Gravité quantique
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La petite histoire
Comprendre simplement
Domaines de présence
Son interprétation dans l'avenir
Les références
Mais encore
by Pepe ©
 
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La petite histoire  Up Page
Il n'existe pas d'espace ou de temps absolus
L'univers est un système clos. Toute chose ou entité intérieure à lui ne peut être définie, en position, en vitesse ou autrement, que par rapport à d'autres entités également intérieures à lui. Ceci exclut par conséquent l'hypothèse d'un espace ou d'un temps "absolus" (ceux de Newton) dans lesquels l'univers serait situé. Smolin compare l'espace à une phrase. Celle-ci n'a de sens que par les mots qu'elle contient. Elle n'existe pas sans eux. Elle adopte la forme géométrique que les mots lui confèrent. On en déduit qu'il serait absurde de parler d'un univers qui ne contiendrait rien.
 
Leibniz a eu, nous rappelle Lee Smolin, le mérite de s'opposer à l'espace absolu de Darwin, qu'il jugeait illogique. Il a soutenu une conception relationnelle de l'univers, reprise par Mach à la fin du 19e siècle. La relativité génarale fut la première théorie scientifique à décrire le monde comme composé de relations entre particules de matière soumises au champ gravitationnel. Les points de l'espace n'y ont pas d'existence en eux-mêmes, mais seulement comme intersection entre lignes de ce champ. Ces lignes évoluent avec le temps et ne peuvent donc fournir de références absolues.

Comprendre simplement  Up Page
Le statut de l'observateur
Selon la nouvelle gravitation quantique, il ne sera plus possible de distinguer l'observateur de l'observé. L'observateur ne disposera jamais de toute l'information nécessaire pour décider du vrai ou du faux.
 
On sait que tout observateur, où qu'il soit dans l'univers, ne peut rien voir de celui-ci au-delà de ce qui parvient dans son cône de lumière, défini par le temps que met la lumière pour l'atteindre. Il en résulte que la logique classique, selon laquelle une chose est vraie ou fausse, n'est plus applicable. Un observateur donné peut prouver que tel événement de l'univers est vrai alors qu'un autre observateur, n'étant pas informé de la même façon, ne le peut pas. On parle alors d'une logique "cosmologique" ou dépendante de l'observateur, formalisé sous le nom de Topos Theory, notamment par Christopher Isham. Il s'agit de raisonner avec une information incomplète, l'action que l'on entreprend pouvant influencer le vrai ou le faux du jugement que l'on porte sur le monde.

Domaines de présence  Up Page
Un monde unique mais des observateurs différents
La gravitation quantique pour progresser doit appliquer la mécanique quantique à l'univers entier, alors que cette dernière ne concernait initialement que les systèmes particulaires. Il s'agit essentiellement d'étudier les systèmes macroscopiques en tenant compte du principe de superposition et de la relation d'incertitude, fondements indiscutés de la mécanique quantique.
Lorsque l'observateur est inclus dans la description du système, l'incertitude s'étend à lui, comme à tous ceux qui utilisent le modèle de description utilisé. Il y a corrélation dans la superposition de tous les états quantiques, tant de l'observé que des observateurs.
 
Cette superposition et l'incertitude qui en découle s'étendent-elles à l'univers entier ? Oui répond selon Smolin la "cosmologie quantique conventionnelle". Mais quel sens donner alors au fait que l'univers macroscopique dans lequel nous vivons ne nous apparaisse pas en état de superposition ?

Son interprétation dans l'avenir  Up Page
L'univers est fait de processus et non de choses
Un univers d'événements est dit un univers relationnel. Un univers causal ou relationnel peut être analysé comme fait de transports d'informations.
Chaque événement peut être considéré comme un transistor qui reçoit de l'information d'un événement précédent, la calcule et la renvoie vers des événements de son futur. L'univers entier sera dans ce cas comparable à un ordinateur, sauf que ses circuits seront évolutifs en fonction de l'information qui y circulera.
La gravitation quantique suggère que l'histoire de l'univers est faite d'un très grand nombre de petits événements élémentaires discrets. Pour les trouver, il faut descendre à l'échelle de Planck, là où les effets de la gravité et ceux de la mécanique quantique s'équivalent. L'échelle de Planck est établie en s'appuyant sur les constantes élémentaires de la physique, la constante de Planck (mécanique quantique), la vitesse de la lumière (relativité restreinte) et la constante gravitationnelle (Newton).
 
Univers unique
Plusieurs théories ont été élaborées pour résoudre le paradoxe, dont celle dite de la décohérence. Si nous percevons l'univers d'une certaine façon et non autrement, c'est parce que nous lui posons des questions particulières qui éliminent les autres solutions théoriquement possibles.
 
Lee Smolin nous propose une conclusion d'attente utilisable dans la description du monde en termes quantiques. On peut élaborer de nombreuses descriptions quantiques d'un même univers. On exprimera ceci en disant qu'il existe un univers unique vu par différents observateurs plutôt que des univers différents vus par un seul observateur prétendument placé en dehors du système.

Les références  Up Page
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Je crois que, si les êtres humains que nous sommes ne parviennent pas toujours à évoluer comme ils le souhaiteraient _à s'épanouir professionnellement, sentimentalement et sexuellement (ce que j'appelle les trois pôles d'intérêts) c'est parce qu'il y a des barrages qui entravent leur désir d'accéder à un rêve inachevé. Je pars du principe que tout est possible, à condition de s'entourer de gens qui nous poussent à croire en nous.
 
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Mais encore  Up Page
L'invention de la GQL
Lee Smolin suggère que les constituants ultimes de l'univers sont des lacets, plutôt que les cordes. Lui et ses collègues décidèrent d'appliquer à la description quantique des cordes dans un réseau les équations de la relativité générale d'Einstein modernisées par un jeune chercheur relativiste nommé Amitaba Sen. Tout se déroula parfaitement (après plusieurs années de travail), ce qui permis de réaliser la synthèse attendue entre la mécanique quantique et la relativité générale. Mais dans cette approche, on voit que la théorie de la gravitation quantique découle d'une quantification, si l'on peut dire, de la relativité générale, quantification postulée précisément par ce terme de Gravitation quantique. L'avantage de cette solution est qu'elle fournit des solutions indépendantes d'un espace en arrière-plan - contrairement à l'ensemble de la physique(excepté la relativité générale) qui se réfère à tel ou tel type d'espace. Les lacets, qui peuvent se nouer et se lier définissent à eux-seuls une géométrie dynamique de l'espace-temps, sans avoir besoin d'un cadre de référence déterminé et non-dynamique.
 
Nouvelles recrues
Fotini Markopoulou Kalamara, jeune physicienne Italienne, vient de rejoindre l'équipe travaillant avec Lee Smolin, Abhay Ashtekar du Pennsylvania State University et Carlo Rovelli du Centre de physique théorique de Marseille. Cette chercheuse produit des hypothèses qui semblent très fécondes. Un article du Scientific Américan de décembre 2002 lui est consacré. On constatera que l'Europe, et plus particulièrement l'Italie, est très présente dans l'exploration de ce domaine passionnant de la physique théorique