Ma propre théorie des cordes

[Krinou]

Excusez-moi de m’immiscer dans votre petite querelle, mais j'ai zappé ce nouveau membre.

Bienvenue Cosmologie.

[nexus]

Cola peut tu expliquer aux membres du forum pourquoi la théorie de la relativité et la mécanique quantique sont incompatibles et pourquoi ?.

Comment la théorie des cordes rend t'elle compatible ces 2 théories dans quelle cadre et pourquoi ?

Car tu prétends avoir un esprit scientifique au contraire de Donia c'est ce que tu affirmes.

[Donia]

Salut Nexus

Je ne prétend pas avoir un esprit scientifique, contrairement à ce que veut faire croire notre ami Cola, loin de là même, et tu sais que j'ai beaucoup de mal à comprendre tous ces concepts, bref !...

En revanche, je prétend connaître et comprendre l'éthique et la méthodologie du raisonnement scientifique. Un travail de recherche scientifique exige que l'on mette au placard ses a priori, ses croyances, ses jugements personnels, sinon on n'a plus à faire à des scientifiques mais à des Harun Yahia ou Maurcie Bucaille qui sont à la science ce que le big mac est à la gastronomie

[Rebelichou]

Je suis un littéraire dans l'âme pour ma part

[nexus]

Salut Nexus

Je ne prétend pas avoir un esprit scientifique, contrairement à ce que veut faire croire notre ami Cola, loin de là même, et tu sais que j'ai beaucoup de mal à comprendre tous ces concepts, bref !...

En revanche, je prétend connaître et comprendre l'éthique et la méthodologie du raisonnement scientifique. Un travail de recherche scientifique exige que l'on mette au placard ses a priori, ses croyances, ses jugements personnels, on n'a plus de scientifiques mais des Harun Yahia ou Maurcie Bucaille qui sont à la science ce que le big mac est à la gastronomie

Salut Donia
Cola sort des généralités sur des théories majeures et porte des jugements sans étayer et développer ses affirmations concernant la théorie des cordes,ainsi que sur des scientifiques qui lui sont intellectuellement infiniment supérieures car ils sont à l'origine de ces théories.
Hawking pour sa part est le plus grand physicien et cosmologiste depuis Einstein ,il détenait la chaire de mathématiques à Cambridge ,Newton la détenue avant lui .
Il est connu pour ses contributions dans les domaines de la cosmologie et la gravité quantique, en particulier dans le cadre des trous noirs.

La clé des principaux travaux scientifiques de Stephen Hawking à ce jour est fondée, en collaboration avec Roger Penrose, sur l'élaboration des théorèmes des singularités dans le cadre de la relativité générale, et la prédiction théorique que les trous noirs devraient émettre des radiations, aujourd'hui connues sous le nom de radiations d'Hawking (ou parfois radiations de Bekenstein-Hawking)4. C'est un physicien théoricien de renommée mondiale dont la carrière scientifique s'étend sur plus de 40 ans.

.

[Donia]

Le fait est que tu fais allusion à ce que pensent et croient ces scientifiques sur le plan spirituel, c'est là que tu commets une erreur

Mais enfin Donia, rassure-moi : tu sais lire ??? nulle part je n'ai fait allusion à un mélange entre scientifiques et spirituels, et tu n'arrêtes pas de me le ressortir. Tu dois un peu fatiguée, il est tard peut-être ? je suis resté sur un plan purement scientifique, et tu n'arrêtes pas de me ressortir tes histoires de Dieu. Ça doit te travailler, Dieu, alors... tu me reliras demain à tête reposée : je ne parle nulle part de l'existence de dieu, au contraire je fais exprès de l'écarter. T'es vachement têtue, avec Dieu, toi

Et puis on voit que tu ne vient pas du milieu scientifique, où l'intuition joue à.. 98 % minimum

Je te propose de reprendre des forces et les idées claires, bye

Cola,

Tu fais preuve d'une mauvaise foi presque digne des muzz qui viennent nous casser les bonbons. Désolée mais quand tu parles d'une théorie scientifique qui penche potentiellement en faveur d'une origine divine de l'univers en soulignant le profil de croyance des personnes qui ont pondu ces théories, désolée mais là tu suis presque le même raisonnement grotesque et simpliste des musulmans fans des miracles scientifiques du corâne.

L'intuition du scientifique n'a jamais été une vérité pour lui tant qu'il n'a pas étudié et prouvé son intuition. Si l'intuition marque le point de départ et la direction d'un travail de recherche, tu ne trouveras aucun scientifique sérieux poser comme une vérité son intuition, sinon ça devient un superstitieux, ou ça donne des Harun Yahia ou Maurice Bucaille qui, je le répète, sont à la science ce que le cheese burger est à la gastronomie.

[nexus]

Donia .

La theorie des cordes rend cohérentes la relativité générale et la mécanique quantique dans ce cadre ci et pourquoi la théorie de la relativité et la mécanique quantique sont incompatibles et pourquoi ?.





La théorie des cordes est l'une des voies envisagées pour régler une des questions majeures de la physique théorique : fournir une description de la gravité quantique c'est-à-dire l'unification de la mécanique quantique (inévitable pour décrire la physique aux petites échelles) et de la théorie de la relativité générale (nécessaire pour décrire la gravitation de manière relativiste). La principale particularité de la théorie des cordes est que son ambition ne s'arrête pas à cette réconciliation, mais qu'elle prétend réussir à unifier les quatre interactions élémentaires connues, on parle de théorie du tout, tout en reposant sur deux hypothèses assez révolutionnaires :

Les briques fondamentales de l'Univers ne seraient pas des particules ponctuelles mais des sortes de cordelettes vibrantes possédant une tension à la manière d'un élastique. Ce que nous percevons comme des particules de caractéristiques distinctes (masse, charge électrique, etc) ne seraient que des cordes vibrant différemment. Avec cette hypothèse, les théories des cordes admettent une échelle minimale, reliée à la taille de Planck, et permettent ainsi d'éviter facilement l'apparition de certaines quantités infinies (on parle de " divergences ") qui sont inévitables dans les théories quantiques de champs habituelles.
L'univers contiendrait plus de trois dimensions spatiales. Certaines d'entre elles, repliées sur elles-mêmes (voir les théories d'Oskar Klein), passant inaperçues à nos échelles (par une procédure appelée réduction dimensionnelle).
La théorie des cordes a obtenu des premiers résultats partiels très prometteurs. Dans le cadre de la thermodynamique des trous noirs elle permet de reproduire la formule de Bekenstein et Hawking pour l'entropie des trous noirs. Elle possède également une richesse mathématique remarquable : en particulier elle a permis de découvrir la symétrie miroir en géométrie.

Toutefois la théorie des cordes reste incomplète. D'une part, une multitude de solutions aux équations de la théorie des cordes existe, ce qui pose un problème de sélection de notre univers et, d'autre part, même si beaucoup de modèles voisins ont pu être obtenus, aucun d'entre eux ne permet de rendre compte précisément du modèle standard de la physique des particules.



Les niveaux de grossissements : monde macroscopique, monde moléculaire, monde atomique, monde subatomique, monde des cordes.

Bien que différentes formulations indépendantes (cf ci-dessous) aient été développées dans les années 1980, les résultats de dualité de cordes obtenus dans les années 1990 ont permis d'envisager que toutes les théories précédemment construites ne sont elles-mêmes que différentes limites d'une théorie unique plus fondamentale, baptisée théorie M, dont la formulation microscopique reste inconnue[1] mais dont la théorie effective de basse énergie est la supergravité maximale à 11 dimensions, soit une de plus que la dimension critique des théories de supercordes.

Historique de la théorie

Genèse, une première tentative infructueuse

La théorie des cordes a d'abord été introduite comme tentative de description de l'interaction forte mais ses prédictions étaient en désaccord avec les observations expérimentales. Elle fut donc vite abandonnée au profit de la chromodynamique quantique (abrégée en QCD).

La première révolution des cordes

En 1984, par une prouesse technique remarquable, Michael B. Green et John H. Schwarz démontrent l'absence d'anomalies de jauge ou gravitationnelle dans la théorie de cordes de type I qui est une théorie chirale de même que le modèle standard. Ce travail offre pour la première fois la perspective d'obtenir une phénoménologie réaliste à partir de cordes. L'impact a été si important dans la communauté de la physique théorique que le terme de révolution a été adopté pour décrire la période de développement très rapide qui s'en est suivie.

La seconde révolution des cordes

Au milieu des années 1990, un grand nombre de ponts ou dualités sont découverts entre les différentes théories de cordes. En 1995 le physicien Edward Witten suggère que ces dualités sont la contrepartie de l'existence d'une théorie plus fondamentale, appelée théorie M réunissant de façon continue les différentes théories des cordes qui sont alors obtenues dans certaines limites de son espace des paramètres (appelé espace de modules). Cette période d'intense activité dans le domaine lui a valu le nom de seconde révolution des cordes.

Développements actuels

Plusieurs physiciens s'attachent à développer la théorie des cordes, censée unifier les quatre grandes forces qui régissent l'Univers.

La correspondance AdS/CFT

En 1997, Juan Maldacena propose une conjecture, appelée correspondance AdS/CFT qui affirme, dans sa forme la plus générale, l'équivalence complète entre une certaine théorie de jauge, la théorie de super Yang-Mills avec supersymétrie étendue N = 4 et la théorie des cordes de type IIb sur l'espace AdS_5\times S_5.

À ce jour (2006) la correspondance AdS/CFT n'a pas été démontrée mais un très grand nombre de tests très non-triviaux[réf. nécessaire] ont été effectués où la conjecture a toujours été vérifiée avec une grande précision. Ces tests consistent la plupart du temps en deux calculs effectués indépendamment dans le cadre de la théorie de jauge d'une part et dans le cadre de la théorie des cordes d'autre part et en une comparaison des deux résultats.

Cette conjecture est remarquable dans la mesure où elle établit une relation naturelle entre une théorie de jauge, par nature non-gravitationnelle, et une théorie de la gravité quantique ce qui va dans le sens d'une intuition formulée depuis longtemps par le physicien Gerard 't Hooft[réf. nécessaire].

Par ailleurs la correspondance AdS/CFT constitue une réalisation du principe holographique dans la mesure où l'espace sur lequel vit la théorie de super-Yang Mills est situé au bord de l'espace AdS_5\times S_5 sur lequel est défini la théorie IIb. Comme cet espace correspond à la géométrie effective au voisinage de l'horizon de certains trous noirs, la correspondance AdS/CFT peut être utilisée pour analyser en détail l'entropie de ce type de trous noirs[réf. nécessaire].

Les transitions géométriques

Inspirés par les succès de la conjecture AdS/CFT mais devant la difficulté à démontrer cette dernière, un certain nombre de travaux ont été initiés aboutissant à des équivalences entre des théories de jauge topologiques, intrinsèquement plus simples que la théorie de super Yang-Mills, et des modèles de théorie des cordes topologiques, eux aussi plus simples que les théories des supercordes usuelles.

L'un des exemples les plus connus d'une telle équivalence est la transition géométrique de Gopakumar/Vafa[réf. nécessaire] au cours de laquelle la théorie de Chern-Simons avec groupe de jauge SU(N) formulée sur la sphère à trois dimensions S3 est équivalente dans la limite N\rightarrow\infty à la théorie des cordes topologiques de type A sur le conifold résolu qui est un espace de Calabi-Yau noté mathématiquement O(-1)\oplus O(-1)/\mathbb{P}_1.

Les avatars topologiques de la correspondance AdS/CFT présentent deux avantages pratiques par rapport à cette dernière

D'une part ils sont relativement plus simples à prouver : les théories de cordes topologiques étant naturellement reliées à l'évaluation d'invariants topologiques des espaces sur lesquelles elles sont formulées, les prédictions issues de la théorie de jauge topologique peuvent être soumises à une analyse minutieuse de la part des mathématiciens.
Par ailleurs, un certain nombre de travaux[réf. nécessaire] ont pu montrer que certaines observables des théories effectives des théories de supercordes standards peuvent être calculées en utilisant des théories de corde topologiques. De cette manière il est alors possible d'effectuer une relation entre une théorie de jauge topologique et une théorie de jauge standard. Un exemple célèbre est la correspondance de Dijkgraaf/Vafa qui établit de cette manière une relation entre la théorie effective non-perturbative d'une théorie de Yangs-Mills supersymétrique N = 1 et une théorie de matrices aléatoires. La correspondance, qui au final est formulée uniquement dans un contexte de théories de jauge, a pu être par la suite démontrée complètement[réf. nécessaire] en utilisant uniquement les outils de la théorie quantique des champs. Ce dernier exemple illustre comment la théorie des cordes pourrait être utile d'un point de vue formel à la compréhension des aspects non-perturbatifs des théories de jauges quand bien même elle pourrait faillir d'un point de vue phénoménologique à décrire notre univers.
Le Landscape

Les théories des cordes admettent un grand nombre de solutions à leurs équations qui sont autant d'univers cohérents du point de vue de ces théories. Face à cette multitude, deux positions existent dans la communauté des scientifiques travaillant dans ce domaine

La position orthodoxe consiste à considérer que cette multitude pose un problème de prédictivité de la théorie. Néanmoins cette multitude serait issue d'un manque de contrôle sur les phénomènes non-perturbatifs existant dans la théorie et qu'une meilleure compréhension de ceux-ci devrait aboutir à l'élimination naturelle d'un grand nombre de solution pour ne laisser émerger en définitive que quelques modèles en accord avec les observations actuelles.
Un nouveau point de vue, initié par les travaux de Michael Douglas considère qu'il est possible qu'intrinsèquement la théorie des cordes admette un grand nombre de solutions distinctes mais que dans cet ensemble de solutions certaines caractéristiques génériques soient statistiquement plus probables. Par exemple, un grand nombre de travaux cherchent à déterminer si la faiblesse de la constante cosmologique est statistiquement favorisée, ou encore si le groupe de jauge SU(3)\times SU(2)\times U(1)\, du modèle standard serait privilégié par rapport à des groupes de jauge de dimension plus élevée. La principale critique formulée par le courant orthodoxe à l'encontre de cette position concerne la difficulté à définir une loi de probabilité sur l'ensemble des solutions en l'absence de principe premier physiquement motivé.
Les différentes théories des cordes

Il existe plusieurs théories des cordes :

La théorie bosonique des cordes à 26 dimensions. C'est la théorie originale des cordes et la plus simple. La formulation de la théorie sur sa feuille d'univers ne contient que des bosons d'où son nom. Elle contient un tachyon (particule hypothétique dont l'énergie est mesurée par un nombre imaginaire pur et la masse, par un nombre réel), ce qui est une indication que la théorie est instable, et donc impropre à décrire la réalité. Elle est toutefois utile pédagogiquement pour se familiariser avec les concepts fondamentaux que l'on retrouve dans des modèles plus réalistes. En particulier au niveau de masse nulle elle fait apparaître le graviton. Elle admet des cordes ouvertes ou fermées.
Cinq théories des supercordes à 10 dimensions, qui ne possèdent pas de tachyons et qui supposent l'existence d'une supersymétrie sur la feuille d'univers des cordes aboutissent à l'existence de supersymétries dans l'espace-cible :
I : cordes ouvertes ou fermées, groupe de symétrie SO(32)
IIA : cordes fermées uniquement, non-chiralité
IIB : cordes fermées uniquement, chiralité
HO : cordes fermées uniquement, hétérodicité, groupe de symétrie SO(32)
HE : cordes fermées uniquement, hétérodicité, groupe de symétrie E8×E8
La théorie M, aboutissement de ces théories
Les théories des supercordes se distinguent de la première par l'existence d'une symétrie supplémentaire, la supersymétrie, laquelle s'est avérée nécessaire lorsque l'on a souhaité incorporer les fermions (la matière) dans la théorie bosonique des cordes.

Il semblerait que ces cinq théories soient différentes limites d'une théorie encore mal connue, reposant sur un espace à 11 dimensions (10 spatiales et une temporelle), appelée théorie M, laquelle admettrait la supergravité maximale développée dans les années 1970 comme théorie effective de basse énergie. Cette hypothèse a été proposée par Horava et Witten dans les années 1990 et a amené l'introduction d'autres objets étendus en plus des cordes. On parle de p-branes, p étant un entier qui indique le nombre de dimensions spatiales de l'objet en question. Elles sont décrites perturbativement comme les sous-espaces sur lesquels vivent les extrémités de cordes ouvertes. L'étude du spectre montre que des D1, D3, D5, D7 et D9 branes peuvent être incorporées dans un espace-cible décrit par la théorie IIB tandis que dans un espace où vivent des cordes de type IIA on peut introduire des branes de type D0, D2, D4, D6 et D8. Notons que les D1 ont le même nombre de dimensions qu'une corde fondamentale (notée usuellement F1). Bien qu'étant deux objets distincts, une symétrie non-perturbative de la théorie IIB, appelée S-dualite, qui a subi un nombre important de vérifications indirectes, possède la propriété d'échanger D1 brane avec la F1.

Les Branes

Une brane, ou plus exactement, une p-brane est un objet étendu en théorie des cordes. Le p est le nombre de dimensions spatiales dans laquelle la brane a des extensions. Il faut rajouter à ce nombre une dimension temporelle pour obtenir le nombre total de dimensions. Par exemple, une 1-brane est une brane à une seule dimension spatiale mais deux dimensions au total. Elles correspondent donc à des surfaces d'univers. Une 2-brane est une brane à une dimension temporelle et deux dimensions spatiales.

Cosmologie branaire

Plusieurs modèles cosmologiques ont émergé de l'introduction des branes en théorie des cordes. L'idée générale de la cosmologie branaire est que notre univers serait confiné sur une 4-brane. Ceci signifie que les particules de matière (quarks, électrons, etc...) et les interactions fondamentales autres que la gravitation (transportées par les particules telles le photon, le gluon, etc...) ne sont autorisés à se déplacer qu'à l'intérieur de la brane tandis que la gravitation a la possibilité de se déplacer également dans l'espace-temps complet (on dit aussi le bulk en anglais) dont la brane ne représente qu'un sous-espace.

Par ailleurs dans le cadre du modèle du Big Bang une idée a été introduite récemment comme alternative à l'inflation cosmique pour décrire les tout premiers instants de l'histoire de l'univers, le modèle ekpyrotique. Dans ce modèle, l'expansion initiale est due à la collision d'une brane et d'une anti-brane, ce qui libère l'énergie nécessaire à l'expansion de l'univers. Ce modèle prédit la possibilité d'autres collisions ce qui entrainerait d'autres Big Bang. Néanmoins il n'a pas suscité l'unanimité au sein de la communauté des cosmologistes et l'inflation cosmique reste le mécanisme principalement considéré pour décrire les premiers instants.

Surface d'univers

La surface d'univers est la surface couverte par le mouvement d'une corde. Elle est, plus exactement, une 1-brane.

Des dimensions supplémentaires

Selon la théorie des cordes, notre monde, apparemment tridimensionnel, serait non pas constitué de trois dimensions spatiales, mais de 10, 11, ou même 26 dimensions[2]. Sans ces dimensions supplémentaires, la théorie s'écroule. En effet, la cohérence mathématique impose la présence de dimensions supplémentaires. La raison pour laquelle elles restent invisibles, est qu'elles seraient enroulées par le procédé de la réduction dimensionnelle a une échelle microscopique (des milliards de fois plus petit qu'un atome !!), ce qui ne nous permettrait pas de les détecter.

En effet, si on imagine un cable vu de loin, celui ci ne représente qu'une droite sans épaisseur, un objet unidimensionnel. Si l'on se rapproche assez près, on s'aperçoit qu'il y a bien une deuxieme dimension, celle qui s'entoure autour du câble! D'après la théorie des cordes, le tissu spatial pourrait avoir de très grandes dimensions comme nos trois dimensions habituelles mais également de petites dimensions enroulées sur elles même.

Espaces de Calabi-Yau

Un exemple d'espace de Calabi-Yau
Un exemple d'espace de Calabi-Yau
Les espaces de Calabi-Yau sont des variétés qui jouent le rôle des dimension enroulées. C'est une forme extrêmement complexe constituée à elle seule de six dimensions. Grâce à eux, on se retrouve bien avec dix dimensions : nos quatre dimensions habituelles + les six des espaces de Calabi-Yau.

Théorie M

La théorie M, alliée à la supergravité à onze dimensions, est l'aboutissement des cinq théories des cordes. Cette théorie semble bien être la théorie de tout. Elle a été découverte par Edward Witten, en 1995. Lors de la conférence Strings'95, il démontra que si on élevait la constante de couplage de la corde Hétérotique E, d'un nombre négatif, à un nombre positif, cela mettait en évidence la supergravité[3]. L'origine du nom de la Théorie M est assez incertaine: certain prétendent qu'ils s'agit du W de Witten inversé. D'autres pensent qu'il s'agit du M de Master Theory. Les detracteurs de cette théorie disent parfois que cela veut dire Minable Theory.

La constante de couplage des cordes

Lorsque la constante de couplage gs augmente, les surfaces d'univers contribuant significativement aux interactions sont de plus en plus compliquées. On a illustré ici une surface de genre 4.
Lorsque la constante de couplage gs augmente, les surfaces d'univers contribuant significativement aux interactions sont de plus en plus compliquées. On a illustré ici une surface de genre 4.
En théorie des cordes, la constante de couplage est un nombre positif qui détermine la probabilité avec laquelle deux cordes peuvent se fondre en une, puis se re-séparer. C'est grâce à cette notion que la Théorie M fut découverte.

Supersymétrie

La supersymétrie est une symétrie en physique des particules. Elle établit un lien très solide entre les particules dotées d'un spin entier, et celles dotées d'un spin demi-entier. Dans ce contexte, les fermions sont associés à un autre type de particule : le superpartenaire. Les superpartenaires sont des grosses particules en tout point identiques à leur associé, sauf au niveau du spin : celui du superpartenaire diffère d'une demi-unité.

Supergravité

La supergravité est une théorie qui allie la supersymétrie à la relativité générale. Son fonctionnement est donc basé sur 11 dimensions.

Prédictions des théories des cordes

Le graviton, boson (i.e. médiateur) de la gravitation serait une particule de spin 2 et de masse nulle (conformément à la physique quantique). Sa corde a une amplitude d'ondes nulles.
Il n'y a pas de différences mesurables entre des cordes qui s'enroulent autour d'une dimension et celles qui se déplacent dans les dimensions (i.e., les effets dans une dimension de taille R sont les mêmes que dans une dimension de taille 1/R).

Limitations et controverses concernant les théories des cordes

La théorie des cordes a suscité, et suscite encore, beaucoup d'espoirs. Cependant un certain nombre de points importants semblent poser problème et sont toujours très controversés. Aucune de ces controverses n'invalide définitivement la théorie, mais elles montrent que cette théorie a encore besoin d'évoluer, de se perfectionner et de corriger ses faiblesses.

Non prédiction et difficultés d'interprétation de l'énergie noire.
Une des faits expérimentaux majeurs observés ces dernières années est que l'univers est en expansion accélérée. Une énergie noire, de nature inconnue, a été postulée pour expliquer cette accélération. Cette énergie noire peut être vue également comme une constante cosmologique positive. La théorie des cordes n'a pas prévu l'accélération de l'expansion de l'univers car cette théorie mène naturellement vers des univers à constante cosmologique négative ou nulle [4]. Rendre la théorie des cordes compatible avec une constante positive s'est avéré très ardu et n'a été effectué qu'en 2003 par un groupe de l'université de Stanford[5]. Mais une des conséquences de ce travail est qu'il existe de l'ordre de 10500 théories des cordes possibles, donnant un "paysage" (landscape) de théories plutôt qu'une théorie unique. L'existence de ce nombre énorme de théories différentes - qui ont toutes la même validité théorique - mène directement à l'hypothèse d'un multivers, voire au principe anthropique, ce qui gène ou intrigue nombre de physiciens.

Joseph Polchinski observe cependant[6] que Steven Weinberg a prédit dans les années 1980 une constante cosmologique non-nulle en faisant l'hypothèse d'un multivers, ce qui est précisément une conséquence possible de la théorie des cordes.

Irréfutabilité et absence de prédictions

Selon Peter Woit[7], une théorie des cordes ne peut même pas être fausse. En effet, le Landscape de théories permet d'ajuster les constantes libres de la théorie des cordes de manière à s'accommoder de pratiquement n'importe quelle observation, connues ou à venir. Par exemple, si le LHC ne détecte pas les particules superpartenaires, il sera possible de modifier la théorie pour rendre ces particules plus lourdes afin d'expliquer leur non-détection. Cette flexibilité rend également très difficile de faire des prédictions de phénomènes physiques pouvant tester et valider la théorie des cordes. De plus, on ne sait pas s'il sera possible d'effectuer des expérimentations sur les dimensions supplémentaires de l'Univers.

Si la théorie des cordes est difficilement réfutable, elle peut cependant être vérifiable. Récemment, des hypothèses ont été élaborées pour vérifier la théorie des cordes (lien).

Indépendance de la géométrie de fond
La théorie des cordes est actuellement décrite comme une théorie semi-classique. C'est-à-dire que considérant un environnement (géométrie de fond plus matière éventuelle) fixé, la formulation comme modèle sigma permet de trouver et d'étudier les excitations des cordes seulement au voisinage de cette géométrie. Un analogue en mécanique quantique de cette situation est l'étude de l'atome d'hydrogène baignant dans un champ électrique de fond (ce qui permet par exemple d'étudier l'émission spontanée mais pas stimulée).

Un certain nombre de points sont cependant à noter :

- L'invariance par difféomorphismes de l'espace cible fait partie des symétries de la théorie.
- Pour la consistance quantique de la théorie, l'environnement doit satisfaire aux équations de la relativité générale.
- Parmi les excitations de la corde on trouve une particule, le graviton, qui possède les nombres quantiques nécessaires à la description d'une métrique générale comme état cohérent de gravitons.
- Les états de la théorie sont des fonctions d'onde correspondant à un nombre fixé de cordes.
Les deux premiers points montrent que la théorie est parfaitement compatible avec la relativité générale. Le deuxième point est analogue dans le cas de l'atome d'hydrogène avec la nécessité pour le champ de fond de satisfaire aux équations de Maxwell. Afin de se libérer de ces contraintes sur l'environnement, et par analogie avec la seconde quantification dans le cas des particules qui aboutit à la théorie quantique des champs, il est donc désirable de posséder une théorie de champs de cordes qui correspond à la quantification de ces fonctions d'ondes de cordes. Cette formulation existe mais les complications techniques dues à la nature étendue des cordes rendent la recherche de solutions exactes à ses équations extrêmement difficile mathématiquement, et donc son impact sur les développements en théorie des cordes est encore limité par comparaison à l'impact qu'a eu la théorie quantique des champs en physique des particules.

Notons finalement qu'en gravitation quantique à boucles qui est un autre candidat à une description quantique de la gravité (mais qui ne permet pas d'incorporer des champs de matière cependant) la formulation de la théorie est explicitement indépendante de la géométrie de fond mais il n'est pas encore établi qu'elle respecte l'invariance de Lorentz.

Finitude de la théorie non formellement démontrée.
La théorie des cordes est souvent présentée comme ayant résolu le problème des "quantités infinies", qui apparaissent dans la théorie quantique des champs ou dans la relativité générale. Ceci est un succès majeur de la théorie des cordes, et l'exactitude de sa démonstration est donc un enjeu important. Une preuve a été publiée en 1992 par Stanley Mandelstam que certains types de divergences n'apparaissent pas dans les équations la théorie des cordes. Toutefois, comme Mandelstam l'accorde lui-même dans une lettre à Carlo Rovelli[8], il n'est pas exclu que d'autres types d'infinis puissent apparaitre.
En 2001, Eric D'Hoker et Duong H. Phong ont démontrés que toute forme d'infini était impossible jusqu'à l'ordre 2 d'approximation.
En 2004, Nathan Berkovits parvient à démontrer que toute forme d'infini est impossible, et cela à tout ordre d'approximation, mais en reformulant la théorie des cordes, notamment en ajoutant un certain nombre de présupposés supplémentaires.
Malgré l'absence de preuve formelle, peu de théoriciens remettent en doute la finitude de la théorie des cordes. Mais certains, comme Lee Smolin pensent que la difficulté à aboutir à une preuve définitive témoigne d'un problème fondamental à ce niveau.

Source :http://www.techno-science.net/?onglet=g ... ition=8050

[Cola]

Tu as compris quelque chose Donia ?

L'intuition du scientifique n'a jamais été une vérité pour lui tant qu'il n'a pas étudié et prouvé
son intuition. Si l'intuition marque le point de départ et la direction d'un travail de recherche, tu ne
trouveras aucun scientifique sérieux poser comme une vérité son intuition, sinon ça devient un
superstitieux, ou ça donne des Harun Yahia ou Maurice Bucaille qui sont à la science ce que cheese burger est à la gastronomie.

Va voir ce qui disait Einstein (et quelques autres scientifiques) sur l'intuition. Et c'est toi qui mélange intuition et vérité, je n'ai pas laissé penser cela.

Tu fais preuve d'une mauvaise foi presque digne des muzz qui viennent nous casser les bonbons.
Désolée mais quand tu parles d'une théorie scientifique qui penche potentiellement en faveur d'une
origine divine de l'univers en soulignant le profil de croyance des personnes qui ont pondu ces théories,
désolée mais là tu suis presque le même raisonnement grotesque et simpliste des musulmans

D'abord, c'est toi qui est venue sur cette discussion, je n'ai fait que commencer par te répondre
courtoisement. Ensuite je n'ai pas parlé d'une "théorie scientifique qui penche en faveur d'une origine divine", puisque j'ai écris que "cela ne prouve ABSOLUMENT PAS que Dieu existe". On dirait que tu es aveuglée de passion, tu ne lis même pas correctement ce que j'écris.
Il est vrai que je me suis trompé entre Hawking et Dawkins (à la suite de Bazalt, mais son copié-collé se référait bien à Stephen Hawking, et à la promotion de sa croyance qu'il fait dans le cadre de son activité scientifique, ne t'en déplaise : chacun peut le constater).



D'abord Bonjour Nexus.

Cola peut tu expliquer aux membres du forum pourquoi la théorie de la relativité et la mécanique
quantique sont incompatibles et pourquoi ?

Je veux bien, et en quoi les membres du forum seront-ils intéressés par mes explications ? déjà, je sais que ça n'intéresse pas trop Yacoub.

Car tu prétends avoir un esprit scientifique au contraire de Donia c'est ce que tu affirmes

Mais non, je n'ai pas affirmé cela... à moins que je me trompe ? s'il te plaît, peux-tu me montrer où ?
Car je n'ai fait que répondre à Barbie, qui demandais qu'on lui expose de façon simple ce qu'était cette
théorie. Je l'ai fait comme tu aurais pu le faire. D'ailleurs, ton copié-collé reprends ce que je disais
de façon claire à Barbie.

Comment la théorie des cordes rend t'elle compatible ces 2 théories dans quelle cadre et pourquoi
?

Je pourrais aussi te demander comment tu as calculé la température de l'incendie résultant de l'impact
des avions dans les tours du WTC, mais je trouve que c'est pas très sympa de t'interroger de
but-en-blanc, donc je préfère qu'on se connaisse et apprécie un peu mieux avant, question de convivialité ; si ça ne te gêne pas ?

[nexus]

Je veux bien, et en quoi les membres du forum seront-ils intéressés par mes explications ? déjà, je sais que ça n'intéresse pas trop Yacoub.

Parce que tu fais dans la généralité .

Car quand on postule certaines choses sur des théories majeures il faut en apporter la preuve c'est aussi simple que ça.

Je pourrais aussi te demander comment tu as calculé la température de l'incendie résultant de l'impact des avions dans les tours du WTC

.

Précise ta pensée ?

[Cola]

Parce que tu fais dans la généralité

Mais Barbie a demandé "du clair" : c'était la respecter que de faire simple. Ce que j'ai fait.

Car quand on postule certaines choses sur des théories majeures il faut en apporter la preuve c'est aussi simple que ça.

Ah mince, si c'est des théories pour une pointure comme Dawkins, je me vois mal moi en apporter la preuve.
Enfin, je vais faire un effort

Je pourrais aussi te demander comment tu as calculé la température de l'incendie résultant de l'impact des avions dans les tours du WTC

.
Précise ta pensée

Comment as-tu calculé la température de 280°C dans la tour, qui a résulté de l'incendie de kérosène contenu dans l'avion ?

[nexus]

Mais Barbie a demandé "du clair" : c'était la respecter que de faire simple. Ce que j'ai fait.

Et donc tu saurais expliquer ces théories si on te le demande.

Ah mince, si c'est des théories pour une pointure comme Dawkins, je me vois mal moi en apporter la preuve.
Enfin, je vais faire un effort

Non je parlais pour toi , tu ne veux pas plutôt parler de Stephane Hawking car celui que tu cites est un biologiste et éthologiste .

Comment as-tu calculé la température de 280°C dans la tour, qui a résulté de l'incendie de kérosène contenu dans l'avion ?

Tu es sur que j'ai affirmé avoir calculé cette température , et tu veux que je te fasse la démonstration c'est ça .

[Donia]

D'abord, c'est toi qui est venue sur cette discussion, je n'ai fait que commencer par te répondre
courtoisement. Ensuite je n'ai pas parlé d'une "théorie scientifique qui penche en faveur d'une origine divine", puisque j'ai écris que "cela ne prouve ABSOLUMENT PAS que Dieu existe". On dirait que tu es aveuglée de passion, tu ne lis même pas correctement ce que j'écris.
Il est vrai que je me suis trompé entre Hawking et Dawkins (à la suite de Bazalt, mais son copié-collé se référait bien à Stephen Hawking, et à la promotion de sa croyance qu'il fait dans le cadre de son activité scientifique, ne t'en déplaise : chacun peut le constater).

Cola,

arrête de nous prendre pour des blaireaux, tu débarques et tu insultes Bazalt, déjà ça m'énerve, ensuite arrête d'essayer de noyer le poisson, tu as très bien compris ma pensée. Affirmer ça :

Ce que nous disent les dernières intuitions des scientifiques
les plus matérialistes et les moins religieux, notamment avec les cordes, c'est que la (notre) réalité
ultime n'est pas située dans l'espace-temps : en effet, si la matière qui nous constitue n'est pas faite de petites briques de matières (les atomes), mais de vibrations qui ne sont pas liées à un lieu, ni à un instant donné, cela veux dire que la réalité et le sens de ce qui nous constitue ne trouve pas son explication en elle-même... autrement dit, notre réalité est ailleurs qu'en nous-même et nous dépasse. Cela complique encore un peu plus la "création naturelle du monde"

C'est une façon masquée de dire "tiens même des scientifiques athées sont incapables d'expliquer que l'univers ne s'est crée à partir du néant, donc par voie de conséquence, cela laisse de la place à dieu et si ce sont des scientifiques, de surcroit athées qui l'admettent, alors ma croyance peut trouver une légitimité scientifique"
Il te manque juste un peu de travail pour tordre ces théories et les faire concorder à ta croyance en dieu, et tu pourrais presque concurrencer les adeptes des miracles scientifiques du coran.

[nexus]

Oui et déjà il dit des conneries car la théorie des cordes reste cohérente par rapport au modèle physique standard et aux 4 interactions fondamentales qui régissent l'univers.

Tout ceci ne change donc rien à la nature de la matière.

Les briques fondamentales de l'Univers ne seraient pas des particules ponctuelles mais des sortes de cordelettes vibrantes possédant une tension à la manière d'un élastique. Ce que nous percevons comme des particules de caractéristiques distinctes (masse, charge électrique, etc) ne seraient que des cordes vibrant différemment. Avec cette hypothèse, les théories des cordes admettent une échelle minimale, reliée à la taille de Planck, et permettent ainsi d'éviter facilement l'apparition de certaines quantités infinies (on parle de " divergences ") qui sont inévitables dans les théories quantiques de champs habituelles.
L'univers contiendrait plus de trois dimensions spatiales. Certaines d'entre elles, repliées sur elles-mêmes (voir les théories d'Oskar Klein), passant inaperçues à nos échelles (par une procédure appelée réduction dimensionnelle).

Développements actuels

Plusieurs physiciens s'attachent à développer la théorie des cordes, censée unifier les quatre grandes forces qui régissent l'Univers.

[Cola]

Oui et déjà il dit des conneries

Plutôt que cette remarque qui n'est pas démontrée, pourquoi ne pas contester la validité scientifique de ce que j'ai écris avec un argument adapté ? si je n'ai pas écris du vrai, je le reconnaîtrais, encore faut-il me le présenter.

Je prétend connaître et comprendre l'éthique et la méthodologie du raisonnement
scientifique. Un travail de recherche scientifique exige que l'on mette au placard ses a priori, ses croyances, ses jugements personnels

Pourquoi me préjuges-tu personnellement sur un fait scientifique et sa conséquence logique, alors que tu prétends connaître l'éthique du raisonnement qui va contre les a-priori, que tu utilises plusieurs fois ici ?

Il te manque juste un peu de travail pour tordre ces théories et les faire concorder à ta croyance en dieu, et tu pourrais presque concurrencer les adeptes des miracles scientifiques du coran

[nexus]

Cola à écrit
ce que nous disent les dernières intuitions des scientifiques
les plus matérialistes et les moins religieux, notamment avec les cordes, c'est que la (notre) réalité
ultime n'est pas située dans l'espace-temps : en effet, si la matière qui nous constitue n'est pas faite de petites briques de matières (les atomes), mais de vibrations qui ne sont pas liées à un lieu, ni à un instant donné, cela veux dire que la réalité et le sens de ce qui nous constitue ne trouve pas son explication en elle-même... autrement dit, notre réalité est ailleurs qu'en nous-même et nous dépasse. Cela complique encore un peu plus la "création naturelle du monde"

Oui et déjà il dit des conneries

Plutôt que cette remarque qui n'est pas démontrée, pourquoi ne pas contester la validité scientifique de ce que j'ai écris avec un argument adapté ? si je n'ai pas écris du vrai, je le reconnaîtrais, encore faut-il me le présenter.

La théorie des cordes n'est applicable a l'unification de la relativité et de la mécanique quantique que si l'univers comporte plus de 4 dimensions.
Rappelons que les théories de la Relativité et Mécanique Quantique, ces théories vérifiées sans cesse depuis leur apparition, chacune dans son domaine, sont incompatibles quand elles décrivent l'espace,pour la relativité, l'espace est malléable. Ses quatre dimensions se déforment en la présence de masses. La gravité résulte de cette déformation. Pour la mécanique quantique, l'espace est donné une fois pour toutes et n'est pas sensible à l'activité des particules qui s'y trouvent.
Des que l'on y introduit la gravité quantique elles deviennent incohérentes pour les raisons cités au dessus.
Des théories des cordes il en existe plusieurs revue de détail :

La théorie bosonique des cordes à 26 dimensions. C'est la théorie originale des cordes et la plus simple. La formulation de la théorie sur sa feuille d'univers ne contient que des bosons d'où son nom. Elle contient un tachyon (particule hypothétique dont l'énergie est mesurée par un nombre imaginaire pur et la masse, par un nombre réel), ce qui est une indication que la théorie est instable, et donc impropre à décrire la réalité. Elle est toutefois utile pédagogiquement pour se familiariser avec les concepts fondamentaux que l'on retrouve dans des modèles plus réalistes. En particulier au niveau de masse nulle elle fait apparaître le graviton. Elle admet des cordes ouvertes ou fermées.
Cinq théories des supercordes à 10 dimensions, qui ne possèdent pas de tachyons et qui supposent l'existence d'une supersymétrie sur la feuille d'univers des cordes aboutissent à l'existence de supersymétries dans l'espace-cible :
I : cordes ouvertes ou fermées, groupe de symétrie SO(32)
IIA : cordes fermées uniquement, non-chiralité
IIB : cordes fermées uniquement, chiralité
HO : cordes fermées uniquement, hétérodicité, groupe de symétrie SO(32)
HE : cordes fermées uniquement, hétérodicité, groupe de symétrie E8×E8
La théorie M, aboutissement de ces théories
Les théories des supercordes se distinguent de la première par l'existence d'une symétrie supplémentaire, la supersymétrie, laquelle s'est avérée nécessaire lorsque l'on a souhaité incorporer les fermions (la matière) dans la théorie bosonique des cordes.

Il semblerait que ces cinq théories soient différentes limites d'une théorie encore mal connue, reposant sur un espace à 11 dimensions (10 spatiales et une temporelle), appelée théorie M, laquelle admettrait la supergravité maximale développée dans les années 1970 comme théorie effective de basse énergie. Cette hypothèse a été proposée par Horava et Witten dans les années 1990 et a amené l'introduction d'autres objets étendus en plus des cordes. On parle de p-branes, p étant un entier qui indique le nombre de dimensions spatiales de l'objet en question. Elles sont décrites perturbativement comme les sous-espaces sur lesquels vivent les extrémités de cordes ouvertes. L'étude du spectre montre que des D1, D3, D5, D7 et D9 branes peuvent être incorporées dans un espace-cible décrit par la théorie IIB tandis que dans un espace où vivent des cordes de type IIA on peut introduire des branes de type D0, D2, D4, D6 et D8. Notons que les D1 ont le même nombre de dimensions qu'une corde fondamentale (notée usuellement F1). Bien qu'étant deux objets distincts, une symétrie non-perturbative de la théorie IIB, appelée S-dualite, qui a subi un nombre important de vérifications indirectes, possède la propriété d'échanger D1 brane avec la F1.

De plus en théorie des cordes et en cosmologie branaire font appel a une hypothétique particule le graviton qui est un boson( jamais observé) et au tachyon en théorie des cordes lui non plus observé.

Il faut noter qu'en théorie des cordes, les tachyons ont la même interprétation qu'en théorie quantique des champs à la différence que la théorie des cordes est capable (en théorie) de prédire si des champs apparaissent en plus de décrire la topologie des champs de tachyons.
Les champs de tachyons interviennent en effet dans plusieurs versions de théories des cordes. En général, ces théories postulent que ce que nous voyons comme « particules » (électrons, photons, gravitons, etc.) sont en fait différents états de vibration d'une même corde. Les particules élémentaires peuvent être comparées à des notes de musique (analogie souvent utilisée, le mode d'excitation ou « type de particule » est à une corde élémentaire ce qu'une note de musique est à une corde de guitare). La masse d'une particule peut être déduite des vibrations que la corde manifeste ; autrement dit, la masse dépend du mode d'excitation.
Les tachyons apparaissent fréquemment dans le spectre des états possibles. S'il apparaît comme l'état vibratoire d'une corde ouverte, c'est le signe d'une instabilité de la D-brane à laquelle la corde est rattachée. Le système va lentement revenir à un état de cordes fermées et/ou D-brane stable. Si la corde est fermée, le tachyon est le signe d'une instabilité de l'espace-temps lui-même.

Dans le cas, l’existence de dimensions spatiales supplémentaires compactées, selon un schéma hérité des théories de Kaluza-Klein mais que l'on retrouve dans la théorie des supercordes.
Ces dimensions supplémentaires impliqueraient aussi que toutes les particules du modèle standard peuvent posséder d’autres états d’énergies correspondant à leur masse.

On sait que les particules ont aussi un aspect ondulatoire et l’onde qui leur est associée doit se retrouver dans les dimensions spatiales supplémentaires où elles pourraient osciller selon différents modes comme ceux d’un instrument de musique. Si l’on cogne suffisamment fort deux particules, la partie de leur onde associée, piégée dans les dimensions supplémentaires, peut donc sauter d’un mode propre à un autre.


Dans un modèle simple de dimension spatiale supplémentaire, on a une quatrième dimension enroulée sur elle-même pour former un cercle de rayon R. Une particule quantique aura alors une composante d'impulsion P dans cette dimension qui est quantifiée à la manière d'une orbite d'électron dans un atome. Il apparaît alors une composante de masse supplémentaire dépendant d'un nombre entier N qui s'ajoute à celle de la particule dans sont état fondamental M0. On obtient une tour de masses de Kaluza-Klein, un spectre de masses, qui devient continu lorsque R tend vers l'infini.

Ces modes ayant des énergies de plus en plus élevées, un électron ou un boson Z apparaîtraient alors avec des masses plus grandes. Le boson Z' serait alors un de ces états de masses du boson Z. Il existerait même ce qu’on appelle une tour d’états de Kaluza-Klein avec un large spectre de masse pour chaque particule du MS. Pour prendre une autre analogie, les particules du MS, avec les masses que nous leur connaissons, pourraient alors être comparées à l’état fondamental de l’atome d’hydrogène.

Partir à la chasse au boson Z’ est donc une entreprise qui pourrait se révéler très gratifiante en peu de temps car s’il est suffisamment léger et facile à produire, c’est un bon moyen pour découvrir la supersymétrie, une théorie de GUT et même la théorie des cordes.

Je rappelle que la gravité est l'une des 4 interactions fondamentales qui régissent l'univers .
Dans la nature, tous les objets ont une action l'un sur l'autre,on dit qu'ils interagissent.
Dans la nature, les objets sont soumis à toutes sortes de forces qui s’exercent à distance,ainsi, par exemple, deux masses s’attirent, deux charges électriques s’attirent ou se repoussent suivant leur signe. Les objets ont une action l’un sur l’autre.
Ils interagissent, suivant la nature des objets, les forces d’interaction (ou plus simplement interactions) sont de quatre types fondamentaux : l’interaction forte, l’interaction électromagnétique, l’interaction faible et la gravitation.

L'INTERACTION FORTE

L’interaction forte, ou force nucléaire forte, assure la cohésion du noyau en faisant fortement s’attirer les nucléons. Elle ne s’exerce qu’à des distances très courtes, quelques diamètres de noyaux. À distance égale, elle est 100 à 1 000 fois plus intense que l’interaction électromagnétique.

L'INTERACTION ÉLECTROMAGNÉTIQUE

L’interaction électromagnétique se manifeste sous deux formes, la force électrique et la force magnétique. La première régit les phénomènes électriques comme la foudre, les cheveux qui se dressent sur la tête quand il y a de l’électricité dans l’air, et la deuxième, les phénomènes magnétiques comme la boussole, les électroaimants, etc. La force magnétique est un effet provenant du mouvement des charges électriques, ainsi une boussole est perturbée par les éclairs d’un orage. Cette interaction fait se repousser deux charges électriques de même signe (deux protons, par exemple), et s’attirer deux charges de signes opposés (un électron et un noyau). Elle porte à l’infini, mais elle est quatre fois plus faible à distance double (loi de “l’inverse carré de la distance”). Elle sous-tend les propriétés chimiques des atomes.

L'INTERACTION FAIBLE

L’interaction faible, ou force nucléaire faible, est responsable de certains phénomènes de la radioactivité (par exemple, la radioactivité bêta). Sa portée est extrêmement faible, de l’ordre de quelques centièmes de la taille d’un nucléon, mais elle régit les réactions thermonucléaires qui permettent au Soleil et aux étoiles de produire de l’énergie. Elle est environ 100 000 fois plus faible que l’interaction forte.

LA GRAVITATION

La gravitation, responsable de l’attraction des masses, explique la pesanteur et le mouvement des corps célestes. Elle varie avec la distance suivant la même loi que la force électromagnétique. C’est de très loin la force la plus faible des quatre : 10-40 fois plus faible que la force électromagnétique ! Pourtant c’est celle que nous ressentons le plus : quand on tombe de haut, on se fait mal ! Car la masse qui nous attire est gigantesque, c’est celle de la Terre. Mais, si parfois on se casse une jambe, on ne se casse jamais un atome, encore moins un noyau…
La théorie des cordes devait fournir une description de la gravité quantique c'est-à-dire l'unification de la mécanique quantique (inévitable pour décrire la physique aux petites échelles) et de la théorie de la relativité générale (nécessaire pour décrire la gravitation de manière relativiste .

Résumons
La ou tu dis des conneries concernant la matière et la réalité de l'espace temps c'est en gras soulignée dans un des quotes et explications ci dessous.
Ceci par rapport à tes affirmations en gras soulignée tout en début de post dans un de tes messages.
La dualité classique-quantique (de Broglie) à la base de la mécanique quantique est ici prolongée à la gravité quantique ou au régime de corde (c'est-à-dire, dualité onde-particule-corde).
Il n'y a pas non plus de violation du paradoxe EPR et de la non séparabilité.
Concernant la dualité onde particule ,si la particule se trouve dans une dimension précise c'est a dire la notre, son onde peut se retrouver dans d'autres dimensions, ce qui annule tes supputations dans ton post.
Si la particule se trouve dans notre dimension son onde peut se trouver dans d'autres dimensions si elles existent car non prouvées( car cette fameuse théorie n'est qu'une parmi tant d'autres) et voyager entre ces différentes dimensions cela ne change rien a la nature de la matière qui nous compose(toujours des atomes) ni au modèle de la physique standard qui régit ces particules.