Géométrie et/ou quantification
Bonsoir,
Remarquer que je pèse mes mots...Pourquoi a-t-on la nécessité de penser que la gravitation puisse-t-être "quantifiable", à l'instar des autres interactions?
A l'inverse, est-il imaginable de penser les 3 autres interactions "géométriquement", comme la gravitation?
Merci et bonne soirée.
les gens qui ont des montres n'ont pas le temps. Sagesse africaine
Bonjour,
Peut être parce que contrairement à la relativité générale les théorique quantiques précisent une méthode pour réaliser des mesures et donc les expérimenter.
Cordialement,
Rommel Nana Dutchou
Bonsoir,
La raison qui fait penser que la gravité doit-être quantifiée est la perte de prédictabilité de la RG lors d'évènement singulier (i.e. singularité centrale d'un trou noir, big-bang). Quand aux autres théories, elles sont déjà pensées géométriquement même si il ne s'agit pas d'interprétation en terme de géométrie de l'espace-temps (l'approche en terme de géométrie de l'espace temps s'est déjà révélée largement infructueuse voir Kaluza-Klein...). Le problème qu'il y a à quantifier la gravité c'est que quand on part d'un espace temps de Minkowski+ "un terme de fluctuation quantique" on aboutit à un truc pas renormalisable, l'une des solutions proposée est les cordes qui proposent une UV-completion de la théorie (en gros corrige la théorie à haute énergie ce qui permet d'éliminer les infinis).
On peut aussi penser qu'il n'y ait pas de raisons à priori pour partir d'un espace-temps de Minkowski mais dans ce cas là les méthodes de quantification habituellement utilisées sont inadaptées car elles se basent toutes sur la possibilités de mesurer des distances et des durées, et le problème quand on veut quantifier la gravité sans a priori c'est que l'on a pas de moyen de mesurer ces distances et ces durées (vu qu'on ne se donne aucun espace-temps à priori)... La LQG (et d'autres) essaye de résoudre ce problème.
Bonjour,
il y a plusieurs raisons pour lesquelles on veut quantifier la gravite. La premiere raison est simplement : par habitude. Je ne dis pas cela legerement. Si nous avons appris une chose au cours de siecles de physique, c'est que l'on ne fait de progres veritable que lorsqu'on unifie nos lois. Il n'est pas facile de realiser a quel point l'idee simple que les lois regissant le ballet eternel des spheres celestes doivent etre les memes que ce qui gouverne au chaos turbulent dans lequel nous sommes immerges ici-bas, il n'est pas facile de realiser a quel point cette idee etait revolutionaire a l'epoque. Et cet exemple n'est qu'un parmi toute la lignee. Pourquoi devrait-il y avoir un lien entre les couleurs de l'arc-en-ciel et l'influence d'un aimant sur un objet metallique ? Toute cette histoire d'electromagnetisme qui debouche sur une comprehension fondamentale de la table universelle des elements chimiques et des reactions qui ont lieu entre ceux-ci ! Et ce n'est pas la fin... L'electromagnetisme lui meme est partie d'une histoire plus grande, et plus profonde...
Au-dela de l'habitude, il y a deja des phenomenes dans lesquels nous avons une confiance assez ferme, et qui impliquent la gravite quantique : notamment, l'evaporation des trous noirs, et les fluctuations dans le spectre angulaire du rayonnement de fond cosmologique. D'une part, il est necessaire que les trous noirs s'evaporent. Sinon, non seulement la mecanique quantique echoue (perte de l'unitarite), mais en fait toute la thermodynamique, avec le mouvement perpetuel qui revient par la porte du jardin... Il y a en fait de nombreuses indications qu'il existe un lien profond entre la mecanique quantique et la thermodynamique, et que l'on ne pourra completement comprendre ce lien que lorsqu'on aura clarifie le role du temps. D'autre part, nous avons des observations du rayonnement de fond cosmologique. Ce rayonnement comporte des fluctuations dans sa distribution angulaire que l'on peut calculer dans le modele cosmologique standard. La Nature nous aurait joue un sacre tour si toutes ces indications n'etaient que fortuites. Ce n'est pas impossible. En revanche, il n'est pas raisonnable de s'y attendre.
Peut-etre vous demandez-vous, "Comment peuvent-ils faire des calculs en gravite quantique s'ils ne connaissent pas la theorie correcte de la gravite quantique ?". En tout cas, c'est une question legitime. En fait, nous avons une bonne idee des modifications a la gravite due aux petites fluctuations quantiques. Nous savons calculer et faire des predictions effectives lorsque la gravite est "presque classique". Nous esperons donc trouver une theorie qui nous permettent d'aller bien au-dela, a ultra-hautes energies, ou la gravitation devient "violemment quantique".
En ce qui concerne la seconde partie, a savoir, est-il imaginable de "geometriser" les autres interactions. Superficiellement, la reponse est assez simple : oui tout a fait. De bien des facons (i.e. plusieurs). On peut forcer les 4 interactions dans le meme formalisme geometrique au niveau classique. La ou ca coince, c'est quand on branche les effets quantiques, les mathematiques (la geometrie) deviennent plus difficile a manier.
Bonsoir,
Ces questions sont naïves, je ne connais pas le sujet : comment met on en évidence l’ambiguïté du rôle du temps en physique ? quel est le lien entre le temps et la thermodynamique (que je ne connais pas ) ? la notion de temps propre d'un expérimentateur humain serait purement psychologique et mathématiquement mal précisé par une droite réelle ?Envoyé par humanino
Cordialement,
Rommel Nana Dutchou
Il s'agit des roles differents du temps en mecanique quantique (MQ) est en relativite generale (RG). Ici je ne parle que d'une conception "cinematique", c'est a dire du temps comme coordonee.
En MQ, le temps joue un role privilegie. On utilise un temps "universel" pour separer les composantes en frequences positives et negatives des champs. Les frequences positives correspondent aux particules.
En RG, l'espace-temps est dynamique. Dans certains configurations on peut restaurer une conception familiere d'un temps universel, s'il est possible de definir un "feuilletage" global de l'espace-temps, une section d'espace pour chaque instant. Dans certaines configurations, ce n'est pas possible.
Dans les configurations ou il n'est pas possible d'avoir un temps cinematique global, il est possible que deux observateurs distincts ne soient pas d'accord sur l'etat de vide quantique, et ne soient pas d'accord sur le contenu en (anti)particules du morceau d'espace-temps.
Sans aller dans bien des details, vous pouvez vois que la thermodynamique nous donne une fleche du temps. Si l'on vous montre le film des morceaux d'une tasse s'envolant de la moquette, du cafe s'extirpant des fibres pour se concentrer dans la tasse, qui elle meme va atterir sur le coin de la table, vous savez que le film est passe a l'envers.
Voila pour une explication elementaire. A un niveau plus eleve, deux observateurs en etats d'accelerations differents dans l'espace-temps peuvent voir differents contenu en particules, l'un d'eux peut y voir un vide "vide" et l'autre peut se sentir dans un bain thermique de particules-antiparticules. C'est aussi ce qui se passe lorsqu'un trou noir s'evapore, et c'est lie a l'entropie des trous noirs.
De facon tres generale, la MQ semble pouvoir toujours se formuler comme une theorie statistique classique ordinaire a temperature finie.
Non, ce n'est pas ce que j'ai essaye de suggerer. Lorsque j'ai employe le terme "feuilletage de l'espace-temps", vous pouvez imaginer que chaque feuille d'espace correspond a une valeur du temps le long d'une telle droite reelle "generalisee". Le temps apparait comme parametre dans une famille d'automorphismes entre les differents feuillets (une suite d'operateurs indexe par la variable reelle "temps" qui permettent de passer d'un feuillet a l'autre).
Bonsoir,
Mes connaissances en MQ sont minimales, et je ne suis pas un fan de la RG à qui je reproche notamment de ne pas toujours permettre le feuilletage de l'espace-temps par rapport au temps propre d'un (quelconque) expérimentateur humain désigné, autrement dit le temps propre d'une quelconque ligne d'univers décrivant la trajectoire d'un point matériel. Contrairement à la relativité restreinte, la notion de simultanéité en RG est présentée comme étant essentiellement arbitraire et la méthode pratique pour un expérimentateur (qui est de Poincaré ou d'Einstein) consistant à l'émission et la réception d'un signal lumineux réfléchit est présentée comme étant simplement commode.
Simplement pour redire ma méfiance envers la RG, cette phrase semble indiquer que chaque expérimentateur humain peut concevoir l'état d'un système qui ne se trouve pas dans son "voisinage local". Un expérimentateur ne devrait-il pas pouvoir affirmer qu'en dehors de son voisinage local un quelconque point matériel peut avoir une vitesse nulle ou non nulle ? autrement dit être immobile ou en mouvement ? De plus peut on considérer que le fait que la composition en particule et antiparticule d'une région bien précisée de l'espace-temps puissent dépendre de l'observateur est une anomalie des théories ? ou cela peut-il être justifié par une incertitude de type Heisenberg ? Peut-on penser que, comme le champ électromagnétique qui provient toujours d'un champ électrique, les particules et antiparticules ne sont que des facettes d'une unique réalité que pourrait reconnaitre un observateur spécial ?
J'affirmerai bien que le film se passe à l'envers. Essai t-on de définir à partir de cette flèche de temps de la thermodynamique la flèche du temps propre d'une horloge régulière à affichage numérique à la disposition d'un expérimentateur humain ? les équations de la mécanique qui décrivent le film à l'endroit sont-ils exactement les même que celles décrivant le film à l'envers ? j'ai l'impression que deux électrons pourraient de repousser dans le premier cas et s'attirer dans le second.
Cordialement,
Rommel Nana Dutchou
