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Résumé de la
conférence de Edgar Günzig
et questions
Merci à Monsieur Edgar Günzig pour
sa très belle conférence. Pour les lecteurs, je résume quelques points
importants abordés.
Les deux piliers sur lesquels
s’appuie la cosmologie sont la relativité générale d’Einstein (1916) et la
mécanique quantique (1915-1930).
La relativité générale est la
première théorie physique de l’espace et du temps au sein de laquelle la
gravitation trouve sa source . Cette théorie a une double spécificité :
- elle est universelle, rien
n’échappe à l’emprise de la gravitation dans l’univers
- tous les corps ressentent de
façon identique la gravitation ; deux corps très différents subissent la même
accélération dans le champ de gravitation.
Donc si l’effet ne dépend pas du corps,
c’est qu’il est dû au contenant, c’est-à-dire à l’espace-temps; c’est la
courbure de l’espace-temps (et en particulier de l’espace lui-même) par les
grosses masses qu’il contient, qui traduit localement l’effet de gravitation.
Dans un espace à deux dimensions
comme un drap élastique tendu, une grosse boule placée sur celui-ci le déforme
et une petite bille lancée sur cette surface ne va plus en ligne droite, mais
suit une géodésique du drap, c’est-à-dire que la grosse boule incurve la
trajectoire de la petite bille.
Les équations de la relativité
générale sont compliquées car elles traduisent l’effet de rétroaction
(feed-back) ; la masse change la géométrie du drap, ce qui modifie le mouvement
de la bille, qui elle aussi déforme le géométrie du drap, ce qui re-modifie le
mouvement de la bille… On dit que les équation de la relativité générale sont
non linéaires.
L’universalité des équations de la
relativité générale a permis d’envisager de l’appliquer à l’univers dans son
ensemble ; ce fut la première cosmologie scientifique. Friedmann et Lemaître
découvrent que l’équation de la relativité générale montre un univers en
évolution ; celui-ci a donc une histoire… En passant « à l’envers» le film de
l’expansion de l’univers donné par la relativité générale, on tombe
inévitablement - comme le montre le théorème de Penrose et Hawking - sur une
singularité (appelée par dérision « big-bang » par Fred Hoyle). Si cette
théorie décrit bien le contenu et le contenant de l’univers, par contre elle ne
fait que ça… Elle ne dit pas d’où vient le contenu; elle ne donne pas les
conditions initiales. Elle ne permet donc pas d’expliquer l’origine de
l’univers.
En deuxième partie M. Edgar Günzig
aborde le deuxième pilier de la cosmologie : la mécanique quantique et la théorie
des champs.
Son développement a montré que si
nous forçons le monde microscopique a être décrit par les concepts valables à
notre échelle, comme la position et la vitesse, alors, le prix à payer pour la
connaissance très précise d’une de ces grandeurs, nous amène à une incertitude
fondamentale, (et non pas expérimentale), sur l’autre grandeur.
Une conséquence de cette
incertitude, c’est que la notion de repos absolu n’existe pas en mécanique
quantique; les objets de la mécanique quantique sont toujours en mouvement. Par
exemple un petit pendule aura toujours un petit mouvement résiduel appelé
mouvement de point zéro. Même une entité étendue ne peut jamais être au repos :
on appelle cela le « vide quantique » de l’objet.
Il y a de même une incertitude fondamentale
liant énergie et temps. Une incertitude sur l’énergie (et donc sur la masse)
entraîne qu’il peut exister des particules virtuelles, pendant un temps très
bref. Le vide est donc sillonné en permanence de particules virtuelles qui
apparaissent et s’annihilent en permanence.
En troisième partie M. Günzig
montre comment grâce aux deux théories précédentes on peut aborder le problème
de l’origine de l’univers.
Peut-on faire quelque chose de ces
particules virtuelles qui émergent spontanément du vide avant d’y retourner ?
Oui : dans les accélérateurs de particules, en fournissant de l’extérieur, de
l’énergie, au vide, on peut faire venir à l’existence des particules
virtuelles. Mais pour l’univers, il n’y a pas d’extérieur …
La source qui permet d’injecter de
l’énergie dans le vide c’est la propre expansion de celui-ci (un phénomène de «
bootstrap » en quelque sorte); ainsi, les particules virtuelles deviennent
réelles. Nous avons donc un simple transfert d’énergie; puisée dans l’expansion
du vide, elle permet la création de matière; ainsi par sa seule dilatation,
l’univers crée sa propre matière. Cette expansion crée des zones immenses de
vide où peuvent naître des « bébés univers »; nous ne sommes pas un univers
unique, mais un univers précédé d’autres univers qui se « re-juvénilisent » en
permanence ; notre univers n’est qu’une phase dans une suite infinie: on parle
alors de « multivers ».
L’exposé a été suivi de questions
de la part du public.
- Monsieur Edgar Günzig a par
exemple évoqué une des découvertes expérimentales majeures de ces dernières
années : le fait que l’univers que l’on sait être en expansion depuis les
années 1920, vient de se révéler en expansion accélérée - ce qui soit dit en
passant, montre bien qu’il ne s’agit pas d’une gigantesque explosion (comme le
suggère le mot big-bang) auquel cas elle serait obligatoirement décélérée - …
confirme bien le caractère « répulsif » du vide, qui agit contre l’effet
ralentisseur de l’attraction universelle.
- L’univers évolue-t-il à énergie
constante ? Oui, pendant les phases d’inflation (expansions accélérées) il crée
sa propre matière, mais c’est au détriment d’une diminution de l’énergie du
vide.
- Comment traduire dans la
relation newtonienne de la gravitation le fait que l’univers puisse accélérer
son expansion, alors que les masses s’attirent comme l’inverse du carré de la
distance ? Il faut rajouter un terme répulsif variant cette fois comme le carré
de la distance.
Dominique Glasson
Vidéo conférence : Théorie du Bootstrap
conférence de Edgar Günzig
et questions
Merci à Monsieur Edgar Günzig pour
sa très belle conférence. Pour les lecteurs, je résume quelques points
importants abordés.
Les deux piliers sur lesquels
s’appuie la cosmologie sont la relativité générale d’Einstein (1916) et la
mécanique quantique (1915-1930).
La relativité générale est la
première théorie physique de l’espace et du temps au sein de laquelle la
gravitation trouve sa source . Cette théorie a une double spécificité :
- elle est universelle, rien
n’échappe à l’emprise de la gravitation dans l’univers
- tous les corps ressentent de
façon identique la gravitation ; deux corps très différents subissent la même
accélération dans le champ de gravitation.
Donc si l’effet ne dépend pas du corps,
c’est qu’il est dû au contenant, c’est-à-dire à l’espace-temps; c’est la
courbure de l’espace-temps (et en particulier de l’espace lui-même) par les
grosses masses qu’il contient, qui traduit localement l’effet de gravitation.
Dans un espace à deux dimensions
comme un drap élastique tendu, une grosse boule placée sur celui-ci le déforme
et une petite bille lancée sur cette surface ne va plus en ligne droite, mais
suit une géodésique du drap, c’est-à-dire que la grosse boule incurve la
trajectoire de la petite bille.
Les équations de la relativité
générale sont compliquées car elles traduisent l’effet de rétroaction
(feed-back) ; la masse change la géométrie du drap, ce qui modifie le mouvement
de la bille, qui elle aussi déforme le géométrie du drap, ce qui re-modifie le
mouvement de la bille… On dit que les équation de la relativité générale sont
non linéaires.
L’universalité des équations de la
relativité générale a permis d’envisager de l’appliquer à l’univers dans son
ensemble ; ce fut la première cosmologie scientifique. Friedmann et Lemaître
découvrent que l’équation de la relativité générale montre un univers en
évolution ; celui-ci a donc une histoire… En passant « à l’envers» le film de
l’expansion de l’univers donné par la relativité générale, on tombe
inévitablement - comme le montre le théorème de Penrose et Hawking - sur une
singularité (appelée par dérision « big-bang » par Fred Hoyle). Si cette
théorie décrit bien le contenu et le contenant de l’univers, par contre elle ne
fait que ça… Elle ne dit pas d’où vient le contenu; elle ne donne pas les
conditions initiales. Elle ne permet donc pas d’expliquer l’origine de
l’univers.
En deuxième partie M. Edgar Günzig
aborde le deuxième pilier de la cosmologie : la mécanique quantique et la théorie
des champs.
Son développement a montré que si
nous forçons le monde microscopique a être décrit par les concepts valables à
notre échelle, comme la position et la vitesse, alors, le prix à payer pour la
connaissance très précise d’une de ces grandeurs, nous amène à une incertitude
fondamentale, (et non pas expérimentale), sur l’autre grandeur.
Une conséquence de cette
incertitude, c’est que la notion de repos absolu n’existe pas en mécanique
quantique; les objets de la mécanique quantique sont toujours en mouvement. Par
exemple un petit pendule aura toujours un petit mouvement résiduel appelé
mouvement de point zéro. Même une entité étendue ne peut jamais être au repos :
on appelle cela le « vide quantique » de l’objet.
Il y a de même une incertitude fondamentale
liant énergie et temps. Une incertitude sur l’énergie (et donc sur la masse)
entraîne qu’il peut exister des particules virtuelles, pendant un temps très
bref. Le vide est donc sillonné en permanence de particules virtuelles qui
apparaissent et s’annihilent en permanence.
En troisième partie M. Günzig
montre comment grâce aux deux théories précédentes on peut aborder le problème
de l’origine de l’univers.
Peut-on faire quelque chose de ces
particules virtuelles qui émergent spontanément du vide avant d’y retourner ?
Oui : dans les accélérateurs de particules, en fournissant de l’extérieur, de
l’énergie, au vide, on peut faire venir à l’existence des particules
virtuelles. Mais pour l’univers, il n’y a pas d’extérieur …
La source qui permet d’injecter de
l’énergie dans le vide c’est la propre expansion de celui-ci (un phénomène de «
bootstrap » en quelque sorte); ainsi, les particules virtuelles deviennent
réelles. Nous avons donc un simple transfert d’énergie; puisée dans l’expansion
du vide, elle permet la création de matière; ainsi par sa seule dilatation,
l’univers crée sa propre matière. Cette expansion crée des zones immenses de
vide où peuvent naître des « bébés univers »; nous ne sommes pas un univers
unique, mais un univers précédé d’autres univers qui se « re-juvénilisent » en
permanence ; notre univers n’est qu’une phase dans une suite infinie: on parle
alors de « multivers ».
L’exposé a été suivi de questions
de la part du public.
- Monsieur Edgar Günzig a par
exemple évoqué une des découvertes expérimentales majeures de ces dernières
années : le fait que l’univers que l’on sait être en expansion depuis les
années 1920, vient de se révéler en expansion accélérée - ce qui soit dit en
passant, montre bien qu’il ne s’agit pas d’une gigantesque explosion (comme le
suggère le mot big-bang) auquel cas elle serait obligatoirement décélérée - …
confirme bien le caractère « répulsif » du vide, qui agit contre l’effet
ralentisseur de l’attraction universelle.
- L’univers évolue-t-il à énergie
constante ? Oui, pendant les phases d’inflation (expansions accélérées) il crée
sa propre matière, mais c’est au détriment d’une diminution de l’énergie du
vide.
- Comment traduire dans la
relation newtonienne de la gravitation le fait que l’univers puisse accélérer
son expansion, alors que les masses s’attirent comme l’inverse du carré de la
distance ? Il faut rajouter un terme répulsif variant cette fois comme le carré
de la distance.
Dominique Glasson
Vidéo conférence : Théorie du Bootstrap
J'espère que ce n'est que ça...
, le seuil critique n'a pas encore été atteint...
