La Théorie des Cordes

[Dom de Savoie]

En réalité on ne devrait pas parler de LA théorie des cordes, mais DES théories des cordes et même des supercordes qui introduisent une symétrie entre le monde des fermions (Spin demi entier comme les électrons, quarks, etc...) et celui des bosons (spin entier comme les photons, gluons, Z, W etc...).

 

Il s'agit donc de toute une classe de théories qui ont le gros avantage d'offrir des voies pour réconcilier mécanique quantique et gravitation. Ça ne veut pas dire, loin de là, que tout est résolu.

 

On ne peut pas dire que les cordes sont des constituants des quarks ou d'autre chose d'ailleurs. Les particules connues correspondent à des excitations d'objets fondamentaux unidimensionnels (les cordes). Ces excitations sont quantifiées, c'est à dire qu'elle ne peuvent correspondre qu'à des niveaux d'énergie bien particuliers (les particules).

 

Les cordes sont bien entendu des théories spéculatives, mais le LHC par exemple, pourrait mettre en évidence des dimensions spatiales supplémentaires qui sont justement prédites par ces théories. Ce serait une avancée majeure qui permettrait de voir que les théoriciens sont sur la bonne voie.

 

Les dimensions supplémentaires peuvent paraître être une idée bien fumeuse pour des Êtres en 3 dimensions comme nous, mais cela pourrait permettre de comprendre pourquoi la force de gravité est si faible par rapports aux 3 autres forces (électromagnétique, faible et forte). La gravité pourrait en effet se propager via les dimensions supplémentaires, et nous n'en percevrions que des effets affaiblis dans nos 3 dimensions spatiales courantes.

 

Dominique

[ecliptic]

C'est "une" théorie assez jeune, il faut du temps et des outils mathématiques que l'on ne connaît pas encore. Elle est très rigide et ne peut être mise avec la théorie de la gravitation quantique à boucles. Avec les interféromètres, on essaie d'observer les ondes gravitationnelles autour du big bang. Pour le LHC, étant donné qu'il est difficile de prédire la masse de ces particules alors l'énergie sera-t-elle suffisante?

[Dom de Savoie]

C'est "une" théorie assez jeune, il faut du temps et des outils mathématiques que l'on ne connaît pas encore. Elle est très rigide et ne peut être mise avec la théorie de la gravitation quantique à boucles. Avec les interféromètres, on essaie d'observer les ondes gravitationnelles autour du big bang.

 

Effectivement la gravitation quantique à boucle est une théorie concurrente (voir Big Bang Theory si vous connaissez ) qui tente également de réconcilier la gravitation et la mécanique quantique.

 

Pour le LHC, étant donné qu'il est difficile de prédire la masse de ces particules alors l'énergie sera-t-elle suffisante?

 

L'idée est que grâce aux dimensions supplémentaires, la force de gravitation devient du même ordre de grandeur que les autres forces et que l'échelle d'énergie caractéristique (échelle de Planck) est ramenée autour du TeV qui est justement l'échelle d'énergie accessible au LHC.

Si c'est le cas, et vu le très bon fonctionnement du LHC, on devrait être fixé assez rapidement.

 

Dominique

[ecliptic]

Avec les accélérateurs que nous avons fabriqués et notre Univers qui en est un "très gentil" puisqu'avec l'expansion, l'énergie tombe et nous pouvons observer... espérons que nous ne serons pas déçus quant aux résultats attendus!

[christel]

merci beaucoup Dominique

un univers en 11 dimensions est difficilement concevable en effet

 

mais y a un truc qui me chiffonne...

la gravitation est plus faible que les trois autres forces ok mais pourquoi devrait-il forcément en être autrement ?

pourquoi vouloiir à toute fin, unifier les 4 forces ?

[Dom de Savoie]

merci beaucoup Dominique

un univers en 11 dimensions est difficilement concevable en effet

 

mais y a un truc qui me chiffonne...

la gravitation est plus faible que les trois autres forces ok mais pourquoi devrait-il forcément en être autrement ?

pourquoi vouloiir à toute fin, unifier les 4 forces ?

 

La question est bonne et je ne pense pas qu'il y ait d'argument décisif pour répondre. Ce qu'on sait c'est que les forces électromagnétique et faible sont unifiées avec la théorie électrofaible. La découverte des bosons Z et W dans les années 80 en a été la confirmation éclatante. On voit assez bien comment unifier les interactions fortes aux interactions électrofaibles. Ne reste plus que la gravitation... Si effectivement il n'y avait pas d'unification possible, cela voudrait dire que l'interaction gravitationnelle aurait une origine complètement différente des autres interactions, ce qu'il faudrait bien expliquer. Il y aurait en quelque sorte deux branches de physique complètement disjointes, ce qui serait tout de même assez étonnant.

 

Mais il est vrai que ces arguments restent tout de même assez légers.

 

Dominique

[iksarfighter]

Pourquoi la physique serait-elle "unifiable" ?

C'est le cerveau qui détermine notamment les notions de "grand" et "petit", et aussi qui dénombre les éléments discernés/ables.

Je pense qu'il faudra revoir encore et encore la notion d'"observateur" pour peut-être un jour finir par arriver à quelque chose (ou pas !).

 

Mais bon peut-être que je me trompe et qu'on aura un jour une belle théorie unitaire des lois de la physique.

[christel]

peut-être que Stephen Hawking y arrivera en cherchant l'origine du Big Bang

car il me semble que tout était unifié au moment de l'explosion initiale, ou énonce-je une ânerie ?

[Dom de Savoie]

peut-être que Stephen Hawking y arrivera en cherchant l'origine du Big Bang

car il me semble que tout était unifié au moment de l'explosion initiale, ou énonce-je une ânerie ?

 

C'est exactement cela. Plus on est proche du Big Bang et plus la température, donc l'énergie, est grande. L'idée est qu'à très grande énergie les 4 forces sont unifiées et qu'elles se différencient ensuite lorsque l'univers se refroidit.

 

C'est illustré sur ce schéma du CERN

 

 

Dominique

[jgricourt]

Ah le Graal de la grande unification de la théorie de la gravité (relativité générale) et de la mécanique quantique, pas mal de théoricien s'y son penché et la théorie des cordes semble être une théorie très élégantes mais affreusement compliqué à mettre en pratique et surtout comportant des limitations importante. Je pense toutefois que comme toutes les théories importantes devenues les piliers de nos sciences, la solution viendra un jour d'une théorie à la fois simplissime dans son énoncé mais aussi redoutable pour expliquer aussi bien les phénomènes de l’infiniment grand que de l’infiniment petit. Si cette théorie existe vraiment alors selon le paradoxe fondamental de la théorie de l'unification nous devrions être en mesure de la découvrir. Peut être pourra t-on alors expliquer ce qui se passe au delà du fameux "mur de Planck" ?

Modifié 18 avril 2011 par jgricourt

[christel]

Dom merci pour ta confirmation et l'image

 

Jgricourt, quelque soit la piste qui parviendra à tout unifier, j'espère que le Professeur Hawking le verra

[christel]

donc Dom, si je suis toujours, le mur de Planck c'est juste après le BB, pendant ce que l'image du Cern appelle l'époque de gravité quantique ?

[Dom de Savoie]

donc Dom, si je suis toujours, le mur de Planck c'est juste après le BB, pendant ce que l'image du Cern appelle l'époque de gravité quantique ?

 

C'est ça.

L'expression "mur de Planck" traduit l'incapacité de la physique actuelle à décrire ce qui se passe à ce moment. Il est assez facile de comprendre pourquoi : la mécanique quantique avec les inégalités d'Heisenberg, nous dit que durant une période de temps très courte, l'énergie d'un système peut fluctuer d'une quantité d'autant plus grande que l'intervalle de temps est court. À 10^-43 s après le Big Bang les fluctuations quantiques sont tellement grandes que ce qui se passe n'a plus de sens dans le cadre de la physique actuelle.

 

Dominique

[christel]

clair, net et précis, exactement comme j'aime

merci beaucoup Dominique

[Invité Julie Charland]

J'aime les liens de Alex42.

 

Mais, je vous propose aussi celui-ci:

 

 

Simple, concis... à écouter!

 

Julie

[Estonius]

Y'a pas un quelqu'un qui pourait rectifier, le titre "Le Théorie ça fait tache)

[ecliptic]

J'aime le côté "anglais" de ce titre !

[Poussin38]

J'espère ne pas t'avoir froissé en corrigeant (ni Christel d'ailleurs si c'est le cas je ramenerais le titre à sa version initiale), alors

[christel]

que nenni, tu as bien fait

[julon2000]

 

Smolin est un réaliste einsteinien, il ne comprend pas bien la théorie quantique (ce n'est pas moi qui le dit, c'est lui-même ).

 

Comme d'hab j'arrive comme la tempête après les moissons, mais ton affirmation me surprend un peu: sans y avoir mis vraiment le nez dedans, il me semblait que l'idée derrière la gravitation quantique à boucles était de quantifier l'espace. Ce qui présuppose quand même d'avoir compris un minimum de théorie quantique... référence?

[R V]

bonsoir,

 

je viens de voir un documentaire qui explique celle-ci

mais j'ai une petite question :

les cordes

 

si j'ai bien compris (rien n'est moins sûr ), elles seraient l'ultime matière et selon leurs vibrations, elles deviendraient ceci ou cela

d'où la question qui me vient :

sont-elles bien (selon la Théorie bien sûr) les constituants des quarks ou sont-elles encore "en-dessous"?

 

merci

 

Et si la matière n'était que onde? Elle pourrait effectivement changer

comme d'un accord à un autre sur une guitare, par exemple....

 

Mais là, j'avoue que j'suis un peu perdu malgré que je gratte un peu la

guitare, j'n'ai jamais été témoins d'un tel phénomène? :D

[christel]

... je gratte un peu la

guitare...

 

ah bah c'est pour cela qu'il a plu cette nuit

continues mais en douceur, on a besoin d'eau mais pas de déluge :D

[charles43]

Bonsoir,

Comme le dit R V si tu pince une corde de guitare tu auras un son

le musicien qui a l'oreille absolue reconnaitra la note et à l'aide d'un jeton qu'on lui aura donné le positionnera sur une portée (les lignes pour mettre les notes) , de ce fait la note sera matérialisée pour tout ceux qui savent lire la musiques sans entendre la vibration, ils sauront que c'est un mi (par exemple ) si la fréquence change le musicien changera la position du pion

Dans le cas de la musique c'est le cerveau du musicien bien sur avec l'oreille absolue

qui positionne la note sur la partition,il transforme donc une vibration en un point

fixe sur la portée

Comment l'univers s'y prend t' il pour transformer les vibrations (des cordes ?) , en objets aussi lisible pour nous tous ,un peu comme s'il s'agissait d'une partition .....

c'est une image bien sur......faite avec le regard d'un musicien .

Modifié 28 avril 2011 par charles43

[charles43]

Ici à Bruxelles on a eu de l'eau , mais je vous assure, je n'ai rien joué du tout:D

[ecliptic]

A propos du bozon Z' :

 

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/le-tevatron-annoncera-t-il-la-decouverte-du-boson-z_30529/

[Invité shf]

Expression populaire : IL PLEUT DES CORDES

 

Oufti, la météo est bonne ! Ca va aller !

 

A +

Modifié 3 juin 2011 par shf

[christel]

Daniel,

faut quand même que tu saches que t'es givré :D

[décalé vers le rouge]

Depuis l'Univers Élégant de 1999 (enfin, la traduction en français) le même Brian Greene a écrit la Magie du Cosmos (2004)

et là à la fin des 900 pages, j'ai cru comprendre ce que la théorie des cordes unifie, ce qu'elle prouve (par exemple, la gravitation, ...) et aussi qu'elle n'est pas si loin que ça de la théorie de la gravitation quantique à boucles

pour moi c'est le plus passionnant bouquin de cosmologie

[Smith]

Puisque tu parles de cosmologie, un book que je lis actuellement, et toujours rien sur les cordes après 220p sur 320 (pour une fois ) :

Que faisiez vous avant le big bang ?

http://livre.fnac.com/a2168499/Edgard-Gunzig-Que-faisiez-vous-avant-le-big-bang

Dispo aussi en poche.

 

L'auteur passe beaucoup de temps sur un thème que je ne connaissais pas du tout : La théorie quantique des champs; très intéressant.

[décalé vers le rouge]

bon ben ça va me faire une prochaine lecture, merci !