Question sur la théorie des cordes

[inviteaf768aa4]

A ce que j'ai compris, la théorie des cordes suppose des plafonds maximum de densité et d'énergie qu'il peut y avoir à un lieu donné, donc cette théorie excluerait l'idée d'une singularité initiale de l'univers avant le Big Bang
Mais pourtant, il y a bien les trous noirs qui sont des singularités, avec des densités infinies et des volumes nuls non ? Donc comment les deux peuvent marcher ensemble ?
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[Deedee81]

Bonjour,

Bienvenue sur Futura.

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Merci

[Deedee81]

Salut,

C'est la même choses dans les deux cas.

La théorie classique (la relativité générale) prédit l'existence de singularités aussi bien en T=0 pour l'univers qu'au centre des trous noirs.

Par contre, dès qu'on prend en compte la mécanique quantique, c'est-à-dire ici la gravité quantique (cordes, boucles ou autre) il n'y a plus de singularité, ni pour l'univers ni pour les trous noirs, mais juste un état extrêmement petit, dense et chaud. Dont.... on ne sait pas grand chose (ces théories ne sont ni validées ni entièrement mûres)

[mmanu_F]

La théorie des cordes "résout" certains types de singularité mais pas nécessairement toutes et en particulier pas les singularités cosmologiques a priori. On peut noter que les espaces internes de la théories regorgent de singularités. En revanche, on a eu récemment des indications fortes sur l'absence en gravité quantique de singularités nues (via un lien entre conjecture de censure cosmique et la plus recente et plus solidement étayée conjecture de gravité faible.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mmanu_F]

Salut (déso, je l'ai râté dans le premier message, peut-être inconsciemment influencé par la modération de DD ?),

en méditant sur une source d'information récente et digeste sur le sujet, je me suis souvenu avoir vu passer une remarque en passant en relisant l'excellent article tout public de Ed Witten :

The potential breakdown of a simple spacetime interpretation has many nonclassical consequences, such as the ability to make continuous transitions from one spacetime manifold to another, or the fact that certain types of singularities (but not black hole singularities) in classical general relativity turn out to represent perfectly smooth and harmless situations in string theory.

[Deedee81]

Bon, je connais assez mal les cordes (je connais mieux les boucles) mais c'est fort étonnant.

J'avais lu dans un article qu'il existait aussi une notion de longueur minimale (plutôt opérationnelle) avec les cordes, bien que ce soit assez "caché". Et donc j'en aurais déduit qu'il n'y avait pas de singularité du tout. Du risque de déduire trop vite sans vraiment connaître

Merci pour ces infos.

[mmanu_F]

Bon, je ne suis pas sûr d'avoir été assez clair.

Je dis qu'à l'heure actuelle la théorie des cordes ne permet de trancher sur la question ni pour les trous noirs, et encore moins pour le Big Bang. (La "théorie" des boucles non plus, d'ailleurs.)

Mais je ne voudrais pas vous laisser avec l'impression fausse qu'il n'y à rien de plus à dire. il y a presque 40 ans de recherche sur la question et ses nombreuses ramifications :
- depuis Hawking et Hartle en 1983, dont la construction est toujours pleinement d'actualité ;
- ou Vafa et Brandenberger en 1988 pour un modèle simplifié de résolution de la singularité utilisant des ingrédients des cordes, qui s'entremêle avec au moins trois voies de recheche récentes ;
- ou enfin les travaux de Veneziano et al. sur les collisions de cordes à hautes énergie qui font encore parler d'eux. Les incarnations récentes du problème ;

- jusqu'aux approches les plus récentes du côté des modèles inflationnaires, de la recherche d'une description quantique cohérente et complète des espaces de type de Sitter (avec une constante cosmologique positive) et la tension très présente avec les règles du jeu de la gravité quantique formalisée dans une série de conjectures regroupées sous la bannière du "programme du marais" (swampland program) ;
- et les avancées fracassantes de la dualité holographique pour les espace Anti de Sitter (AdS/CFT) qui a abouti (pour ainsi dire hier) à une résolution du paradoxe de l'information des trous noirs en des termes très généraux (semi-classique, sans AdS, sans holographie, sans intrication et pour ce qui nous concerne ici sans toucher à la singularité).

J'ai posé au brouillon les grands axes, ne reste plus qu'à trouver le temps pour rédiger.

[mmanu_F]

J'ai retrouvé une vieille discussion qui peut servir d'apéritif. J'ai lié le message qui parle des singularités nues et de la conjecture de la gravité faible (et de la mort de la LQG).

Mon message #35 pet se révéler utile aussi, particulièrement le § qui parle de Sabine, lié aux singularités du côté AdS/CFT (et les bricolages côté LQG, j'ai hâte de voir ce qu'ils sont devenus...), j'avais pas prévu explicitement de revenir dessus dans mon plan, mais ça peut encore changer.

Le § sur Bojowald est pertinent aussi, pour le sauvetage de la causalité qu'on va retrouver chez Veneziano et pour la critique de la LQG, qui n'a pas désamplifiée depuis, j'en reparlerai. (j'imagine que tu as vu passer la critique de la LQC à la Ashtekar par Bojowald en février dernier et que tu auras préparé toute la biblio et les arguments nécessaires pour la discussion qui devrait arriver... si je ne me perds pas en route).

[mmanu_F]

J'ai attaqué les détails de la questions des singularités et à vrai dire ça commence à ressembler à un plan de thèses (si quelqu'un se cherche une occupation pour les trois prochaines années ...). Je viens de tomber sur une citation de Emil Martinec (que je considère de plus en plus comme étant celui qui a écrit le plus de contenu digeste et précis sur la question). Elle date un peu (1995), mais le message est essentiellement toujours d'actualité (Même si on a plus d'outils pour attaquer le problème depuis, on a des approches prometteuses et intriguantes pour résoudre, parfois numériquement, la singularité cosmologique, etc). Je l'ai traduit vite fait :

Les singularités de genre espace posent un dilemme véritablement sérieux et déroutant, ils se produisent entièrement en raison de la nature universellement attractive une fois passé l'horizon des événements, où la structure causale force l'effondrement complet de la matière classique. Ces faits semblent indépendants de la nature ultraviolette de la théorie. Ainsi, alors que la singularité est un objet ultraviolet et sera peut-être résolus par une physique similaire à celle qui résout les singularités de genre temps, leur nature inévitable et le fait qu'elles résultent d'une force d'attraction plutôt faible demande un examen attentif. En tout cas, il est certain qu'on peut dire que nous n'avons pas autant de contrôle sur ces singularités dans la théorie des cordes que nous avons sur les singularités de genre temps connues.

[mmanu_F]

Je pose ici aussi les nouvelles plus fraiches de la singularité : https://forums.futura-sciences.com/q...ml#post6616528