Problème de dimensions supérieurs à 3

[inviteede6f437]

Bonjours à tous, chèrs/es physiciens physiciennes

Je m'interroge au sujet des dimensions. Comment faisons-nous pour conclure que les particules sont régis par plus de 3 dimensions ? et les coin de l'univers à plus de 3 ? (Bon, plus que 4, si l'on inclut le temps).

Est-ce que, par exemple, c'est pour expliquer les formes complexes (Comme par-exemple, une bouteil de klein, ou bien les chemin des électron qui passe par le noyau...)? Dans le sens où en rajoute une ou plusieur dimension à la structure, on obtient quelque chose de plus cohérent ?

Merci beaucoup
-----

[invitea29d1598]

salut,

Comment faisons-nous pour conclure que les particules sont régis par plus de 3 dimensions ? et les coin de l'univers à plus de 3 ? (Bon, plus que 4, si l'on inclut le temps).

jusqu'à preuve du contraire, on le conclut pas pour rappel la théorie des cordes et ses petites amies restent hypothétiques... elles sont peut-être complètement fausses, faut pas l'oublier.

sinon le principe est le suivant :

* avec Einstein, la gravitation a été réinterprétée comme non pas une "force usuelle" mais une traduction de la courbure géométrique de l'espace-temps

* comme il existe d'autres interactions fondamentales dans la nature (au moins l'électromagnétisme, l'interaction faible et l'interaction de couleur entre quarks), on pourrait être tentée d'interpréter ces bestioles-là elles aussi non pas comme des "vraies forces" mais comme l'effet d'autres propriétés géométriques de l'espace-temps.

* comme y'a pas des centaines de propriétés géométriques différentes, une idée est de dire que ces interactions sont elles aussi liées à la courbure de l'espace-temps, mais à la courbure de dimensions supplémentaires qu'on ne voit pas autrement. C'est une idée assez ancienne qui remonte à Kaluza et Klein pour l'électromagnétisme (en fait l'idée de dimensions supplémentaires avait déjà été lancée avant, mais c'est ce qu'on appelle la théorie de K-K qui a donné son nom aux choses du genre).

* comme ces interactions fondamentales sont assez complexes et qu'en plus à première vue y'a pas d'autres dimensions, faut faire des trucs assez sioux pour construire des théories qui tiennent à peu près la route. Du coup les dimensions supplémentaires sont "plus compliquées" que les autres...

voilà pour un bref résumé d'autres te donneront plus de détails, des liens, etc.

[inviteede6f437]

Merci beaucoup, c'est interressant et complet, bravo.

Sinon, pour bien comprendre, l'ajout de dimension est seulement une façon d'interprèter les trajets ''étranges'' ou bien les formes dites ''complexes'' ?

Merci

[invite3d779cae]

Il y a aussi d'autre choses qui nous font penser qu'il y a plus que 4 dimensions, c'est surement ce qui a du conduire certain scientifique a la théorie des cordes.

Prenons un électron, suivant l'expérience on peut le voir comme une onde ou comme une particule, pourtant c'est un seul et même objet.

Un analogie intéressante est celle du cylindre étudié par des observateurs en 2D. Suivant l'orientation avec laquelle ils vont regarder le cylindre ils pourront voir un cercle ou un rectangle. Pourtant c'est un seul et même objet, mais comme il n'ont accès qu'a 2 dimensions ils ne peuvent pas le voir dans sa globalité. On peut penser qu'il en est de même pour les particules, elles ont un comportement qui défie le bon sens simplement parce qu'on ne peut pas les observer dans leur globalité car ce sont des objets ayant plus que 3 dimensions.

Pour continuer dans ce sens, on peut parler du spin, qui n'est pas une propriété magnétique a la base, mais une propriété géométrique. L'électron a un spin de 1/2, ce qui veut dire que cet objet la doit faire 2 tours sur lui même pour revenir a la position initiale. Ce qui n'est pas trop concevable avec un objet en 3D, même si j'ai entendu parler d'objet complexe pouvant posséder des propriétés similaires.

On est donc souvent amener a imaginer que les 4 dimensions auxquelles on a accès ne sont pas les seuls.

Mais comme la dit Rincevent, cela reste hypothétique.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite88ef51f0]

Un analogie intéressante est celle du cylindre étudié par des observateurs en 2D. Suivant l'orientation avec laquelle ils vont regarder le cylindre ils pourront voir un cercle ou un rectangle. Pourtant c'est un seul et même objet, mais comme il n'ont accès qu'a 2 dimensions ils ne peuvent pas le voir dans sa globalité. On peut penser qu'il en est de même pour les particules, elles ont un comportement qui défie le bon sens simplement parce qu'on ne peut pas les observer dans leur globalité car ce sont des objets ayant plus que 3 dimensions.

Les dimensions supplémentaires n'ont aucun rapport avec cela. Cette analogie ne montre en rien qu'il faut ajouter une dimension supplémentaire.

Pour continuer dans ce sens, on peut parler du spin, qui n'est pas une propriété magnétique a la base, mais une propriété géométrique. L'électron a un spin de 1/2, ce qui veut dire que cet objet la doit faire 2 tours sur lui même pour revenir a la position initiale. Ce qui n'est pas trop concevable avec un objet en 3D, même si j'ai entendu parler d'objet complexe pouvant posséder des propriétés similaires.

Si, si, le spin 1/2 est bien lié aux 3 dimensions. Met ta met à l'horizontale, paume vers le faut, puis fait la tourner en la maintenant horizontale. Tu verras qu'au bout d'un tour, tu as l'épaule qui se déboite, mais qu'au bout de deux tours, tu reviens à la configuration initiale.

[inviteede6f437]

Intérressant, mais alors,

À quoi est dû l'ajout de dimensions supérieurs à 4 alors ?

Merci

[invite27947033]

Intérressant, mais alors,

À quoi est dû l'ajout de dimensions supérieurs à 4 alors ?

Merci

c'est une hypothétique alternative théorique, à une hypothétique géométrie de l'univers que nos yeux ne perçoivent pas...

[inviteede6f437]

D'accord, ce n'est qu'hypothétique

[invite88ef51f0]

Comme l'a expliqué Rincevent, c'est une manière d'unifier les différentes interactions, dans un même cadre géométrique.

[inviteede6f437]

Interressant, sinon, juste comme ça:

Quel est le nombre maximal, qu'un physicien ait déclaré, de dimension hypothétique ? (Pour s'amuser)

Merci

[invite3d779cae]

Il me semble que la théorie des cordes s'utilise dans un espace compris entre 11 et 26 dimensions. Ca commence a faire beaucoup...

[inviteede6f437]

En effet oui....

Pour la bouteille de klein, si on veut qu'elle respecte la topologie (Dans le sens où elle se coupe et qu'il n'y a pas de moyen tridimensionnel pour empêcher celà), nous devons inclure une quatrième dimension non ?

Merci