"Pourquoi les constantes de la physiques sont ce qu'elles sont ?"

[N1C0LAS]

Bonjour, c'est une question récupérer sur le net et à laquelle je n'ai pas trouvé de discussion associées mais j'aimerais en savoir plus sur le sujet.

Je n'y connait pas grand chose mais il me semble que si une seules des constante de la physique n'était pas ce qu'elle est alors l'univers serait radicalement différent voire inexistant.

Pour expliquer cela, j'avais entendu dire (ne me demandez pas les sources, j'ai cherché en vain), que cela pouvait s'expliquer par la présence d'une multitude d'univers et que seul celui qui posséde les constantes compatibles avec son existence ait perduré. Cette vision des choses m'interpelle car elle ressemble bien à la sélection naturelle.

Qu'en pensez vous ?

Merci.
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[Amanuensis]

Que c'est une spéculation comme une autre.

[Damien49]

Pour expliquer cela, j'avais entendu dire (ne me demandez pas les sources, j'ai cherché en vain), que cela pouvait s'expliquer par la présence d'une multitude d'univers et que seul celui qui posséde les constantes compatibles avec son existence ait perduré. Cette vision des choses m'interpelle car elle ressemble bien à la sélection naturelle.

Ta source, je la connais, c'est du Azimov. "Les Dieux eux-mêmes" je crois bien.

[Paminode]

Pour expliquer cela, j'avais entendu dire (ne me demandez pas les sources, j'ai cherché en vain), que cela pouvait s'expliquer par la présence d'une multitude d'univers et que seul celui qui posséde les constantes compatibles avec son existence ait perduré. Cette vision des choses m'interpelle car elle ressemble bien à la sélection naturelle.

Ta source, je la connais, c'est du Azimov. "Les Dieux eux-mêmes" je crois bien.

Le thème du multivers est très à la mode. On le retrouve dans de nombreux dossiers publiés ces derniers temps dans La Recherche et autres revues.

[A voir en vidéo sur Futura]

[RVmappeurCS]

Note que ce ne sont pas vraiment les constantes physiques courantes sur lesquelles il est intéressant de s'interroger car elles dépendent du système d'unité. Les constantes vraiment fondamentales de la physique sont celles qui sont adimensionnées (rapport de masse des particules, constante de structure fine etc...)

[Damien49]

Le thème du multivers est très à la mode. On le retrouve dans de nombreux dossiers publiés ces derniers temps dans La Recherche et autres revues.

Certes, mais ce livre "Contre la bêtise... les dieux eux-mêmes... luttent en vain" a été publié en 1972, soit il y a 38 ans, un peu loin pour être taxé de "à la mode". Je vous le conseille, c'est un excellent roman sur ce thème.

[doul11]

bonsoir,

"Pourquoi les constantes de la physiques sont ce qu'elles sont ?"

parce que la nature est ce qu'elle est !

la valeur des constantes physiques n'est pas due a une lubie d'un physiciens, ce sont des mesures expérimentales.

pas besoin de multiunivers pour expliquer ça

[JPL]

De toutes façons si elles étaient un tant soit peu différentes nous ne pourrions pas exister (en fait c'est un tout petit peu plus compliqué). Donc dans la mesure où nous existons elles ne peuvent être que ce qu'elles sont.
Certains en ont fait un principe anthropique, mais c'est un raisonnement qui me semble se mordre la queue.

[invitebd2b1648]

De toutes façons si elles étaient un tant soit peu différentes nous ne pourrions pas exister (en fait c'est un tout petit peu plus compliqué). Donc dans la mesure où nous existons elles ne peuvent être que ce qu'elles sont.
Certains en ont fait un principe anthropique, mais c'est un raisonnement qui me semble se mordre la queue.

[Avocat du diable/on]
Et toi, il semble bien que tu aimes te mordre la queue ...
Si les constantes n'étaient pas là, nous ne serions pas là, mais si nous n'étions pas là, nous ne saurions pas ces constantes ...
Il me semble aussi que tu aimes les diptères ...
[Avocat du diable/off]

Humour je précise !

[JPL]

Il y a un article intéressant sur le sujet dans le n° d'avril de Pour la Science.

[GillesH38a]

De toutes façons si elles étaient un tant soit peu différentes nous ne pourrions pas exister (en fait c'est un tout petit peu plus compliqué). Donc dans la mesure où nous existons elles ne peuvent être que ce qu'elles sont.
Certains en ont fait un principe anthropique, mais c'est un raisonnement qui me semble se mordre la queue.

pas tant que ça .. il y a quand même trois positions philosophiquement tenables, et celle des multiunivers a des avantages indéniables. Ces trois positions sont :

a) l'Univers est unique, et il a été créé dans le but de faire apparaitre l'homme , donc c'est normal qu'il ait été créé avec les lois permettant son existence (position de type religieux, et proche de celles de certains physiciens à tendance mystique comme Trinh Xuan than)

b) l'univers est unique, mais a permis l'homme par hasard. Il n'y a rien de significatif, c'est juste comme ça.

c) l'univers est multiple, et c'est juste à cause du très grand nombre de lois possibles que , dans certains, des etres comme l'homme peuvent exister , mais bien sur ils ne peuvent mesurer que l'existence d'Univers permettant de les abriter.

a) est indémontrable mais a l'inconvénient de ramener à une position religieuse que beaucoup refusent. La majorité pense peut etre b), mais c'est logiquement plus faible que c) : en effet ça conduit à s'interroger de pourquoi un évènement de probabilité très faible a été réalisé. En fait l'existence de l'homme est bien plus probable dans c) que dans b), ce qui conduit à réévaluer considérablement la vraisemblance de c) par une probabilité bayesienne, par rapport à une estimation a priori comparable.
Il faut noter aussi que ça offre un espoir de solution à des problèmes comme la gravité quantique (et au probleme de la mesure en mecanique quantique en général). Ce n'est donc pas totalement "gratuit".


Il y a un parallèle intéressant à faire : on constate que la Terre a des conditions propre à la vie et à l'existence de l'homme. Qu'en déduire ? la transposition logique des attitudes précédentes serait :


a) la Terre est unique, et elle a été créé dans le but de faire apparaitre l'homme , donc c'est normal qu'elle ait été créé avec les lois permettant son existence (position de type religieux)

b) La Terre est unique, mais a permis l'homme par hasard. Il n'y a rien de significatif, c'est juste comme ça.

c) les planètes sont multiples, et c'est juste à cause du très grand nombre de planètes possibles que , dans certains, des etres comme l'homme peuvent exister , mais bien sur ils ne peuvent mesurer que l'existence de planètes permettant de les abriter.

Il est remarquable qu'on soit passé historiquement de a) à c) mais sans jamais sérieusement envisager b) - pour la bonne raison exposée ci-dessus, que ce se serait extrêmement improbable.

[mh34]

Et pourquoi ne serait-ce pas b) ( pour l'Univers) et c) ( pour la Terre)?

[Amanuensis]

Et pourquoi ne serait-ce pas b) ( pour l'Univers) et c) ( pour la Terre)?

Comme tout cela est spéculatif, le seul type de question qui peut avoir un sens c'est "Est-ce que tel scénario peut être rejeté ?".

Si ta question est 'Quels arguments peut-on proposer pour rejeter le scénario "b) ( pour l'Univers) et c) ( pour la Terre)" ?', j'imagine que la réponse est 'aucun'.

Mais cela s'applique pareillement aux autres combinaisons, et cela ne fait pas avancer le schmilblick (1).

(1) schmilblick : Objet qui ne sert absolument à rien et peut donc servir à tout car il est rigoureusement intégral

[calculair]

bonjour,

Il fallait que les constantes physiques aient une valeur. C'est celle que nous connaissons, mais à un chouilla près....

Si la vitesse de la lumière est de 500 000 Km/s cela modifierait- il vraiment notre univers ?

[Benoit.Be]

...

b) Que pour la terre on savait déjà qu'il existait plusieurs planete donc illogique de penser que la terre est unique part contre l'univers on n'en sait rien.

De plus ce n'est pas parce qu'il existe plusieurs univers que les lois qui les régissent seraient différentes.


Pour la proposition a)
A le mérite d'expliquer qui a créer l'univers mais ne fait que reporter le problème. Si il faut une origine aux lois à l'univers, on peut se demander quel est l'orgine de "dieu".
Et si dieu accepte que dieu puisse venir par magie alors on peut en dire tout autant pour l'univers

[invite1acecc80]

Hello,

Si la vitesse de la lumière est de 500 000 Km/s cela modifierait- il vraiment notre univers ?

La vitesse de la lumière intervient dans la constante de structure fine (qui régit l'interaction électromagnétique)... la changer pourrait modifier pas mal de chose...

A plus.

[Deedee81]

Salut,

sans jamais sérieusement envisager b) - pour la bonne raison exposée ci-dessus, que ce se serait extrêmement improbable.

Cet argument est faux. C'est un raisonnement a posteriori.

C'est comme le résultat du loto. Il faut bien qu'il y ait un résultat. Et une fois après on peut dire : "ça alors, ce résultat là est sorti, quel hazard incroyable, il n'avait qu'une chance sur des milliards ! Incroyable ! Mais comment est-ce possible ???". Ben non, on peut dire ça de tous les résultats.

Ca n'explique pas pourquoi les constantes ont ces valeurs là. Mais ça rend faux tout argument probabiliste.

La seule chose qui nous donne l'impression que le hazard a joué un rôle est que très peu de valeurs permettent à la vie d'exister. Ben, et alors ???? La vie n'est qu'un épiphénomène négligeable à l'échelle de l'univers. On ne lui donne de l'importance que parce que NOUS sommes des êtres vivants. C'est notre orgueil qui donne de l'importance à ce fait. La preuve : je n'ai jamais entendu quelqu'un dire : "il faut que les constantes soient parfaitement ajustées pour que les anneaux de Saturne puissent se former. Comment expliquer qu'elles aient justement les valeurs qui ont permis ça ?" Il est clair qu'avec d'autres valeurs il y aurait eut juste autre chose, point barre.

J'affirme donc qu'en l'absence d'autres indications, spéculations et raisonnements métaphysiques, on doit considérer la solution (b) comme la bonne.

[Benoit.Be]

Une émission récente de la rtbf (radio belge) a été consacré au sujet avec E Klein
Semence de curieux 1/2
Semence de curieux 2/2

[Paminode]

je n'ai jamais entendu quelqu'un dire : "il faut que les constantes soient parfaitement ajustées pour que les anneaux de Saturne puissent se former. Comment expliquer qu'elles aient justement les valeurs qui ont permis ça ?"

On peut citer également les éclipses de soleil.

On peut aussi s'interroger : qu'est-ce que les valeurs des constantes de la physiques ont empêché d'exister...

[GillesH38a]

J'affirme donc qu'en l'absence d'autres indications, spéculations et raisonnements métaphysiques, on doit considérer la solution (b) comme la bonne.

tu sais ce que c'est qu'un probabilité bayesienne ?

il est bien sur pratiquement impossible de quantifier les vraisemblances des hypothèses, mais ce qui est certain, c'est que toute estimation a priori (sans mettre l'existence de l'homme dans la connaissance qu'on a du système) des vraisemblances de b) et c) sera rééavaluée considérablement à la hausse pour c) si on prend en compte l'existence de l'homme. Evidemment on pourrait supposer que les probabilités a priori sont tellement déséquilibrées que même la réévaluation bayesienne laisserait une très grande probabilité à b) : par exemple partir d'une probabilité a priori de c) qu'elle n'ait qu'une chance sur un milliard de milliard de milliards d'etre vraie, et la "rééavaluer" considérablement à "juste" une chance sur un milliard- ce qui laisserait b) très largement en tête.

Mais les probabilités a priori sont -elles si défavorables que ça à c) , indépendamment de la constation que l'homme existe ?

à mon avis, non, parce qu'il y a d'AUTRES arguments (totalement indépendants de l'existence de l'homme) qui plaident en faveur des multi-univers, et je les ai cités : le problème de la théorie de la mesure en méca Q et l'explication de la nature des forces actuelles comme une "transition de phase" (en fait quantique) de l'univers primordial trouve plus naturellement son cadre dans des théories à plusieurs univers de lois différentes. La constation que l'homme existe ne fait que renforcer (à mon avis) la vraisemblance d'une hypothèse déjà pas négligeable - et le facteur de réévaluation bayesienne est considérable.

[GillesH38a]

"il faut que les constantes soient parfaitement ajustées pour que les anneaux de Saturne puissent se former. Comment expliquer qu'elles aient justement les valeurs qui ont permis ça ?" Il est clair qu'avec d'autres valeurs il y aurait eut juste autre chose, point barre.

ton argument n'est valable que si tu démontres que les anneaux deviendraient impossible à faire dès qu'on fait varier ces constantes un tout petit poil - ce qui n'est pas le cas à ma connaissance. Donc dans le cas des anneaux de Saturne la réévaluation bayesienne n'est nullement importante - il n'est même pas certain du tout que les anneaux soient plus faciles à faire dans notre univers que dans d'autres avec d'autres constantes, ça pourrait très bien etre le contraire et DEVALUERAIT l'hypothèse des multiunivers. Alors que l'existence de l'homme dépend effectivement crucialement de certaines constantes (par exemple la possibilité de réaliser la nucléosynthèse du carbone, par le processus 3 alpha, et par suite de tous les autres noyaux). Je n'ai encore jamais vu un chimiste sérieux penser que la vie pourrait apparaitre dans un mélange d'hydrogène et d'hélium ...

(on peut d'ailleurs également dévaluer cette hypothèse toujours par l'argument bayesien : si c'etait possible à faire, il aurait été bien plus probable qu'on soit effectivement fait d'hydrogène et d'hélium, vu qu'il y en a bien plus dans l'Univers que de carbone !!)

[Deedee81]

Une émission récente de la rtbf (radio belge) a été consacré au sujet avec E Klein

Grumpffff, je n'arrive pas à les écouter (raison inconnue).

Quelles est le point de vue de Klein ou ses conclusions ?

On peut aussi s'interroger : qu'est-ce que les valeurs des constantes de la physiques ont empêché d'exister...

Aaah ! Très bonne manière de poser la question ! Notre univers est peut-être d'une banalité affligeante par rapport à ce qui "aurait pu" exister pour certaines valeurs des constantes.

[calculair]

Hello,



La vitesse de la lumière intervient dans la constante de structure fine (qui régit l'interaction électromagnétique)... la changer pourrait modifier pas mal de chose...

A plus.

Oui peut être..... les choses seraient peut être un peu autrement.....

Mais je peux poser la question un peu differement.

Si les choses doivent exister strictemenent comme elles le sont, les constantes seraient connues exactement comme Pi , e et autres constantes mathematiques.

Les constantes physiques sont connues à un poil prés. D'ailleurs au fur et à mesure de l'amelioration des precisions des mesures, les valeurs attribueesont legèrement variées.

Enfin voila ma question

De combien ces constantes peuvent varier sans modifier de façon sensible les lois physiques ???

[Amanuensis]

J'affirme donc qu'en l'absence d'autres indications, spéculations et raisonnements métaphysiques, on doit considérer la solution (b) comme la bonne.

À quel sens du verbe "devoir" ? Devoir moral ? Nécessité vitale ? Nécessité sociale ? Autre ?

[Amanuensis]

De combien ces constantes peuvent varier sans modifier de façon sensible les lois physiques ???

Ce ne sont pas les lois physiques qui changent sensiblement, mais leurs effets.

Il est assez extraordinaire de constater la différence des propriétés chimiques des différents atomes, y compris entre des atomes ayant des couches électroniques "extérieures" identiques.

La même chose se passe pour les propriétés "nucléaires", les réactions entre noyaux dans des conditions comme par exemple celles régnant au cœur des étoiles.

Les lois de la physique restent essentiellement les mêmes, mais l'effet d'une modification faible des valeurs des constantes peut être qualitativement très élevé sur certains phénomènes, comme par exemple sur les propriétés chimiques du mercure, la taille des étoiles ou, exemple de Gilles, la production de Carbone dans les étoiles de taille médiane.

[invite1acecc80]

Re,

Si les choses doivent exister strictemenent comme elles le sont, les constantes seraient connues exactement comme Pi , e et autres constantes mathematiques.

La nuance entre une constante physique comme la vitesse de la lumière et les constantes math. comme pi.... c'est que l'une a une dimension tandis que l'autre non.
La constante de structure fine qui donne un indice sur la force électromagnétique d'interaction est sans unité... si on change la vitesse de la lumière mais aussi parallèlement la charge électrique, a priori la force d'interaction reste la même.

Les constantes physiques sont connues à un poil prés. D'ailleurs au fur et à mesure de l'amelioration des precisions des mesures, les valeurs attribueesont legèrement variées.

Les constantes en physique sont fixées une fois pour toute (elles ont une définition). Elles sont donc connues précisément et pas à un poil près. Par contre ce qu'on mesure est la vitesse de la lumière à un poil près.

De combien ces constantes peuvent varier sans modifier de façon sensible les lois physiques ???

Ce qui est important ce ne sont pas vraiment les constantes physique avec une unité mais plutôt des nombres sans dimension qui sont a priori (pour faire simple) invariants d'échelle!

L'exemple le plus parlant, c'est la mécanique des fluides. On retrouve des phénomènes de forme semblable dans un verre d'eau que sur l'échelle d'un continent. Cela est du au fait que ces phénomènes se produisent parce qu'ils obéissent aux mêmes valeurs de nombres sans dimension.

A plus.

[Deedee81]

Gillesh38,

Il est clair qu'on n'est pas d'accord.

Tu continues à prendre UN phénomène (la vie) pour argumenter que le résultat était peu probable. Tu as vu la remarque de Paminode ? Qu'est-ce que la valeur des constantes actuelles a empêché d'exister ? Si l'univers avait été différent il y aurait eut autre chose. Et (si d'éventuelle créature consciente avaient exister) on aurait dit "par quel incroyable hazard les constantes ont permis la création du smirbultrofph ??? Il doit y avoir des multivers". Probabilités bayesiennes ou pas. Une chance un à une chance sur mille milliards de milliards de .... Peu importe. Un raisonnement a postériori ne PEUT PAS utiliser le résultat final pour estimer la situation comme extraordinaire. Pas plus que la sortie du numéro 53431268 au loto (qui n'avait pourtant qu'une chance sur un milliard de sortie) ne nécessite des multivers pour l'expliquer. Il devait y avoir une possibilité, il y en a une : avec de la vie, des planètes, des poussières,.... et alors ? Il n'y a rien de plus banal que la vie, des planètes, des poussière. Banal non pas dans le sens : fréquent mais dans le sens : sans importance. Si l'univers avait été différent il y aurait eut d'autres choses très banales, des choses pouvant exister avec de larges gammes de valeurs des constants ou des choses tout aussi improbable. C'est tout. Tu fais une fixette sur la vie. Dans un univers absolument quelconque il y aurait toujours l'un ou l'autre élément qui n'existe que pour CET univers là. Il se fait que dans notre univers c'est la vie (et d'autres choses, peut-être les anneaux ou pas, je n'en sais rien). Et la vie à l'échelle de l'univers n'est pas plus importante qu'un bouton de culotte.

Attention à ton histoire de MQ. Les multivers dont on parle ici ne sont pas du tout la même chose que les multivers d'Everett. Et les histoires de transition de phase en liaison avec les multivers c'est la grosse spéculation, presque de la science fiction.

Mais, bon, tout cela reste de toute façon hautement spéculatif voire infalsifiable.

D'ailleurs tous mes raisonnements n'excluent en rien les autres cas, comme le (c).

C'est comme discuter pour savoir combien d'anges peuvent tenir sur une tête d'épingle

C'est marrant d'ailleurs comme un truc aussi spéculatif peut engendre un débat ausi animé.

Amanuensis,

Devoir dans le sens bon sens, si tu vois ce que je veux dire "On doit le faire par bon sens". Et par respect pour Occam (EDIT : bon sang, je parie que d'autres vont l'invoquer pour argumenter du contraire, j'aurais dû me taire)

Astérion, Calculair,

l va de soit qu'on parle ici de constantes adimensionnées ne pouvant se calculer ou se déduire d'autres constantes. Peut-être qu'avec des théories complètes il n'y en aurait pas. Mais je n'oserais pas être affirmatif là dessus. Qui sait ? (ça résouderait la question d'ailleurs, si on pouvait prouver que pour des raisons de consistances seules certaines valeurs sont possibles, bingo, sinon Gillesh aurait infiniment plus de chance d'avoir raison)

[GillesH38a]

La constante de structure fine qui donne un indice sur la force électromagnétique d'interaction est sans unité... si on change la vitesse de la lumière mais aussi parallèlement la charge électrique, a priori la force d'interaction reste la même.

la preuve c'est d'ailleurs ce qu'on fait ces idiots d'anglo-saxons, la vitesse de la lumière vaut 186 282 de leur unité d'espace (ça s'appelle des miles mais personne ne les empêche d'appeler ça des meters ) par unité de temps (là pour une fois, ils ont fait le choix intelligent de prendre la même que nous).

Par contre ce qu'on mesure est la vitesse de la lumière à un poil près.

je pense que c'est assez inutile de chercher à mesurer la vitesse de la lumière à un poil près, vu que la définition moderne du mètre est :

la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant 1/ 299 792 458 ème de seconde

j'ose prédire sans trop prendre de risque que toute mesure de cette vitesse trouvera exactement 299 792 458 mètres par seconde, sans aucune erreur de mesure ...

[calculair]

Bonjour,

Je suis d'accord avec ce que tu dits en nuançant entre valeur de la constante et sa mesure.


Cependant dans les observations experimentales et les comparaisons que les experimentateurs font avec les previsions theoriques faites avec des calculs utilisant les valeurs connues ( c'est à dire non pas les valeurs vraies et stables)
doivent accepter, du moins je le pense, des constantes physiques un peu differentes.

J'apprecie moins bien les ecarts tolerables. Certes les choses seraient un peu ddifferentes.

Imaginons que les constantes physiques connues augmentent toutes de 10%

Notre univers serait il fondamentalement different ?

[GillesH38a]

Gillesh38,

Il est clair qu'on n'est pas d'accord.

Tu continues à prendre UN phénomène (la vie) pour argumenter que le résultat était peu probable. Tu as vu la remarque de Paminode ? Qu'est-ce que la valeur des constantes actuelles a empêché d'exister ? Si l'univers avait été différent il y aurait eut autre chose.

pour tout un tas d'univers avec le même type de forces mais avec des constantes de couplages un peu différentes, oui, il y aurait eu autre chose : essentiellement un gaz avec de l'hydrogène, de l'hélium et des traces de deutérium et de lithium. Pas très passionnant comme Univers quand même ....

Pas plus que la sortie du numéro 53431268 au loto (qui n'avait pourtant qu'une chance sur un milliard de sortie) ne nécessite des multivers pour l'expliquer. Il devait y avoir une possibilité, il y en a une : avec de la vie, des planètes, des poussières,.... et alors ? Il n'y a rien de plus banal que la vie, des planètes, des poussière. Banal non pas dans le sens : fréquent mais dans le sens : sans importance.

tu as le droit de défendre l'option b) , tu n'es pas le seul. Mais ton exemple de bille du loto est incorrect parce qu'il n'y a aucune réévaluation bayesienne de quoi que ce soit à faire dans ce cas.

Dans un univers absolument quelconque il y aurait toujours l'un ou l'autre élément qui n'existe que pour CET univers là. Il se fait que dans notre univers c'est la vie (et d'autres choses, peut-être les anneaux ou pas, je n'en sais rien). Et la vie à l'échelle de l'univers n'est pas plus importante qu'un bouton de culotte.

c'est quand même assez rigolo parce que tu parles de "notre" univers et d'un univers "quelconque" comme si il y en avait plusieurs .

Attention à ton histoire de MQ. Les multivers dont on parle ici ne sont pas du tout la même chose que les multivers d'Everett. Et les histoires de transition de phase en liaison avec les multivers c'est la grosse spéculation, presque de la science fiction.

je te laisse la responsabilité de discuter avec les physiciens des particules que leur histoire de transition de phase, c'est n'importe quoi . Mais si, ça a bien plus à voir avec le multivers d'Everett que ce que tu crois : une transition de phase n'est pas très différente sur le principe d'une mesure quantique.