Symétrie Temps et Causalité

[invite664c410d]

Bonjours,
Vu qu'en physique des particules tout evenement qui a lieu dans un sens dans le temps peut aussi avoir lieu dans le sens inverse (symmetrie T), et que la physique quantique (et probablement la physique en générale) s'exprime exclusivement en equations et jamais en implications, cela signifie-t-il que la causalité n'existe pas au niveau quantique et n'est observée que dans le monde macroscopique (ce qui serait probablement une illusion) ?
J'ai eu ces pensées en observant les diagrammes de Feynman et je me suis demandé: si l'antiparticule est l'equivalent de la particule se deplacant vers le passé, est-ce que l'annihilation de la particule et son antiparticule émet un photon ? ou est-ce la collision de la particule avec le photon qui cause l'inversion de sa charge ou sa direction dans le temps ? (j'ai réalisé depuis l'absurdité de cet idée mais ca ouvre quand meme des questionnements interessants)
P.S.: j'ai l'impression que les liens de causalité sont uniqument créés par les lois de conservation.
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[mach3]

Il y a un truc à démêler avant toute chose au niveau de la terminologie.
Est-ce qu'on parle simplement de lien causal, au sens d'évènements liés causalement, et donc tel qu'une ligne d'univers passe par chacun d'eux?
Où est-ce qu'on parle de la distinction entre passé et futur, le fait de dénommé l'un des deux évènements en lien causal "la cause" et l'autre "l'effet" et non l'inverse?

Ce n'est pas la même chose. L'espace-temps de Minkowski fourni une structure causale, mais l'orientation du temps est laissée au libre choix. Dans ce sens les phénomènes microscopiques sont bien causaux, mais selon le sens dans lequel on regarde, l'ordre des évènements peut être inversé intégralement (il n'y a pas cependant que le sens du temps qu'il faut inverser pour les lois de la physique soit invariante cela dit, voir symétrie CPT, etc).

m@ch3

[coussin]

Un papier sur ce sujet vient d'apparaître dans PRL : https://journals.aps.org/prl/abstrac...ett.121.090503

Lien vers le papier : https://arxiv.org/abs/1803.04302

[sunyata]

Il y a un truc à démêler avant toute chose au niveau de la terminologie.

Est-ce qu'on parle simplement de lien causal, au sens d'évènements liés causalement, et donc tel qu'une ligne d'univers passe par chacun d'eux?
Où est-ce qu'on parle de la distinction entre passé et futur, le fait de dénommé l'un des deux évènements en lien causal "la cause" et l'autre "l'effet" et non l'inverse?

Ce n'est pas la même chose. L'espace-temps de Minkowski fourni une structure causale, mais l'orientation du temps est laissée au libre choix. Dans ce sens les phénomènes microscopiques sont bien causaux, mais selon le sens dans lequel on regarde, l'ordre des évènements peut être inversé intégralement (il n'y a pas cependant que le sens du temps qu'il faut inverser pour les lois de la physique soit invariante cela dit, voir symétrie CPT, etc).

m@ch3

La notion de causalité dit que 2 systèmes identiques évoluent de même. (Même causes, même effets )

Une ligne d'univers décrit la trajectoire d'un même objet dans l'espace-temps. Donc nécessairement l'instance d'un objet à un instant T est causalement reliée à son instance à l'instant que précède T-1

La notion de causalité intervient dans le cas de la rencontre de 2 ligne d'univers, qui induit des événements coïncidents.

Deux événements sont dits coïncidants si leurs coordonnées spatio-temporelles exprimées dans le même référentiel sont identiques. Deux événements coïncidants dans un référentiel sont aussi coïncidants dans tout autre référentiel.On peut ainsi dire qu'un choc entre deux particules examiné dans un référentiel donné est aussi un choc dans tout autre référentiel galiléen. C'est aussi ce qui permet de préciser les quatre coordonnées d'espace-temps d'un événement dans un référentiel : il y a coïncidence entre l'événement et la borne-horloge dont on lira les indications.

La relativité permet de déterminer quels événements peuvent être liés causalement au sens où il y a transfert d'information, et au sens où le principe de causalité implique que dans ce cadre la transmission d'information ne peut s'effectuer plus rapidement que C.

L'équation de Schrödinger à partir de la position d'un particule à l'instant T permet de déterminer la probabilité de présence à l'instant T+1 .
Il y a déterminisme au sens où cette équation est valide. Mais indéterminisme au sens où cette équation prédit une probabilité.

D'un point du vue relativiste : La ligne d'univers n'est plus une ligne continue. La notion de trajectoire (déterministe) est compromise et physiquement contrainte par le principe d'indétermination d'Heisenberg : Le gain de précision sur l'impulsion se traduit par une perte de précision sur la position de la particule.

Cordialement

[A voir en vidéo sur Futura]

[sunyata]

Bonjour,

Vous dites :

Vu qu'en physique des particules tout evenement qui a lieu dans un sens dans le temps peut aussi avoir lieu dans le sens inverse (symmetrie T), et que la physique quantique (et probablement la physique en générale) s'exprime exclusivement en equations et jamais en implications, cela signifie-t-il que la causalité n'existe pas au niveau quantique et n'est observée que dans le monde macroscopique (ce qui serait probablement une illusion) ?

D'après le théorème de Noether, l'existence d'une symétrie implique l'existence d'une loi de conservation.

Théorème de Noether* (1915) : Supposons qu’une loi décrivant un phénomène physique soit invariante par rapport à une symétrie. Alors, il existe une quantité physique associée qui est conservée. La réciproque est vraie : si une quantité physique est conservée dans un phénomène physique, alors il existe une symétrie dans les lois régissant ce phénomène.

--> Vous dites que la physique quantique serait réversible par renversement Temps. Si c'est le cas, alors quelle serait la lois de conservation associée à cette symétrie ?

Je n'ai pas connaissance de l'existence d'une telle lois de conservation.

Cordialement

[mach3]

D'après le théorème de Noether, l'existence d'une symétrie implique l'existence d'une loi de conservation.



--> Vous dites que la physique quantique serait réversible par renversement Temps. Si c'est le cas, alors quelle serait la lois de conservation associée à cette symétrie ?

Je n'ai pas connaissance de l'existence d'une telle lois de conservation.

hors-sujet. Laissez donc Emmy Noether tranquille, son théorème concerne des transformations infinitésimales (donc typiquement des translations ou des rotations), pas des transformations ponctuelles (type symétrie par rapport à un point, un axe, un plan).

Par ailleurs les lois physiques sont invariantes par renversement simultanée du temps, des charges et de la parité (CPT).

m@ch3

[Deedee81]

Salut,

Deux petits compléments.

Il peut y avoir une grandeur conservée associée à une symétrie discrète. Exemple : la parité pour la symétrie P.
Mais cela ne découle pas de Noether et il n'y a pas d'équivalent pour la symétrie T.

CPT est un théorème dont les hypothèses sont : les deux postulats de la RR (donc ça reste vrai même en présence de gravité car on ne suppose pas l'espace-temps plat) et les postulats de base de la MQ.

[coussin]

Bonjour,

Vous dites :



D'après le théorème de Noether, l'existence d'une symétrie implique l'existence d'une loi de conservation.



--> Vous dites que la physique quantique serait réversible par renversement Temps. Si c'est le cas, alors quelle serait la lois de conservation associée à cette symétrie ?

Je n'ai pas connaissance de l'existence d'une telle lois de conservation.

Cordialement

C'est la conservation de l'énergie. C'est pourquoi la "flèche du temps" apparaît dans les systèmes dissipatifs.

[sunyata]

Non la conservation de l'énergie résulte de la symétrie
par translation de temps. Ce n'est pas un inversion du temps...

Quel rapport avec la flèche du temps dans les systèmes dissipatifs ?

Cordialement

[mach3]

C'est la conservation de l'énergie. C'est pourquoi la "flèche du temps" apparaît dans les systèmes dissipatifs.

euh, rien à voir? la conservation de l'énergie est lié à la symétrie par translation temporelle, pas à la symétrie par renversement du temps.

m@ch3

[invite664c410d]

les systémes quantique conserve bien la meme quantité d'énergie à travers le temps n'est ce pas ?

[invite664c410d]

je parle bien d'appeler un evenement "la cause" parce qu'il precéde l'evenement appelé "conséquence"

[invite664c410d]

ce que je veux exprimer c'est qu'un evenement a t1 peut causer un evenement a t2 autant que le contraire.
par exemple: si sur un diagramme espace-temps on voit un electron changer d'orbite en emetant un photon, en retournant le diagramme de 180° de façon a inverser la dimension temps, on verrait le photon entrer en collision avec l'electon lui faisant changer d'orbit

[albanxiii]

les systémes quantique conserve bien la meme quantité d'énergie à travers le temps n'est ce pas ?

Non.
Non.
Non.
Non.
(je fais une réponse aussi imprécise que la question, à dessein).

[Deedee81]

Salut,

ce que je veux exprimer c'est qu'un evenement a t1 peut causer un evenement a t2 autant que le contraire.
par exemple: si sur un diagramme espace-temps on voit un electron changer d'orbite en emetant un photon, en retournant le diagramme de 180° de façon a inverser la dimension temps, on verrait le photon entrer en collision avec l'electon lui faisant changer d'orbit

En effet.

Mais attention, ce que tu expliques là c'est le caractère réversible des phénomènes physiques. Attention de ne pas mélanger cause, effet, flèche du temps, etc.... Ca fait une tatouille terrible d'autant qu'il y a des effets physiques différents derrière tout ça.

Et retourner un diagramme est discutable comme raisonnement. Lorsque je retourne mon réveil je ne voyage pas dans le temps

Ceci juste pour dire : fait attention d'être précis, comme albanxiii l'a bien fait comprendre avec tes messages précédents.