L'Univers élégant de Brian Greene
Publié le 16/01/2023
Extrait du document
«
ASTROPHYSIOUE ET COSMOLOGIE
La théorie
du tout
Les scientifiques détestent l'idée que deux théories puissent
cohabiter sans arriver à s'unifier, à l'image de la relativité
générale et de la mécanique quantique.
Le physicien Brian
Greene présente, dans L'Univers élégant, l'une des plus
sérieuses candidates à cette unification, la théorie des cordes.
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La théorie M, cadre général des différentes théories des cordes, est l'un des lieux possibles d'unification de /a physique.
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ELE6ANT
PRÉFACE DE TRINH XUAN TH UAN
• Le xx• siècle a connu deux révolutions scientifiques majeures, la relativité générale et la
mécanique quantique.
Malheureusement, ces théories semblent inconciliables.
En 1999, le
physicien Brian Greene publie un ouvrage paru aux éditions Robert Laffont, dans lequel il expose
l'une des théories qui pourraient permettre cette unification tant attendue, la théorie des cordes.
Ce livre, qui deviendra une série documentaire, fait le point sur les connaissances actuelles de
manière très pédagogique, puis présente la possibilité d'unification.
UNE THÉORIE ÉLÉGANTE
dimensions invisibles, où le Big Bang et les trous noirs
prennent des formes inattendues - que nous raconte
ici l'un de ses acteurs.
Dans cette conception, les particules de la physique sont conçues comme les différents modes d'excitation des unités fondamentales,
les cordes.
Un trait particulier de la théorie des cordes
est le fait qu'elle requiert un espace-temps à au moins
dix dimensions : nos trois dimensions spatiales usuelles,
le temps et six dimensions compactes, appelées dimensions de Calabi-Yau.
Paru en 1999 aux États-Unis et un an plus tard chez
Robert Laffont en France, L'Univers élégant est une
tentative de vulgarisation d'une des plus importantes
théories de la fin du xx• siècle, la théorie des cordes.
L'.enjeu de cette théorie est tout simplement l'unification de la physique, véritable Graal de la physique
théorique depuis le début du xx• siècle et la naissance
conjointe de la relativité générale et de la mécanique
quantique.
Écrit par le jeune physicien Brian Greene,
seulement âgé de 36 ans à l'époque et spécialiste de
la théorie des cordes, cet ouvrage est l'une des premières plongées dans l'univers déroutant de cette
nouvelle physique.
En moins de cinq cents pages,
Greene arrive à présenter les principaux éléments de
cette théorie extraordinairement difficile, puis les questions liées à sa vérification expérimentale et les enjeux
de l'unification de la physique à travers la théorie M,
cette dernière ayant pour objet de donner un cadre
unique aux théories des supercordes.
VÉRIFICATION EXPÉRIMENTALE
La théorie des cordes a obtenu de premiers résultats
partiels prometteurs.
Dans le cadre des trous noirs,
elle donne la possibilité de reproduire la formule de
Bekenstein et Hawking.
Elle possède également une
richesse mathématique notable.
Elle a permis, par
exemple, de découvrir la symétrie miroir en géométrie.
Jusqu'à preuve du contraire, pour qu'une théorie scientifique soit validée, il est nécessaire qu'elle obtienne
des confirmations expérimentales.
On attend ainsi
aujourd 'hui de telles confirmations de la théorie des
cordes.
Mais est-ce possible? Peut-on tester expérimentalement cette physique en laboratoire sans avoir
accès à l'échelle de Planck? Personne n'a encore vu les
si x dimensions supplémentaires, ni la supersymétrie,
qui doit être spontanément brisée.
Des pistes sérieuses
de confirmation indirecte ont déjà été explorées.
Ce
sont en fait des conséquences de....
»
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