À propos de l’incompatibilité des notions de temps en MQ et en RG.

[Les Terres Bleues]

Bonjour,
Je souhaiterais soumettre à discussion une question conceptuelle concernant la manière dont la mécanique quantique (MQ) et la relativité générale (RG) traitent le temps.
Il est bien établi que :
• en mécanique quantique, le temps est un paramètre externe, non dynamique, servant de support fixe à l’évolution de l’état quantique via l’équation de Schrödinger ;
• en relativité générale, le temps est une variable dynamique, liée à la géométrie de l’espace-temps et influencée par la distribution de masse-énergie.
Cette différence profonde est au cœur de ce qu’on appelle le problème du temps en gravité quantique : les deux théories reposent sur des conceptions du temps qui ne sont pas directement compatibles.
Je voudrais proposer une manière de reformuler cette difficulté. L’idée est la suivante : lorsqu’on tente d’unifier MQ et RG, il semble manquer un concept de temps qui soit à la fois :
• suffisamment dynamique pour être compatible avec la relativité générale ;
• suffisamment paramétrique pour permettre une évolution quantique au sens habituel.
Autrement dit, ni le temps externe de la MQ, ni le temps géométrique de la RG ne semblent pouvoir jouer simultanément les deux rôles nécessaires dans une théorie quantique de la gravitation.
Je serais intéressé par votre avis sur ce point, notamment sur la manière dont différentes approches de la gravité quantique (temps émergent, temps relationnel, Page–Wootters, Barbour etc.) tentent de reconstruire un concept de temps qui puisse remplir ces deux fonctions.
Merci d’avance pour votre éclairage.
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[Sethy]

J'ai signalé le post à la modération.

[ThM55]

Il n'y a pas de raison à mon avis. C'est posé comme une question et cela soulève la question du temps en quantification de la RG, qui est un vrai problème bien connu, donc OK (bon, au vu des précédents, on peut soupçonner ce qu'on veut, mais je ne veux pas faire de procès d'intention).

Il y a effectivement un problème quand on veut quantifier la relativité générale, mais il n'est pas à mon avis tellement différent d'un problème analogue avec les équations de Yang-Mills, qui sont pourtant à la base du modèle standard des particules. Le problème est effectivement que le temps de l'évolution quantique n'est pas un temps physique, mais devient un paramètre de jauge en relativité générale. Cela implique, comme toujours dans une liberté de jauge, qu'il y a des contraintes pour rendre les solutions physiques. En fait dans la formulation hamiltonienne, cette contrainte revient à annuler... le hamiltonien! Le temps semble disparaître des équations. Des gros cerveaux se sont penchés sur ce problème et après essorage neuronal il en est sorti diverses solutions, qui sont toutes à ce stade des spéculations sans corrélat expérimental.

Avant de discuter d'une solution personnelle (ce qui n'est pas admis ici et à laquelle personne n'accordera d'attention), il faudrait d'abord savoir ce que les experts du sujet ont fait, non?

[Les Terres Bleues]

Merci pour cette mise au point très claire. Je me permets de reformuler (et de prolonger un peu) pour être sûr d’avoir bien saisi l’enjeu.
1. Temps comme paramètre de jauge en relativité générale En relativité générale, le « temps » qui apparaît dans la formulation hamiltonienne n’est plus un temps physique absolu, mais un paramètre de jauge lié au choix de feuilletage de l’espace-temps. Comme pour les théories de Yang–Mills, cette liberté de jauge s’accompagne de contraintes (au sens de Dirac) qui sélectionnent les états physiques.
2. Hamiltonien contraint et disparition du temps Dans la formulation hamiltonienne de la gravitation, la contrainte scalaire conduit effectivement à un hamiltonien qui s’annule sur l’espace des états physiques. D’où ce phénomène déroutant : l’« équation d’évolution » fondamentale (type Wheeler–DeWitt) ne contient plus de paramètre de temps explicite. On se retrouve avec une dynamique « gelée », où l’état physique satisfait une contrainte plutôt qu’une équation d’évolution ordinaire.
3. Le “problème du temps” en gravitation quantique C’est là, si je comprends bien, le cœur du fameux « problème du temps » :
• en mécanique quantique standard, on a un temps externe, paramètre d’évolution de l’état ;
• en relativité générale, le temps est une coordonnée parmi d’autres, dépendante du choix de jauge ;
• en gravitation quantique canonique, ces deux visions entrent en tension, et l’on obtient une théorie où le temps n’apparaît plus comme paramètre d’évolution fondamental.
4. Stratégies proposées par les experts Comme vous le rappelez, plusieurs approches ont été proposées par les spécialistes, sans consensus ni validation expérimentale à ce jour. Pour citer quelques grandes lignes (sans prétendre à l’exhaustivité) :
• Temps émergent / relationnel : le temps n’est plus une variable fondamentale, mais émerge de corrélations entre degrés de liberté (approches à la Page–Wootters, temps relationnel, etc.).
• Choix d’une “horloge interne” : on choisit un champ ou une variable particulière comme « horloge » interne, et on décrit l’évolution des autres observables par rapport à cette horloge.
• Approches thermodynamiques / statistiques : certaines propositions voient le temps comme lié à l’irréversibilité, à l’entropie ou à des considérations thermodynamiques, plutôt qu’à une coordonnée géométrique fondamentale.
• Formulations covariantes / boucles / autres cadres : dans la gravitation quantique à boucles ou d’autres cadres covariants, on reformule la dynamique de manière à se passer d’un temps externe, en mettant l’accent sur les relations entre observables.
5. Sur la prudence vis-à-vis des “solutions personnelles” Je suis d’accord avec l’idée qu’avant de proposer une « solution personnelle », il est indispensable de se situer par rapport à ce qui a déjà été fait par les experts : quelles formulations du problème ils adoptent, quelles difficultés techniques ils rencontrent, et quelles sont les limites de chaque approche.
6. Piste de discussion pour la suite Pour faire avancer la discussion de façon constructive, il me semblerait intéressant de préciser, par exemple :
• Dans quelle formulation précise du problème du temps vous vous placez (canonique, covariante, autre) ?
• Quels auteurs ou approches vous semblent aujourd’hui les plus prometteurs ou les plus clairs conceptuellement ?
• Comment, selon vous, il faudrait articuler le « temps quantique » (au sens de la mécanique quantique standard) et le « temps géométrique » de la relativité générale ?
Cela permettrait de cadrer le débat sur la base des travaux existants, sans entrer dans des spéculations purement personnelles, et en restant dans le périmètre de ce qui est admis sur le forum.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ThM55]

6. Piste de discussion pour la suite Pour faire avancer la discussion de façon constructive, il me semblerait intéressant de préciser, par exemple :
• Dans quelle formulation précise du problème du temps vous vous placez (canonique, covariante, autre) ?
• Quels auteurs ou approches vous semblent aujourd’hui les plus prometteurs ou les plus clairs conceptuellement ?
• Comment, selon vous, il faudrait articuler le « temps quantique » (au sens de la mécanique quantique standard) et le « temps géométrique » de la relativité générale ?

Désolé mais je ne "me situe" pas dans une formulation du problème et je n'ai pas d'avis précis sur ce qui est le plus clair ou le plus prometteur. J'ai des préférences, mais c'est une question de goût personnel et je pense que je n'ai pas d'argument scientifique à faire valoir.

[stefjm]

J'ai signalé le post à la modération.

Et en vertu de quoi?


Pour le temps, comme je ne sais pas trop ce que c'est, je l'élimine des équations.

Le temps en méca Q relativiste s'élimine par la constante et définit la longueur Compton L d'une masse M.
Le temps en RG s'élimine par la constante et définit le 1/2 rayon de trou noir L d'une masse M.

Pour lier les deux approches, une possibilité est d'éliminer le temps par la constante et définit une troisième relation moins connue.

Dans les constantes fondamentales, le temps apparait au dénominateur, ce qui tendrait à penser que ce qui est important est la fréquence (ou pulsation) plutôt que le temps lui même.

En éliminant la longueur (parce qu'elle se contracte et que c'est pénible) qui donne l'identification entre les énergie de masse et l'énergie en MQ .

[ThM55]

Je ne vois pas le rapport avec la question, stefjm. Le problème du temps est une question technique très précise en relativité générale, déjà au niveau classique, et c'est totalement inaccessible à de simples considérations d'analyse dimensionnelle.

Pour préciser ma réponse précédente: j'ai par rapport à la question de la gravité quantique une attitude assez pessimiste; je trouve peu intéressant en fin de compte de spéculer sur une question qui est et sera sans doute encore très longtemps hors de portée de nos expériences. Depuis ma jeunesse fin des années 1970 (j'ai commencé à m'y intéresser en 1978), il y a eu des milliers ou peut-être même des dizaines de milliers d'articles, je n'ai pas compté, sur ce sujet avec des spéculations allant vraiment dans tous les sens.

Quand on observe un peu le passé de la physique, on voit que même les théories en apparence les plus éloignées de l'expérience en ont eu un besoin vital. Je citerai deux exemples. La relativité générale en tant que théorie relativiste de la gravitation. Nordström avait à la même époque qu'Einstein proposé une théorie qui semblait viable, expliquant le principe d'équivalence, avec une métrique conforme (un seul facteur commun représentant le potentiel). Problème: elle prédisait zéro déviation de la lumière près du soleil. Ce qui a départagé les 2 en 1919, c'est l'observation de l'éclipse par Eddington. Sans cela, à l'époque, comment préférer l'une à l'autre? Deuxième exemple: a la sortie de la seconde guerre mondiale, 1945, on pensait que la théorie quantique des champs était fausse parce que tous les calculs un peu poussés donnaient des résultats infinis. Heisenberg voulait la rejeter au profit d'une théorie de la "matrice S" sans les champs quantiques sous-jacents. Puis un résultat expérimental obtenu grâce aux technologies hyperfréquences développées pendant la guerre: la mesure du décalage Lamb, accompagné d'un calcul très limite mathématiquement par Weiskopf et Bethe, mais capable de reproduire exactement le résultat expérimental. Exit la matrice S d'Heisenberg et triomphe de la théorie des champs grâce surtout à Schwinger et Feynman. Sans ce résultat expérimental, on aurait encore pataugé longtemps. On pourrait en ajouter d'autres (qui aurait pu déduire théoriquement la supraconductivité, même avec une connaissance fine de la mécanique quantique? Impossible!).

[Sethy]

Pour préciser ma réponse précédente: j'ai par rapport à la question de la gravité quantique une attitude assez pessimiste; je trouve peu intéressant en fin de compte de spéculer sur une question qui est et sera sans doute encore très longtemps hors de portée de nos expériences. Depuis ma jeunesse fin des années 1970 (j'ai commencé à m'y intéresser en 1978), il y a eu des milliers ou peut-être même des dizaines de milliers d'articles, je n'ai pas compté, sur ce sujet avec des spéculations allant vraiment dans tous les sens.

Je pense qu'il s'agit d'un sujet entre la "tarte à la crème" et le "miroir aux alouettes". Il est possible de disserter sans avoir justement d'expérience qui puisse apporter un contrepoint.

D'ailleurs dans une autre discussion, j'ai posé la question de savoir ce qui expérimentalement ne s'expliquait pas pour justifier du besoin d'une "autre" théorie. Je n'ai pas été surpris de la réponse.

Pour moi, c'est le genre de sujet, comme celui de la construction des pyramides, qui attire un type d'individu particulier.

Quand on observe un peu le passé de la physique, on voit que même les théories en apparence les plus éloignées de l'expérience en ont eu un besoin vital. Je citerai deux exemples. La relativité générale en tant que théorie relativiste de la gravitation. Nordström avait à la même époque qu'Einstein proposé une théorie qui semblait viable, expliquant le principe d'équivalence, avec une métrique conforme (un seul facteur commun représentant le potentiel). Problème: elle prédisait zéro déviation de la lumière près du soleil. Ce qui a départagé les 2 en 1919, c'est l'observation de l'éclipse par Eddington. Sans cela, à l'époque, comment préférer l'une à l'autre? Deuxième exemple: a la sortie de la seconde guerre mondiale, 1945, on pensait que la théorie quantique des champs était fausse parce que tous les calculs un peu poussés donnaient des résultats infinis. Heisenberg voulait la rejeter au profit d'une théorie de la "matrice S" sans les champs quantiques sous-jacents. Puis un résultat expérimental obtenu grâce aux technologies hyperfréquences développées pendant la guerre: la mesure du décalage Lamb, accompagné d'un calcul très limite mathématiquement par Weiskopf et Bethe, mais capable de reproduire exactement le résultat expérimental. Exit la matrice S d'Heisenberg et triomphe de la théorie des champs grâce surtout à Schwinger et Feynman. Sans ce résultat expérimental, on aurait encore pataugé longtemps. On pourrait en ajouter d'autres (qui aurait pu déduire théoriquement la supraconductivité, même avec une connaissance fine de la mécanique quantique? Impossible!).

Sur ce point, je pense que lorsqu'on étudie une matière de manière approfondie, on acquiert une compétence transversale qui est le sens de l'histoire. Car quelque soit la matière étudiée, son histoire doit nous faire réfléchir. Je me souviens qu'on avait vu en philo des sciences, le cas des anomalons.

Si un cours est bien fait, il aborde forcément l'aspect historique, mais à force de répétition cours après cours, après cours, on acquiert ce réflexe (où on devrait l'acquérir ...).

[ThM55]

Sans vouloir faire de l'histoire des sciences au sens scientifique, je mentionne un simple fait qui devrait sauter aux yeux quand on se documente un petit peu sur les découvertes passées: sans information venant de l'expérience ou de l'observation, la théorie reste bloquée. Je sais qu'il y a des approches de la gravité quantique qui ont été l'objet de nombreuses recherches dans des directions variées et parfois opposées: supergravité, théorie des cordes, théorie-M, loop quantum gravity, gravité quantique euclidienne, dualité AdS/CFT, holographie, espace-temps émergent par intrication quantique, triangulation dynamique causale, ensembles causaux, gravité massive, gravité modifiée, et j'en oublie certainement!

Dans certaines de ces théories, les méthodes révèlent qu'il est possible de résoudre les problèmes liés à la quantification (par exemple le problème du temps) mais souvent en créant d'autres problèmes. Le choix théorique lui-même reste indéterminé. Il nous manque quelque chose. Et à mon avis c'est les données expérimentales.

[Les Terres Bleues]

Vous mettez le doigt sur un point crucial : sans données, la théorie avance à l’aveugle. Mais ce que vous décrivez n’est pas une impasse, c’est une phase classique de la physique quand elle s’attaque à un problème vraiment profond.
On a aujourd’hui plusieurs cadres de gravité quantique, chacun avec ses succès locaux et ses pathologies. Ce n’est pas un signe de confusion, c’est un signe que nous sommes en train d’explorer l’espace des théories possibles. L’histoire montre que ces périodes de pluralité ne durent jamais : elles préparent la clarification suivante.
Et surtout, les données ne sont pas totalement absentes. Elles sont simplement indirectes : trous noirs, thermodynamique gravitationnelle, cosmologie de précision, contraintes sur les modifications de la relativité générale. Ce ne sont pas des expériences de Planck, mais elles sculptent déjà l’espace des théories viables. Plusieurs approches ont d’ailleurs été éliminées ou fortement restreintes par ces contraintes.
Le sentiment « qu’il manque quelque chose » est donc juste, mais il indique que nous sommes dans la zone où la physique devient intéressante : là où les outils conceptuels actuels sont puissants mais insuffisants, et où la prochaine idée décisive peut surgir de n’importe laquelle des approches en compétition.

[ThM55]

Je suis tout à fait d'accord.

Maintenant, si (imaginons!) quelqu'un arrive sur un des ces vestiges des débuts du Web qu'on appelle un forum de sciences et affirme qu'il a découvert l'idée que tous ces chercheurs ont ratée pendant toutes ces années, vous comprendrez que je sois sceptique et que les modérateurs commencent à s'agiter dans leur fauteuil .

[stefjm]

Je ne vois pas le rapport avec la question, stefjm. Le problème du temps est une question technique très précise en relativité générale, déjà au niveau classique, et c'est totalement inaccessible à de simples considérations d'analyse dimensionnelle.

Et pourtant la suite de votre discours prouve le contraire.

L'analyse dimensionnelle a été oubliée pendant tout le 20ième siècle et c'est pourtant elle qui donne les premières pistes expérimentales quand on n'a pas encore de théorie, voir d'expérimentation à une échelle donnée.

Cet oubli est dramatique.

[ThM55]

L'analyse dimensionnelle n'a pas été oubliée! D'où vient cette idée? C'est complètement faux. Je dis seulement qu'il y a des résultats qui lui sont inaccessibles.

Par exemple, avec l'analyse dimensionnelle, je peux aisément retrouver la formule qui donne la puissance rayonnée par une charge électrique accélérée. Mais premièrement l'analyse dimensionnelle échoue à me donner le facteur sans dimension à mettre devant ma formule. Elle me dira par exemple ce qui est correct (sauf distraction de ma part: force x longueur^2 et une combinaison de a et c pour avoir à la fin force x longueur/temps), mais à un facteur 2/3 près. Impossible de retrouver ce facteur 2/3 par analyse dimensionnelle. Et encore, j'ai été bien bon de coller le au . Ce n'est pas l'analyse dimensionnelle qui me le dit, j'aurais pu oublier le 4 pi, c'est ma connaissance de certaines lois (par ex la force de Coulomb) qui m'a guidé par analogie et par vraisemblance. 2/3, ce n'est pas très grave comme erreur mais quand le facteur omis est , comme cela arrive parfois, cela peut poser de sérieux problèmes: on ne dimensionne pas un avion ou un truc comme le LHC à un facteur 39 près ou alors on se fait virer tout de suite. Mais, deuxièmement, et c'est vraiment le plus important, l'analyse dimensionnelle ne peut pas prédire qu'une charge accélérée va effectivement rayonner. Pour ça il faut une théorie, des équations. Ici, j'ai retrouvé la formule parce que je savais par ailleurs qu'il y a un rayonnement. Il a fallu autre chose que l'analyse dimensionnelle pour passer de Gauss et Ampère à Marconi.

[Les Terres Bleues]

Je ne prétends évidemment pas avoir trouvé ce que des générations de physiciens auraient manqué. L’objectif pour le moment est simplement d’explorer une question précise : dans quelles conditions l’analyse dimensionnelle permet-elle d’éliminer explicitement la variable temps dans certaines équations physiques, et qu’est-ce que cela signifie réellement sur le plan conceptuel ?
Si certains d’entre vous ont des références ou des exemples où cette démarche a été tentée (réussie ou non), je serais très intéressé. L’idée n’est pas de révolutionner la physique, mais de comprendre les limites et les possibilités de cette approche.

[stefjm]

Si l'AD n'avait pas été oubliée, elle aurait été beaucoup plus utilisée de façon prédictive, surtout quand on n'a pas de théorie.

L'exemple donné est très bien : Pas besoin de savoir qu'une charge accélérée rayonne puisqu'on peut prédire la puissance perdue par AD.
Pour les coefficients topologique, ils ne sont pas bien difficile à remettre.
pulsation-fréquence
rayon-circonférence cercle
rayon-aire disque
rayon-aire sphère
rayon-volume boule

[stefjm]

Il y a Edington que j'ai beaucoup cité, mais aussi Haas, qui a précédé Bohr, et prédit le bon rayon d'univers, à l'époque mal mesuré d'un facteur 8.

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/...andp.202300124

[ThM55]

Si l'AD n'avait pas été oubliée, elle aurait été beaucoup plus utilisée de façon prédictive, surtout quand on n'a pas de théorie.

L'exemple donné est très bien : Pas besoin de savoir qu'une charge accélérée rayonne puisqu'on peut prédire la puissance perdue par AD.
Pour les coefficients topologique, ils ne sont pas bien difficile à remettre.
pulsation-fréquence
rayon-circonférence cercle
rayon-aire disque
rayon-aire sphère
rayon-volume boule

Si, justement, il faut le savoir pour commencer. Sinon pourquoi s'amuser à calculer une puissance? Puissance de quoi? Pourquoi faire dépendre la puissance de l'accélération et pas de la vitesse??? Et pourquoi Gauss, Ampère et Faraday n'ont-ils pas appliqué l'analyse dimensionnelle pour prédire les ondes électromagnétiques? Pourquoi a-t-il fallu Maxwell et Hertz? Ce n'est pas l'A.D. qui a permis de les découvrir. Si on espère deviner des facteurs sans dimension de l'analyse dimensionnelle, on commet un grave contre-sens. Invoquer l'aire d'un disque ou la circonférence d'un cercle de manière aussi vague, sans justification précise, ce n'est pas sérieux. Attention, je ne nie pas l'intérêt de l'A.D., elle peut être très utile par exemple pour effectuer des simulations sur des maquettes ou pour prédire des phénomènes de mise à l'échelle. Elle joue par exemple un rôle important dans le groupe de renormalisation (exemple absolu du fait incontestable que l'analyse dimensionnelle n'a pas été oubliée!). Je conteste seulement son intérêt pour découvrir des lois fondamentales.

[stefjm]

Mais, c'est bien ce que je dis : L'AD a été oubliée, y compris par les grands anciens qui auraient pu prédire plus rapidement ce qu'ils allaient observer dans le futur.
Les anciens systèmes d'unité sans la charge (en pour la charge) s'y prêtaient bien, même s'il y en avait deux (CGS-UES (électrostatique) CGS-UEM (électromagnétique)).

Pour votre exemple, on peut regarder aussi ce que donne la puissance en fonction de la vitesse ou d'autres grandeurs.

C'est un cadre conceptuel très puissant et très contraignant.

Les coeff topologiques classiques sont dus à des indéterminations et au lié au radian qu'on exclut en général de l'AD (mais on pourrait le garder).
Le 4pi^2 sort par double dérivation ou intégration d'un sin(2pi.f.t).

Il n'y a pas que l'aspect numérique dans l'AD, il y a aussi les relations conceptuelles induites par la structure des grandeurs.

Merci pour la piste de l'usage de l'AD pour les groupes de renormalisation.
https://lectures.lapth.cnrs.fr/qed_q.../chapitre3.pdf

[ThM55]

Concernant le groupe de renormalisation, voir cet article: https://hal.science/hal-04833316v1/f...0Wilsonien.pdf . Il décrit bien l'apport de Wilson, qui a réalisé une vraie révolution scientifique dont aucun vulgarisateur ne s'est encore emparé à ce jour pour écrire des fadaises (à ma connaissance).

Mais désolé, je ne vois vraiment pas comment la symétrie électrique-magnétique postulée par Maxwell puisse être découverte par analyse dimensionnelle. Je vais arrêter là sur ce sujet, c'est inutile de continuer.

[stefjm]

Merci pour la référence.

Je ne dis pas que l'AD fait tout mais seulement qu'elle donne des pistes potentielles.

[albanxiii]

Dès que ThM55, qui est à peu près le seul qui a une démarche constructive et pédagogique ici, en aura assez, je fermerai ce fil, qui ressemble quand même fortement à un contournement d'une décision de modération.

[stefjm]

On parle beaucoup des différents temps dans ce fil, mais l'espace 3D pose les mêmes problèmes de définition, qui plus est en 3D, non?
Quand à la masse au repos, sachant qu'une masse bouge toujours par rapport à quelque chose, pose aussi le même problème, non?

J'achète volontiers vos définitions théoriques et/ou opérationnelles pour les grandeurs de base Temps, Longueur et Masse (et de Charge).

[Les Terres Bleues]

Merci pour le temps consacré à cette discussion. Avant qu’elle ne soit éventuellement close, je me permets d’apporter un dernier éclairage, dans l’espoir qu’il puisse contribuer à clarifier certains points et, peut-être, à poursuivre l’échange dans un esprit constructif.
Il me semble que certaines incompréhensions proviennent de décalages dans la manière dont chacun envisage les différentes temporalités du sujet. Cela ne remet en cause ni la pertinence des arguments avancés, ni la bonne volonté des participants ; c’est simplement une difficulté structurelle qui mérite d’être explicitée pour que nous puissions avancer ensemble.
Si nous parvenons à distinguer ces niveaux sans les opposer, je suis convaincu que la discussion peut encore gagner en précision et en intérêt pour tout le monde. Je reste bien sûr ouvert à toute remarque ou reformulation qui permettrait d’aller dans ce sens.

[stefjm]

Bonjour à tous,

@Les Terres Bleues
Un fil sur l'absence de temps : https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post7300131

Un fil sur les plus grand et plus petit temps (resp en inverse fréquences-pulsations) obtenables en physique : https://forums.futura-sciences.com/p...ntionelle.html

Une définition mathématique de la périodicité et du temps induit par celle-ci : https://forums.futura-sciences.com/p...ml#post7089941

Il y a également les relations de Kramers-Kronig très contraignantes sur les parties réelles et imaginaires des grandeurs, si on tient à la causalité (et utilisation des transformée Laplace ou Fourier).

[ThM55]

Puisqu'on a évoqué la gravité quantique, je vous recommande cet article de l'excellente Natalie Wolchover:

https://www.quantamagazine.org/are-s...hing-20260323/ .

(en anglais, mais ce n'est plus un problème si vous ne lisez par cette langue, les outils de traduction et l'IA sont au point pour cela).

Cet article parle de recherches récentes (2024-2025) qui déduisent des propriétés théoriques identiques à celles des cordes mais par une voie tout à fait différente (l'approche dite "bootstrap": on applique des contraintes venant de principes éprouvés par ailleurs comme l'invariance de Poincaré ou l'unitarité).

Certains ont voulu enterrer la théorie des cordes sans prêter la moindre attention au fait qu'elle fournissait une théorie quantique de la relativité générale. Ce fait prouvait pourtant que celle-ci n'est pas incompatible par principe avec la physique quantique, contrairement à ce qui est répété partout par manque d'information ou par conformisme. Pour la vérité expérimentale, la seule valable en physique, c'est une autre histoire, mais sur le plan théorique il faut éviter les pétitions de principe.

Tout cela est encore incertain, mais cela montre qu'on n'est pas forcément dans une impasse. Cela ressemble plutôt à un labyrinthe dont on découvre des voies bien cachées sans pour autant trouver la sortie. Encore une fois, j'insiste: tant qu'il n'y a pas de nouveaux faits expérimentaux, ce n'est pas encore de la physique, mais cela ne veut pas dire qu'il faut abdiquer.

[pm42]

Quid du fait que les paramètres libres de la théorie des cordes permettent de la rendre compatible avec pratiquement toutes les observations et que donc la valider devient compliqué ?
Je n'ai pas d'opinion bien sur mais j'en étais resté là de mes lectures sur le sujet.

[ThM55]

C'est exact. C'est un fait important, on a pas de critère pour décrire le "vide" ou plutôt l'état fondamental de la théorie. On peut reproduire exactement le modèle standard avec ses constantes arbitraires en ajustant les paramètres, ce qui peut sembler être une impasse scientifique. Si on veut interpréter cela, à mon avis il faut faire un petit peu de philosophie des sciences.

Mais cette situation n'a rien de nouveau. Par exemple, en cosmologie, si on essaie de la déduire sans hypothèse préalable de la relativité générale, on est confronté à un nombre gigantesque de solutions cosmologiques des équations d'Einstein. Il existe des modèles inhomogènes, anisotropes, bornés ou infinis, avec des propriétés de symétrie ou même sans aucune symétrie spatiale et accessibles uniquement par analyse numérique, ou même pas du tout accessibles à cause de la complexité. Cela vient du fait que les lois, en particulier ici les équations d'Einstein, sont des équations aux dérivées partielles locales. Elles sont sous-déterminées pour la cosmologie. Pour les rendre prédictives, il faut poser des conditions aux limites et des symétries: cela peut être des conditions aux limites à l'infini ou une topologie. Il y a aussi les symétries: on ne sait résoudre analytiquement ou numériquement que les espace-temps qui possèdent de hautes symétries (pour l'espace 3D, les groupes de Bianchi). C'est l'observation du cosmos qui nous suggère une de ces symétries et le fait (non évident à partir des équations) de l'expansion de Hubble-Lemaître, et non pas les équations d'Einstein seules.

La déception manifestée en ce qui concerne la théorie des cordes, c'est que des gens, comme Stephen Weinberg par exemple, voulaient en faire une théorie du tout, qui fournisse non seulement des lois mais aussi une prédiction complète des paramètres du modèle standard: la masse des leptons, celle du Higgs, les constantes de couplage etc. Mais pourquoi avoir une telle exigence qu'on ne demande à aucune autre théorie physique? Cela me semble délirant. Le recours au "principe anthropique", choisi ensuite à mon avis en désespoir de cause, relève d'une exigence de même nature et est même (toujours à mon avis) voué à l'échec pour une raison de logique: pour le prouver avec certitude, il faudrait prouver qu'un choix du vide différent du modèle choisi ne conduit jamais à un univers viable. C'est techniquement hors de portée des efforts humains. Pourquoi l'échec d'une telle exigence déraisonnable devrait invalider la théorie?

Bien sûr, avec de telles interrogations on est en plein dans le domaine de la philosophie. Mais ce sont des sujets qui ont été largement discutés par de nombreux physiciens, donc cela a sa place ici.

[pm42]

Ok. Si on retire cette exigence et qu'on se "contente" de vouloir une théorie qui unifie MQ et RG, que se passe t'il alors ?
Et quid des alternatives comme la gravitation quantique à boucles, etc ?

Cela fait un bout de temps que je n'ai pas lu d'articles sur tout cela et j'ai l'impression qu'on est un peu dans les limbes en ce moment (mais c'est une impression basée sur peu d'informations).

[oxycryo]

perso, il me semble que le temps local de la quantique est bizarre, mais puisque l'on traite le plus souvent (il me semble) d'objet se trouvant dans le même repère galliléen (est-ce la bonne formule) ce n'est pas si important.. c'est plutôt quand l'observateur est embarqué sur son objet en mouvement (la terre) que le temps doit-être considéré comme relatif, car l'on observe d'autre repère en mouvement...

[stefjm]

Le soucis n'est pas sur la relativité puisqu'il y a la TQC (hbar, c), mais sur la relativité générale (hbar G). Non?