dimanche 25 novembre 2007

Théorie du Tout Espace-Temps

J'ai eu tout à l'heure une idée apparemment "folle" (quoi que peut-être pas tant que çà, vu que je ne suis apparemment pas le seul à avoir eu cette idée là...) bref, voici cette idée :

Est si la matière n'était qu'une propriété (plus précisément une courbure extrêmement locale) de l'espace-temps ?

Voici maintenant quelques unes des idées connexes à cette hypothèse :

La physique actuelle n'arrive pas à unifer d'un côté l'approche discrète de la matière (chromodynamique quantique) de l'approche continue de l'espace-temps (relativité générale). L'objectif de la théorie du "Tout" est cette unification, donc on sera à terme amené à conclure soit que la matière est une propriété de l'espace, soit l'inverse.

J'ai alors repensé à la théorie de la relativité générale, qui affirme que la gravité est en fait une propriété de l'espace-temps. C'est la matière, répartie de manière "irrégulière" (cet aspect là est également un mystère, bien qu'on puisse peut-être le justifier avec l'argument anthropique, mais c'est un autre débat...), donc c'est la matière qui courbe l'espace-temps. Autrement dit, dans cette approche, on considère que la gravité est une conséquence de la matière, sans qu'il y ait la moindre justification à cette assertion logique.

Ne pourrait-on pas dire, avec la même rigueur que la présence de matière est une conséquence de la courbure de l'espace-temps ?

Etudier l'univers reviendrait à étudier la courbure de l'espace-temps en tout point (avec un champs de vecteur j'imagine...).

Ou bien, ce qui revient évidemment au même étudier l'énergie (ou la masse) en tout point.

Je vais tenter d'étayer cette hypothèse, avec des arguments plus ou moins personnels dont certains, je le reconnais, tiennent plus de l'intuition que du raisonnement, mais allons y à fond :

- Le modèle standard suggère que les trous noirs sont des déchirures de l'espace temps, donc ce ne sont pas eux-mêmes de la matière. Pourtant, on peux calculer leur masse, ce qui montre bien que la courbure de l'espace-temps peut engendrer de la masse (donc, mais je n'ose le dire, de la "matière").

- L'approche continue pourrait sembler plus appropriée et plus élégante pour fournir une théorie du Tout : la mécanique quantique et la physique expérimentale ont engendré des dizaines (voire des centaines) de particules "élémentaires", ce qui à mon avis devrait suffire à démontrer que ce n'est pas une théorie assez "élégante".

- La théorie des cordes, pour corriger ce problème, amène l'idée d'une particule élémentaire : la corde (ou membrane suivant les variantes). Le problème de la théorie des cordes - d'après les faibles connaissances que j'en ai - serait que pour générer toutes les particules observées expérimentalement, elle a dû introduire 6 dimensions supplémentaires qui existent à des échelles quantiques et qui s'ajoutent aux quatre dimensions "macroscopiques" que nous suggèrent notre intuition. Elle est valable localement, mais les calculs sont apparemment tellement complexes qu'il semble difficile de l'appliquer à la compréhension globale de l'univers. La théorie des cordes là encore, me semble un peu trop complexe et pour tout dire assez peu intuitive : à moins d'une erreur de ma part, la corde est une particule de dimension 1, autrement dit, un fil.

- Il faut cependant reconnaître que la matière à des petites échelles se comporte de manière corpusculaire (électrons, photons, nucléons ...) la question que je me pose est : existe t-il une fonction d'onde pour chaque particule qui pourrait remplacer son aspect corpusculaire, quitte éventuellement à ce que cette fonction soit composée de fonctions non continues comme la fonction delta de Dirac ? Il faudra très certainement que je me documente davantage sur cette question.

En résumé, dans cette hypothèse, je vois la théorie du Tout comme une équation qui donne l'évolution d'un champs de vecteurs, généré à partir de l'ensemble vide, à l'échelle 0 (ou au temps zéro si vous préférez) vers l'état actuel de l'univers.

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