Les boutons animés dans la colonne de droite vous meneront directement aux pages principales vers lesquelles vous voudriez vous rendre ... Cet en tête apparait sur chacune des pages ainsi vous pourrez naviguer sans utiliser les fléches de votre navigateur ...
Eurl.es+
Location de véhicules à courte durée
Ibich tv
La Gravitation quantique...
Comment décrire l'infiniment petit et l'infiniment grand en une seule théorie ?
Pour les physiciens, la tâche consiste à concilier les deux grands piliers de la physique du XX eme. Mécanique quantique et raltivité générale. L'une des solutions étudiées, est la théorie de la gravité quantique à boucles...
Quels sont les objectifs de cette théorie ?
Imaginée a partir des années 1980, la gravité quantique à boucles est une théorie qui, comme son nom l'indique, cherche à quantifier la gravité, et tente ainsi de répondre à l'une des questions clès de la physique actuelle.
En effet le début du XXe siècle a vu l'émergence des deux théories de la physique contemporaine. La mécanique quantique qui décrit les propriétés de l'infiniment petit - molécules, atomes, particules élémentaires... Et la relativité générale, théorie relativiste de la gravitation, qui décrit l'univers à grande échelle. Dans leurs domaines respectifs, ces deux théories font des merveilles. Pour autant, elles sont totalement incompatibles, et conduisent à deux représentations du monde radicalement différentes. D'un coté, des phénomènes quantiques aléatoires, incertains et discontinus, ayant cours dans l'espace-temps courbe et dynamique, mais parfaitement lisse et continu de la relativité générale.
Exigence conceptuelle donc, mais pas seulement. EN effet, si elles sont peu nombreuses, certaines questions, comme le début de l'univers ou la fin de vie d'un trou noir, requièrent, pour être abordées dans leur intégralité, une théorie à même de rendre compte de situations où les effets gravitationnels se font sentir à l'échelle microscopique. Ce dont seule une théorie de la gravitation quantique serait capable.
Dès 1916, Einstein prend conscience de la nécessité de quantifier la gravitation. Mais les physiciens y sont d'abord parvenus pour les autres interactins fondamentales - La Force élecromagnétique et les interactions nucléaires faible et forte. C'est d'ailleurs l'un des triomphes de la physique du siècle dernier d'avoir forgé une théorie à la fois quantique et relativistede ces trois dernières interactions. Et le résultat est synthètisé dans ce que les physiciens des particules appellent le modèle standard.
A l'inverse, malgré un siècle d'efforts, personne n'a réussi à proposer une version quantique entièrement satisfaisante de la gravitation. Et pour cause : Alors que les outils mathéatiques utilisés pour quantifier les autres forces fondaentales ne sont utilisable que dans un espace-temps plat, celui de la gravitation est fondamentalement mouvant.
Pour contourner le problème, plusieurs tentatives ont consisté à étudier le cas de petites déformations de l'espace-temps sur une trame considérée comme plate et fixe. Mais toutes se sont confrontées à d'incontournables incohérences mathématiques les rendants in fine inutilisables.
Aujourdh'ui, il existe essentiellement deux grandes théories concurrentes, et à ce stade encore spéculatives, qui proposent de quantifier la gravitation.
La théorie des cordes ( qui fera l'objet de d'autres recherches personnelles ) et la gravité quantique à boucles. La première évolue sur un espace-temps parfaitement figée. Et c'est ce qu'un certains nombres de physiciens lui reprochent. Selon eux, pour cette raison, la théorie des cordes ne peut pas être l'ultime théorie quantique de la gravitation. Et ils lui prférent la gravité quantique à boucles, à priori, plus modeste. N'ayant pas pour ambition d'unifier toutes les interactions, elle se concentre en effet exclusivement sur la quantification de la gravitation. De plus, l'approche cordiste part d'une hypothèse ad hoc - L'existence des cordes - Alors que les bouclistes , et c'est leur seule force, ne se fondent que sur de la physique connue :
La mécanique quantique et la relativité générale...
Pour les spécialistes des boucles, une véritable théorie quantique de la gravitation ne doit formuler aucune hypothèse sur la géométrie de l'espace-temps. Comme en relativité générale., c'est le contenu en matière de l'univers qui fixe de façon dynamique sa géométrie.
Les physiciens parlent ainsi d'approche indépendante du fond.
La recherche N° 458 Décembre 2011
Comment les boucles quantifient-elles la gravitation ?
En 1994, Carlo Rovelli et Lee Smolin, alors aux universités de Pittsburg et de Syracuse, montrent que cette théorie conduit à une représentation de l'espace-temps radicalement nouvelle.
Alors que l'espace-temps de la théorie d'Einstein est lisse à toutes les échelles, celui de la gravité quantique à boucles, d'après les calculs des deux théoriciens, présente une structure discontinue si on la regarde aux échelles les plus petites...
Ainsi, de la même manière que l'énergie d'un atome ou d'une molécule ne peut prendre que certines valeurs, la gravité quantique à boucles indique que l'espace lui-même n'est pas insécable à l'infini.
Les calculs conduisent à une longueur élémentaire, la plus petite possible, équivalente à la longueur de Planck, soit 10 ^ -35 mètres. ce qui mène à une surface élémentaire d'univers de 10 ^ - 70 mètre carré, et en trois dimensions un volume élémentaire de 10 ^ -105 mètre cube.
L'univers devenant alors, une espèce de gigantesque
Lego composé
de de volumes
élémentaires
insécables...
... Les premières équations d'évolution d'un univers quantique sont le fait de Thomas Thienmann, en 1996. Acceuillie avec un immense enthousiame, elles laissent entrevoir la possibilité de calculer les probabilités quantiques prècises de chaque modification de l'espace-temps quantifiée. elles conduisent aussi à se représenter ce dernier telle une mousse faite de petit volumes d'espace et de temps, la quatrième dimension - Le temps - devenant également une grandeur discontinue, dont le pllus petit incrément est environs égal au temps de Planck, soit 10 ^ -43 seconde.
La recheche N° 458 Décembre 2011
