusqu'au plafond, mais là, je dirais plutôt : c'est pas faux

Mais ça ne fait que montrer que je ne suis pas un grand partisan de l'utilité en tant qu'explication du principe anthropique faible.

[yves95210]

Tiens, d'habitude ce genre de remarque me fait bondir jusqu'au plafond, mais là, je dirais plutôt : c'est pas faux

Mais ça ne fait que montrer que je ne suis pas un grand partisan de l'utilité en tant qu'explication du principe anthropique faible.

Comment ça, tu n'aimes pas l'idée qu'il suffit de jouer à la loterie pour tirer un univers bien confortable ?
Ou tu crains qu'une multitude d'autres Deedee (après tout il y a pas mal de nombres entiers avant et après 81) soient tombés sur un mauvais lot et n'aient pas eu la chance de naître ou soient en train de se consumer dans quelque univers infernal ?

Bon, plus sérieusement, c'est aussi ce qui me gêne dans l'hypothèse du multivers de type II.

Mais si le champ à l'origine de l'inflation est un champ "classique" (dans le sens: prévu par le modèle standard) et qu'il n'est pas nécessaire de faire appel à une nouvelle physique aux très hautes énergies pour décrire le mécanisme inflationnaire (c'est ce que j'ai vaguement compris en parcourant le papier cité par Gilgamesh sur le Higgs comme inflaton), est-ce qu'on a encore affaire à un multivers de type II ?

D'après ce que j'avais compris au début de cette discussion, le paradigme de l'inflation éternelle est fondé sur un paysage (celui de la théorie des cordes) conduisant à un grand nombre de minima du potentiel du champ dont les fluctuations donnent naissance aux bébés univers, avec autant de variantes possibles des lois physiques à basse énergie qu'il y a de minima. D'où l'idée de loterie : ce n'est que si bébé a tiré le bon lot qu'il ne souffrira pas de maladie congénitale et qu'il deviendra grand et restera en bonne santé au moins pendant un certain temps (quelques centaines de milliards d'années quand-même...).

Mais si l'inflaton est notre brave Higgs, il me semble que le paysage se simplifie grandement car on aurait affaire à un seul minimum, et qu'il n'y a donc pas de raison que les bébés univers naissent avec des lois physiques différentes. Me trompe-je ?
Dans ce cas, notre physique à basse énergie ne serait plus le résultat d'un tirage au sort, elle serait la même dans tous les bébés univers. Mais évidemment il reste alors quelques problèmes à résoudre, sur lesquels l'hypothèse du multivers II permettait de faire l'impasse en invoquant le principe anthropique...

[viiksu]

Bon il semble clair pour tous que l'univers a une histoire et qu'il est né assez petit. Par contre dire qu'il serait né du néant est en effet bizarre car quel est ce néant qui donne naissance à quelque chose et qui n'est donc pas le néant car il contenait au moins un potentiel de naissance. L'infinitude élimine le problème de l'origine soit notre univers rebondit sans cesse depuis toujours soit des univers bulles éclatent de façon arborescente (dans un vide qui est déjà un univers en soi) depuis toujours en fait peut importe l'état cosmétique de ces univers c'est l'infinitude qui est difficile à penser.

Mais s'il n'y a pas d'infinitude alors il y a une origine que ce soit notre Big-bang ou un autre, mais alors se pose la question qu'y avait-il avant l'origine?

l'homme se pose ces questions depuis la nuit des temps est n'est pas près de les résoudre il me semble, je ne suis pas sûr que la science ni quoi que ce soit nous aide beaucoup dans ce domaine. Bien entendu la science avance mais fait-elle autre chose que repousser la frontière?

[shub22]

C’est bien de la spéculation tout ça, de haute volée certes mais de la spéculation non ?
1° L’inflaton est une hypothèse qui n’a pas été prouvée
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
3° Le multivers et le Grand Rebond sont des hypothèses dont on attend une preuve, espérons qu’il y en aura une un jour.


Malheureusement ou pas il n'y a à ce stade d'évolution de la science que 2 possibilités, à l’aide de ce qu’on appelle pudiquement les principes anthropiques faible et fort. Si l’on en croit Wikipedia, le premier est une tautologie et le second est métaphysique. Soit la théorie des multivers ou du Grand Rebond sont vraies l’une ou l’autre avec une infinité d’autres univers avant ou parallèlement au notre, et dans ce cas notre présence dans cet univers avec ses lois et ses constantes est le pur produit du hasard: une chance sur je ne sais combien de trillions de milliards de … Soit elles ne sont vraies ni l’une ni l’autre et on risque de retomber en plein dans un déterminisme soit métaphysique ou religieux.
La religion et la métaphysique sont déjà assez (plutôt!) anciennes et la science n’est pas assez avancée pour le moment pour proposer une troisième alternative qui ne soit ni un pur déterminisme ni un indéterminisme avec une infinité d’univers: ça peut changer il suffit d’une ou plusieurs découvertes, l’histoire des sciences est scandée par plein de découvertes dont certaines dues au hasard!
Allez expliquer à un poisson dans un lac pourquoi il est là: s’il sort de l’eau il étouffera et il le sait. S’il a assez de réserves d’oxygène et s’il est suffisamment intelligent et qu’il a les moyens de sortir de l’eau il sortira mais essaiera le plus vite possible d’y revenir ou s’il est trop loin, il essaiera de remplir un trou sur la berge avec de l’eau pour pouvoir s’y plonger et survivre. Et s’il est encore plus intelligent il imaginera qu’il est possible que d’autres poissons comme lui vivent dans d’autres lacs. Et il essaiera de trouver les moyens de sortir de son lac pour rendre visite aux autres poissons.