Gravitation quantique à boucles : temps et quantum d'espace

[invite931a054f]

Bonjour,

Question 1 :
Cette théorie (ce que j'en ai compris...) nous dit que le temps n'a pas de réalité, qu'il est émergent. Si je souhaite mesurer la longueur d'un train je dois mesurer ou se trouvent ses extrémités "au même instant". Si le temps n'existe pas au niveau le plus fondamental, que puis-je savoir de la longueur de mon train ? Autrement dit, à quoi ressemble l'univers si le temps n'existe pas, comment savoir où se trouve telle galaxie, qu'elle est la distance entre le soleil de la terre ?

Question 2 :
L'espace serait constitué de quantum. si l'univers est en expansion alors soit de nouveaux quantum d'espace apparaissent (génération spontanée ?), soit ces quantum grandissent, soit la distance entre les différents quantum augmente et donc il y a du "vide" entre les quantum (quelle est la nature de ce vide ?). Que dit la théorie a ce sujet ?

Merci de vos réponses.

Jérôme
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[Deedee81]

Salut,

Question 1 :
Cette théorie (ce que j'en ai compris...) nous dit que le temps n'a pas de réalité, qu'il est émergent. Si je souhaite mesurer la longueur d'un train je dois mesurer ou se trouvent ses extrémités "au même instant". Si le temps n'existe pas au niveau le plus fondamental, que puis-je savoir de la longueur de mon train ? Autrement dit, à quoi ressemble l'univers si le temps n'existe pas, comment savoir où se trouve telle galaxie, qu'elle est la distance entre le soleil de la terre ?

C'est le temps macroscopique qui est émergeant. Il existe au niveau microscopique même si c'est de manière un peu compliquée (**).

Et le fait qu'il soit émergeant n'empêche pas les horloges de fonctionner et donc de les utiliser pour la mesure.
Tout comme le fait que la température soit une grandeur émergente (*) n'empêche pas les thermomètres de fonctionner.

(*) Elle est une image de l'énergie cinétique d'agitation des molécules, l'énergie étant nkT par particule, n degrés de liberté, k constante de Boltzman et T température absolue.

(**) Dans la formulation à boucles, le temps est caché dans la structure du réseau de boucles. Mais on peut passer à la formulation mousse de spins où le temps est explicite. Voir aussi plus bas.

Question 2 :
L'espace serait constitué de quantum. si l'univers est en expansion alors soit de nouveaux quantum d'espace apparaissent (génération spontanée ?), soit ces quantum grandissent, soit la distance entre les différents quantum augmente et donc il y a du "vide" entre les quantum (quelle est la nature de ce vide ?). Que dit la théorie a ce sujet ?

En gravité quantique à boucles, l'espace-temps à la forme d'un réseau maillé (plus exactement une superposition quantique de tels réseaux, ce qui ne simplifie pas les choses).
L'image des mousses de spin est plus facile ici : si on étiquette les noeuds du réseau par le temps, on peut avoir une duplication des noeuds, formant de nouvelles mailles.

Ici :
http://www.astrosurf.com/luxorion/gr...ucles-lqg2.htm
Tu as un peu plus d'explications et des illustrations assez parlantes.

Note qu'entre deux noeuds ou deux lignes du réseau, tu n'as pas du vide. La question ne se pose même pas : l'espace-temps, tout ce qui existe est ce réseau. Plus encore, le réseau n'est pas localisé dans l'esapce-temps, les noeuds ne sont pas situés à certains endroits, l'espace-temps est ce réseau.

Ca peut être assez difficile à conceptualiser. Et pour cause. C'est une théorie extrêmement abstraite et tout est loin d'être résolu au niveau théorique.
Deux exemples :
- On ne connait pas la manière rigoureuse de passer à la formulation mousse de spins !!!! Enfin, si, on sait le faire, mais en espace-temps 2+1 (deux dimensions spatiales). Ca coince en 3+1
- On ne sait pas facilement décrire les états quantiques semi-classique correspondant à un espace-temps classique donné. Ainsi, on n'a que des indices sur l'état de boucles ou de mousse de spins correspondant à l'espace-temps de Minkowski.... alors que c'est le plus simple !!!!