De la nature des espaces vides
Formes et géométries

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Pour aller plus loin : Le vide est-il stable?

La question

 Il y a peu de chance que quelque chose naisse de rien! Ce serait totalement contre-intuitif et irrationnel. De récentes observations astronomiques plaident d'ailleurs volontiers pour un ensemencement par voisinage, de proche en proche plutôt que pour une création ad nihilo, fort improbable et qui supposerait que le vide soit une sorte encore mal connue de super-fluide dont l'équilibre puisse être rompu au décours d'on ne sait quelle interaction.

Pour autant il reste une catégorie d'objets astronomiques sur lesquels la recherche continue de se pencher et qui ne cesse d'interroger nos esprits sur la nature réelle des espaces vides. Je veux parler des trous noirs Mais où va donc toute la matière dévorée par ces étranges créatures, ces macrophages du cosmos?

Pour avoir une chance de répondre à cette angoissante question, encore faudrait-il en savoir beaucoup plus sur les interactions entre la matière et la géométrie. Car si nous savons bien que les atomes fusionnent sous l'effet de la pression gravitationnelle croissante, si nous savons aussi que les fortes concentrations de matière courbent l'espace-temps, nous ne savons presque rien sur les interactions précises entre cette matière concentrée et la structure de l'espace-temps elle-même. 

De la nature des particules

Les physiciens cherchent depuis le début du vingtième siècle à réunir en un tout cohérent les visions relativistes d'A. Einstein et les concepts quantiques de Louis de Broglie. Dis sur un ton humoristique : les tentatives visant à quantifier la relativité ou à relativiser l'approche quantique ne manquent pas ; les écoles non plus.

De manière un peu caricaturale, la question posée est de savoir si les particules de la physique quantique "roulent" sur le tapis (en mousse) déformable déposé dans la salle par Einstein (voir la page dédiée au mollusque d'Einstein) ou si elles sont des déformations codées de ce tapis.

Bien que posée avec un peu de légèreté, la question contient l'essence de deux courants de pensée radicalement différents. La manière de répondre détermine en effet des visions mathématiques non nécessairement corélées et porte donc en elle le germe de développements rationnels indépendants l'un de l'autre. 

La croyance initiale (la particule roule sur le tapis - ou bien elle en est une déformation codée) a le même effet qu'un coup aux échecs : elle implique la série des coups suivants. Ils vont se succéder dans une logique implacable et difficilement contestable puis mener à une fin de partie dont les issues diffèreront.

Mon cœur et ma logique penchent vers l'hypothèse selon laquelle les particules sont des déformations codées du tapis lui-même et non pas des entités surajoutées à ce tapis. J'adhère en ce sens plus à une approche algébrique et topologique apparemment en contradiction avec celle, plus mécaniste et plus communément admise de penser que les particules sont des "objets géométriques" roulant sur le tapis. L'hypothétique "graviton" est l'illustration parfaite de ce modèle géométrique (L'idée menant au graviton consiste à croire que la géométrie des espaces vides est celle de Minkowski en dimension 4 et à penser ensuite que les petites variations du tenseur métrique initial représentent des perturbations qui pourront être identifiées avec quelque famille de particules). 

Les diverses tentatives

Parmi les écoles actuelles (toutes tendances et croyances confondues) il convient sans aucun doute de citer les groupes centrés sur les théories des cordes, ceux travaillant au développement de la gravitation quantique basée sur les boucles (the Loop Quantum gravity), ceux qui travaillent sur les théories de jauge, ceux qui privilégient l'étude de la topologie algébrique (ou de l'algèbre topologique) en y incluant les adeptes de la géométrie dite non-commutative, ceux basés sur une vision holographique de l'univers et -sans que la liste soit pour autant exhaustive- ceux qui travaillent sur l'étude des projections des déformations des surfaces.

La théorie exploratoire que je présente sur ce site se range dans l'ensemble des théories étudiant les algèbres déformées. Ce site tente de mêler harmonieusement explications pédagogiques et développements théoriques plus sophistiqués. Il ne prétend pas asséner une vérité certaine mais susciter l'intérêt pour ce délicat sujet qu'est la physique mathématique. 

Pour aller plus loin : Le vide est-il stable?

Page remise à jour le 07 décembre 2017