Théorie Des Cordes

[moebius9]

Pour remettre les pendules à l'heure Je vous invite à lire "Rien ne va plus en physique, l'échec de la théorie des cordes" par Lee Smolin, edition Dunod. Aucune formule dans le bouquin, mais je précise qu'il faut suivre,...l'auteur n'est pas un touriste...un livre de référence à lire d'urgence

 

Oui, c'est son opinion, que ne partagent sans doute pas les mécènes qui financent les universités où travaillent les "cordistes".

 

Michel

[ArthurDent]

Je suis tout de même étonné de l'évolution de la théorie des cordes que je ressens entre l'Univers Elégant et la Magie du Cosmos; soit que Brian Greene n'ait pas voulu tout divulguer dans son premier ouvrage, soit que l'implication profonde dans notre environnement soit une nouveauté...

 

Je n' ai lu que le dernier (et je n' ai pas aimé du tout, je trouve "la Magie du Cosmos" brouillon et racolleur, certains passages sont intéressants mais ils sont noyés parmis les analogies approximatives et les spéculations digne des Bogdanov). Du coup, je m' y retrouve pas.

Donc, je ne saisis pas ce que tu veux dire par "l' implication profonde dans notre environnement" de "la théorie des cordes". Pourrais-tu expliciter un peu ?

 

Histoire de me raffraîchir sur le sujet, j' ai visualisé cette série de conf :

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a032483

(c' est ce que j' ai trouvé de plus digeste, en restant pas trop technique mais sans faire de la vulgarisation outrancière). ça date de 2002, et à l' époque, voilà ce que j' ai compris de la situation :

 

- La théorie des (super)cordes "marchait" pas mal du tout en 10/11 dimensions :

* Elle savait générer plusieurs générations de particules (électron/mu/tau)

* Elle savait fabriquer des bosons et des fermions

* On pouvait isoler une contribution de même forme mathématique que l' equation d' Einstein en relativité générale

* Elle permettait éventuellement de se passer de la supersymetrie tout en restant convergente à haute énergie.

* Elle fournissait l' équivalent du mécanisme de Higgs, faisant "naturellement" sortir des particules massives.

Problème : En plus de toutes ces bonnes propriétés, elle fournissait aussi un tas de champs qui ne correspondent à rien de physique ...

Autre problème : Elle générait une foultitude de théories possibles, les unes étant en correspondance avec les autres, chacune ayant son lot de "trucs" non physique (tachyons, monopoles magnétiques, dilaton, instanton ...)

Troisième problème : Autant les contraintes sont strictes en dimension 10/11 , ce qui rends la théorie bien définie, autant, quand on passe en dimension 4 par 'compactification', on génère une quasi inifinité de théories pour lesquelles on a AUCUNE contrainte dans le choix des paramètres [des "surfaces" de Calabi-Yau]!

Et il y a tellement de paramètres qu' on peut toujours "régler" la theorie sur n' importe quel type d' univers. Autrement dit, ces théories en dimension 4 ne sont pas prédictives.

En plus, autant il est "facile" de trouver le paramétrage pour des théories avec beaucoup de supersymétries, autant le cas physique intéressant (une seule supersymétrie) est inextricable, et la situation empire avec aucune supersymetrie.

Tout au plus pouvait-on avancer quelques "suggestions" sur de possibles observations indiquant une contribution des supercordes aux énergies du LHC (comme une possible contribution du graviton à une énergie plus basse que celle attendue selon les approximations plus "classiques"). Mais sans pouvoir faire de prédiction précise, faute de paramétrage.

 

Donc,pour résumer, à l' époque (2002) , la situation des théoriciens des cordes était grosso-modo celle de la poule qui a trouvé un couteau suisse, et qui se doute bien que ça doit servir à quelque chose, mais se demande comment on s' en sert.

 

Je ne sais pas si "la magie du cosmos" est plus récent que ça (quand je l' ai lu , j' avais eu du mal à me faire une idée de la situation à partir du texte, mais j' ai peut-être raté LE passage intéressant qui m' aurait éclairé). Donc je suis preneur de l' explication détaillée concernant l' évolution de la théorie selon Greene, entre l' "univers elegant" et "la magie du cosmos".

 

A+

--

Pascal.

[skrilax]

si on réfléchi bien, si le temps est modifiable, ou pour mieux dire influençable par la masse et la vitesse, cela n'insinuerait-il pas que le temps à une structure matériel ??? et pour revenir vite fait sur les problèmes des axes je commence à me mettre à l'idée un repère à "plusieurs dimensions".... mais réfléchir à 4 dimensions, cela demande une imagination débordante, mais heureusement pour moi je suis très alaise dans la géométrie tridimentionnel.....

[moebius9]

Je n' ai lu que le dernier (et je n' ai pas aimé du tout, je trouve "la Magie du Cosmos" brouillon et racolleur, certains passages sont intéressants mais ils sont noyés parmis les analogies approximatives et les spéculations digne des Bogdanov). Du coup, je m' y retrouve pas.

Donc, je ne saisis pas ce que tu veux dire par "l' implication profonde dans notre environnement" de "la théorie des cordes". Pourrais-tu expliciter un peu ?

 

Histoire de me raffraîchir sur le sujet, j' ai visualisé cette série de conf :

http://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=a032483

(c' est ce que j' ai trouvé de plus digeste, en restant pas trop technique mais sans faire de la vulgarisation outrancière). ça date de 2002, et à l' époque, voilà ce que j' ai compris de la situation :

 

- La théorie des (super)cordes "marchait" pas mal du tout en 10/11 dimensions :

* Elle savait générer plusieurs générations de particules (électron/mu/tau)

* Elle savait fabriquer des bosons et des fermions

* On pouvait isoler une contribution de même forme mathématique que l' equation d' Einstein en relativité générale

* Elle permettait éventuellement de se passer de la supersymetrie tout en restant convergente à haute énergie.

* Elle fournissait l' équivalent du mécanisme de Higgs, faisant "naturellement" sortir des particules massives.

Problème : En plus de toutes ces bonnes propriétés, elle fournissait aussi un tas de champs qui ne correspondent à rien de physique ...

Autre problème : Elle générait une foultitude de théories possibles, les unes étant en correspondance avec les autres, chacune ayant son lot de "trucs" non physique (tachyons, monopoles magnétiques, dilaton, instanton ...)

Troisième problème : Autant les contraintes sont strictes en dimension 10/11 , ce qui rends la théorie bien définie, autant, quand on passe en dimension 4 par 'compactification', on génère une quasi inifinité de théories pour lesquelles on a AUCUNE contrainte dans le choix des paramètres [des "surfaces" de Calabi-Yau]!

Et il y a tellement de paramètres qu' on peut toujours "régler" la theorie sur n' importe quel type d' univers. Autrement dit, ces théories en dimension 4 ne sont pas prédictives.

En plus, autant il est "facile" de trouver le paramétrage pour des théories avec beaucoup de supersymétries, autant le cas physique intéressant (une seule supersymétrie) est inextricable, et la situation empire avec aucune supersymetrie.

Tout au plus pouvait-on avancer quelques "suggestions" sur de possibles observations indiquant une contribution des supercordes aux énergies du LHC (comme une possible contribution du graviton à une énergie plus basse que celle attendue selon les approximations plus "classiques"). Mais sans pouvoir faire de prédiction précise, faute de paramétrage.

 

Donc,pour résumer, à l' époque (2002) , la situation des théoriciens des cordes était grosso-modo celle de la poule qui a trouvé un couteau suisse, et qui se doute bien que ça doit servir à quelque chose, mais se demande comment on s' en sert.

 

Je ne sais pas si "la magie du cosmos" est plus récent que ça (quand je l' ai lu , j' avais eu du mal à me faire une idée de la situation à partir du texte, mais j' ai peut-être raté LE passage intéressant qui m' aurait éclairé). Donc je suis preneur de l' explication détaillée concernant l' évolution de la théorie selon Greene, entre l' "univers elegant" et "la magie du cosmos".

 

A+

--

Pascal.

 

Bon, tout d'abord soyons clairs, je ne suis qu'un modeste ingénieur en retraite, mais qui a perdu sa technicité depuis bien longtemps.

 

Les 5 théories des supercordes à 10 dimensions (5 spatiales + 1 temporelle) ont été unifiées lors de la conférence 'string 95 par Edward Witten. Il a démontré que ces 5 théories n'étaient que 5 manières différentes de voir la même chose si on ajoutait une nouvelle dimension spatiale. Les 5 théories sont unifiées dans la théorie "M".

Il n'y a donc plus plusieurs théories en contradiction.

 

Je ne comparerais pas Brian Greene aux Bogdanov, mais j'ai aussi trouvé que pas mal de choses étaient expliquées par des arguments sortant de nuille part, ce qui n'est pas le but d'un ouvrage de vulgarisation.

J'ai supposé que c'était mes connaissances qui n'étaient pas à jour: Brian est tout de même un scientifique reconnu, pas un charlatan.

 

L'incompatibilité entre la relativité et la mécanique quantique semble résolue par la ThC (j'abrège), mais c'est dans "La Magie", il me semble, que l'explication est la plus claire: l'univers ne peut pas avoir été plus petit que la longueur de Planck (longueur d'une corde) et à cette échelle , l'agitation quantique est insuffisante pour que l'incompatibilité persiste.

 

A chaque mode de vibration de corde correspondrait une particule, mais le nombre de modes est très grand, sinon infini. La ThC a donc des difficultés à démontrer qu'elle peut prévoir en particulier les particules connues.

Curieusement, rien ne me choque car rien ne prouve qu'un nombre très grand, voire infini de particules ne puisse être créé, outre celles que nous connaissons.

Le LHC serait capable d'en créer de nouvelles très éphémères, bien entendu.

 

Ce qui est nouveau dans "La Magie", en plus du champ de Higgs, c'est tout ce qui est développé dans le chapitre "L'Univers en branes", avec les cordes génératrices de 3 forces élémentaires contraintes dans notre univers 3branes et la seule force gravitationnelle issue d'un corde fermée, capable d'en sortir.

La conséquence serait la possibilité de vérfier expérimentalement la ThM.

Il y a aussi quelques suppositions sur la matière et l'énergie noires..

 

Mais, je n'en suis qu'à ma première lecture et comme à l'habitude, je dois revenir sur certains chapitres pour une meilleure assimilation.

 

Très honnêtement, je n'essaierais certainement pas de vérifier point par point tout ce qui est développé dans ces ouvrages. Il me suffit de savoir ce qu'on peut attendre comme confirmations dans un proche avenir (celui qui me reste ).

 

Michel

[ArthurDent]

Ah, ok : La différence entre "univers élégant" et "magie du cosmos", c' est l' introduction des p-branes et tout ce qui va avec, c' est ça ?

 

Quelques précisions, par rapport à ce que tu dis, et d' après ce que j' ai compris de la série des conférences de Lerche (c' est en anglais et parfois un peu technique, mais je pense avoir quand même réussi à capter deux trois choses. Peut-être pourras-tu confirmer ?)

 

- Concernant le livre de Greene, je me suis mal exprimé : Je critique la forme ("racoleuse"), pas le fond ... Greene n' est pas un charlatan, mais il a mis dans son bouquin plusieurs chapitres (sur les voyages dans le temps, etc) qui sont purement spéculatifs, et qui (à mon avis) sont là pour "vendre" le bouquin, mais n' apportent rien au lecteur. Ses explications sur les aspects difficiles laissent franchement à désirer , c'est bâclé (toujours selon moi).

 

- En fait la théorie unificatrice ne "rajoute" pas une dimension, c' est un poil plus subtil que ça :

* A partir du modèle de base (cordes vibrantes à deux paramètres (ce que Lerche appelle le "temps propre complexe"), on génère 5 théories ayant des propriétés intéressantes physiquement. Il a d' abord été démontré que ces théories étaient en correspondances 2 à deux (par une symétrie appelée T-transformation), puis plus tard, une nouvelle correspondance a permis de compléter le tableau (les S-transformations), constituant ainsi 2 classes de théories (et ajoutant au passage une "nouvelle"). Ensuite, on a découvert que l' on pouvait passer de n' importe laquelle des 5 théories connues à une autre, par un autre genre de transformation (l' ensemble des théories engendrée par cette transformation portant le nom de 'M-theorie'). Cette M-theorie "connecte" également les 5 théories des cordes à une 6ème (celle générée par les S-transformations), qui n' est PAS une théorie fondée sur les cordes et les branes, "fonctionne" dans un espace à 11 dimensions, et est nommée par Lerche dans sa présentation "Supergravity".

Voir le dernier transparent de la 3eme conférence.

 

- Parmis tous les modes de vibrations ("particules") engendrées par les cordes, seules celles correpondant aux états fondamentaux (de plus basse énergie,c.à.d. de masse négligeable) peuvent correspondre aux particules observables dans notre univers. Tous les autres modes sont inobservables, ont disparu de notre univers, si tant est qu'ils ont existé. Peut-être dans les toutes premières femtosecondes après le début du Big Bang, certainement pas au delà.

Encore une fois, si j' ai bien compris , tout ce qu' on pourra jamais crééer dans un accélérateur de particule, quelqu' il soit, naturel (quasar, trou noir, et autres) ou artificiel (LHC et autre), ne peut correspondre qu' aux modes fondamentaux de la théorie des cordes.

Voir les pages 10 à 12 des transparents de la partie 2.

 

- Concernant la vérification expérimentale, il me semble que justement, non , ça ne sera pas une vérification possible : Tout au plus un indice que la théorie n' est pas incompatible avec les lois physiques (mais , étant donné la richesse de ce qui est engendré par celle-ci, personne n' a de crainte à ce point de vue. Le problème est plutot de trouver comment choisir le bon paramétrage, que de s' assurer que le paramétrage est possible).

Le seul truc vraiment testable serait l' apparition de gravitons à une échelle beaucoup plus faible que celle prévue. Les autres "tests" sont uniquement théoriques (vérification d' absence d' anomalie,etc).

Voir transparents de la partie 4.

 

A+

--

Pascal.

[moebius9]

Ah, ok : La différence entre "univers élégant" et "magie du cosmos", c' est l' introduction des p-branes et tout ce qui va avec, c' est ça ?

 

Quelques précisions, par rapport à ce que tu dis, et d' après ce que j' ai compris de la série des conférences de Lerche (c' est en anglais et parfois un peu technique, mais je pense avoir quand même réussi à capter deux trois choses. Peut-être pourras-tu confirmer ?)

 

- Concernant le livre de Greene, je me suis mal exprimé : Je critique la forme ("racoleuse"), pas le fond ... Greene n' est pas un charlatan, mais il a mis dans son bouquin plusieurs chapitres (sur les voyages dans le temps, etc) qui sont purement spéculatifs, et qui (à mon avis) sont là pour "vendre" le bouquin, mais n' apportent rien au lecteur. Ses explications sur les aspects difficiles laissent franchement à désirer , c'est bâclé (toujours selon moi).

 

- En fait la théorie unificatrice ne "rajoute" pas une dimension, c' est un poil plus subtil que ça :

* A partir du modèle de base (cordes vibrantes à deux paramètres (ce que Lerche appelle le "temps propre complexe"), on génère 5 théories ayant des propriétés intéressantes physiquement. Il a d' abord été démontré que ces théories étaient en correspondances 2 à deux (par une symétrie appelée T-transformation), puis plus tard, une nouvelle correspondance a permis de compléter le tableau (les S-transformations), constituant ainsi 2 classes de théories (et ajoutant au passage une "nouvelle"). Ensuite, on a découvert que l' on pouvait passer de n' importe laquelle des 5 théories connues à une autre, par un autre genre de transformation (l' ensemble des théories engendrée par cette transformation portant le nom de 'M-theorie'). Cette M-theorie "connecte" également les 5 théories des cordes à une 6ème (celle générée par les S-transformations), qui n' est PAS une théorie fondée sur les cordes et les branes, "fonctionne" dans un espace à 11 dimensions, et est nommée par Lerche dans sa présentation "Supergravity".

Voir le dernier transparent de la 3eme conférence.

 

- Parmis tous les modes de vibrations ("particules") engendrées par les cordes, seules celles correpondant aux états fondamentaux (de plus basse énergie,c.à.d. de masse négligeable) peuvent correspondre aux particules observables dans notre univers. Tous les autres modes sont inobservables, ont disparu de notre univers, si tant est qu'ils ont existé. Peut-être dans les toutes premières femtosecondes après le début du Big Bang, certainement pas au delà.

Encore une fois, si j' ai bien compris , tout ce qu' on pourra jamais crééer dans un accélérateur de particule, quelqu' il soit, naturel (quasar, trou noir, et autres) ou artificiel (LHC et autre), ne peut correspondre qu' aux modes fondamentaux de la théorie des cordes.

Voir les pages 10 à 12 des transparents de la partie 2.

 

- Concernant la vérification expérimentale, il me semble que justement, non , ça ne sera pas une vérification possible : Tout au plus un indice que la théorie n' est pas incompatible avec les lois physiques (mais , étant donné la richesse de ce qui est engendré par celle-ci, personne n' a de crainte à ce point de vue. Le problème est plutot de trouver comment choisir le bon paramétrage, que de s' assurer que le paramétrage est possible).

Le seul truc vraiment testable serait l' apparition de gravitons à une échelle beaucoup plus faible que celle prévue. Les autres "tests" sont uniquement théoriques (vérification d' absence d' anomalie,etc).

Voir transparents de la partie 4.

 

A+

--

Pascal.

 

L'introduction des multibranes était déjà incluse dans l'Univers Elégant, en revanche, l'hypothèse que nous vivions sur une vaste trois-branes est nouvelle.

Ce scénario permettrait d'envisager des cordes de basse énergie dont les prochaines générations d'accélérateurs pourraient déceler l'existence.

Dans son chapitre sur l'univers en branes, l'auteur précise que le LHC pourrait avoir assez de puissance pour créer des trous noirs microscopiques et permettre ainsi de mesurer si l'intensité intrinsèque de la gravitation est plus forte à petite échelle que ce que prévoient les lois de Newton. Un tel écart serait le signe que la gravitation s'est développée dans une dimension spatiale supplémentaire.

 

Mise en évidence de cordes de basse énergie, de dimension spatiale supplémentaire, voilà des points précis qui pourraient conforter les chercheurs et fournir des points d'appui à la théorie des cordes.

 

Dans "l'Univers Elegant", Brian Greene a bien décrit l'avènement de la théorie M comme je l'ai rapporté, mais il a sans doute simplifié les choses pour le lecteur lambda.

 

Je suppose que les ouvrages de Brian Greene ont un impact que les subsides accordés aux cordistes; c'est probablement la source de l'amertume de Lee Smolin qui suit une autre voie et n'est sans doute pas aussi bien nanti. Les derniers chapitres de "La Magie.." sont en effet plutôt une divagation à base scientifique AMHA, en musique on aurait dit "variation".

Ca peut plaire à certains...

J'ai lu que lors de ses premiers entretiens télévisés, les question portaient davantage sur tout ce que la nouvelle théorie sous-tendait en terme de paranormal !!

 

Intox ou pas, le nombre de chercheurs cités dans "La Magie" m'a semblé bien supérieur à ceux cités dans "l'Univers Elégant", comme pour mettre en évidence l'intérêt accru des scientifiques pour la théorie des cordes/M.

 

En ce sens, mais c'est de bonne guerre, l'ouvrage est raccoleur. C'est avec l'argent qu'il peuvent récolter et seulement avec lui que ces scientifiques peuvent poursuivre leurs travaux.

 

Ces échanges sont très intéressants, merci.

 

Michel

[skrilax]

qu'adviendrai -t-il si notre monde était vraiment quantique???? ça changerai en quoi???

[Invité akira]

qu'adviendrai -t-il si notre monde était vraiment quantique???? ça changerai en quoi???

 

lol il est deja vraiment quantique ...

[moebius9]

S'il était quantique à notre échelle, tel que la Théorie des Cordes l'envisage, le principe d'incertitude s'appliquerait totalement. Aucun rendez-vous ne serait jamais honoré puisque notre position dans l'espace serait aléatoire

 

Michel

[skrilax]

S'il était quantique à notre échelle, tel que la Théorie des Cordes l'envisage, le principe d'incertitude s'appliquerait totalement. Aucun rendez-vous ne serait jamais honoré puisque notre position dans l'espace serait aléatoire

 

Michel

 

c'est vrai, pâs faux mais il y aurait des avantages non???

[ALo]

S'il était quantique à notre échelle, tel que la Théorie des Cordes l'envisage, le principe d'incertitude s'appliquerait totalement. Aucun rendez-vous ne serait jamais honoré puisque notre position dans l'espace serait aléatoire

 

Michel

 

Bonjour à tous

 

bon déjà je précise, je suis trés loin d'être un spécialiste du sujet, mais j'avais pas percuté que le théorie des cordes envisageait une application du principe d'incertitude à notre échelle. "L'échelle" du principe d'incertitude est liée à la constante de Planck, donc pour qu'il soit "observable" dans la vie de tous les jours, il faudrait que h soit beaucoup plus grande, de plusieurs unités de grandeur.

 

C'est bien ça, ou j'ai loupé un truc?

 

Alex

[guik]

Bonjour à tous

 

bon déjà je précise, je suis trés loin d'être un spécialiste du sujet, mais j'avais pas percuté que le théorie des cordes envisageait une application du principe d'incertitude à notre échelle. "L'échelle" du principe d'incertitude est liée à la constante de Planck, donc pour qu'il soit "observable" dans la vie de tous les jours, il faudrait que h soit beaucoup plus grande, de plusieurs unités de grandeur.

 

C'est bien ça, ou j'ai loupé un truc?

 

Alex

 

Oui, c'est bien ca...

 

Les autres réponses concernait la question de skrilax :

"qu'adviendrai -t-il si notre monde était vraiment quantique???? ça changerai en quoi???"

[ALo]

Merci pour la réponse Guik.

 

En tout cas, voila un sujet plutot intéressant.

 

Alex

[skrilax]

j'ai un ami qui m'as conseillé toulouse pour faire une prepa physique, mais j'habite en poitou-charente, est-ce que ça serai un bon coup, est-ce que toulouse vaut vraiment le coup??????

[koikso]

Pour en revenir à la théorie des cordes, le CERN semble y porter un certain intérêt, sur le site qui présente le LHC à la page science, cette théorie occupe une large place.

http://public.web.cern.ch/Public/fr/Science/Science-fr.html

[moebius9]

Pour en revenir à la théorie des cordes, le CERN semble y porter un certain intérêt, sur le site qui présente le LHC à la page science, cette théorie occupe une large place.

http://public.web.cern.ch/Public/fr/Science/Science-fr.html

 

Merci pour le lien.

Brian Greene fondait effectivement de grands espoirs sur les possibilités du LHC.

Espérons qu'il ne sera pas déçu.

 

Michel

[jce26]

L'accélérateur du CERN (celui don il est question plus haut) crée déjà dans l'esprit de certains écrivains des théories assez folles... Dan Brown s'y acharne dans Anges et Démons, le dernier de son cru publié en date...

 

ça y est! Il fonctionne! http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2008/PR08.08F.html

 

Un grand pas vers l'unification de la relativité générale d'Einstein, de la mécanique quantique... et peut-être d'autres découvertes inimaginables!

[Invité akira]

ça y est! Il fonctionne! http://press.web.cern.ch/press/PressReleases/Releases2008/PR08.08F.html

 

Un grand pas vers l'unification de la relativité générale d'Einstein, de la mécanique quantique... et peut-être d'autres découvertes inimaginables!

 

C est tres optimiste. Les energies (supposees) d unification gravitation/mecaQ sont bien au dela des possibilites du LHC ...

[skrilax]

j"ai enfin attaqué la magie du cosmos de brian green. il faut dire que c'est beaucoup plus hardu que le premier, mais plus interessant, car il s'attaque à un problème très pertinent.. qu'est-ce donc le temps ?

[skrilax]

est-ce que ça interesse quelqu'un d'essayer de résoudre mon casse tête ?????