Fermer

  • AgoraVox sur Twitter
  • RSS
  • Agoravox TV
  • Agoravox Mobile

Accueil du site > Actualités > Technologies > Les avatars de l’espace-temps dans la physique contemporaine. (...)

Les avatars de l’espace-temps dans la physique contemporaine. Quelques éléments d’actualité

Vu le succès innattendu rencontré après des Agoravoxiens par l'article sur l'expérience OPERA du Cern, permettez moi de vous communiquer la suite promise.

Nous avons noté, dans un article précédent (A propos de l'expérience OPERA) le grand nombre de réactions ayant suivi la publication d'un article assez ésotérique par lequel des chercheurs européens annonçaient, (sous couvert de confirmation) une légère différence entre la vitesse de déplacement de particules nommées neutrinos, telle qu'elle aurait été observée par eux lors d'une expérience récente, et celle qu'elle aurait du être dans le cadre des équations de la relativité restreinte. La nouvelle serait en effet d'importance, en termes de physique fondamentale, puisqu'elle pourrait conduire à reformuler ce que de multiples expériences paraissaient avoir confirmé, une structure de l'espace temps interdisant la possibilité de vitesses supérieure à celle de la lumière, c'est-à-dire la vitesse de photons dans le vide.

De plus, dans le grand public, cette annonce a poussé certaines personnes à remettre en cause ce qui était devenu un véritable dogme associé aux travaux ayant rendu Albert Einstein célèbre. Les iconoclastes, ceux pour qui rien n'est plus urgent que renverser les idoles, se sont précipités sur l'occasion, sans chercher à comprendre le fond du problème. Plus généralement, beaucoup ont vu là une opportunité pour relancer des rêves jusque là réservés à la science fiction, c'est-à-dire la possibilité pour des humains ou des machines conçues par eux de voyager dans le temps ou dans un lointain espace.

Ceux qui s'intéressent un peu plus en profondeur à l'évolution des théories scientifiques relatives au temps et à l'espace savent pourtant que, dès la publication des hypothèses d'Einstein, des théories alternatives avaient été proposées. Il en est toujours de même aujourd'hui. Peut-être auraient-elles pu être vérifiées par des expériences appropriées si de telles expériences avaient été tentées. Mais, comme le savent les philosophes des sciences, un paradigme scientifique devenu dominant, tel que celui de l'espace-temps einstenien (nous simplifions les formulations pour rester simple) possède dans les esprits la capacité darwinienne d'éliminer spontanément les contradictions et même les nuances. Plus personne, hors des chercheurs affrontant le risque de se mettre en dehors de la communauté scientifique dominante, ne se hasarde à le remettre à l'épreuve. Aujourd'hui, c'est seulement dans sa confrontation avec un autre paradigme, celui qui fonde la mécanique quantique, que le paradigme relativiste est soumis à critique. Comme l'on sait, l'un et l'autre s'appuient sur des expériences présentées comme incontestables, si bien qu'aucune théorie globale, dite de la gravitation quantique et faisant une synthèse entre les deux, n'a pu encore être établie - surtout si, comme il parait logique, il ne s'agit pas de théories purement mathématiques mais de propositions susceptibles de vérifications expérimentales.

Cependant, soit dans le cadre d'un rapprochement avec la mécanique quantique, où la variable temps n'apparait pas en tant que telle, soit plus généralement en vue d'une meilleure formulation de l'espace-temps einstenien, de nombreuses recherches ou réflexions se développent actuellement. Pour les chercheurs qui s'y impliquent, le buzz fait autour de l'expérience OPERA, quel que soit le résultat des vérifications actuellement en cours, devrait pensons-nous être une excellente occasion de faire connaître l'état de leurs travaux, et proposer de nouvelles expériences permettant de valider leurs hypothèses. Nous n'avons pas ici qualité pour nous substituer à eux. Pourtant il nous paraît indispensable de faire un rapide résumé des perspectives aujourd'hui ouvertes.

Pour simplifier, nous distinguerons les théories proposant un abandon de l'espace-temps einsténien au profit d'un espace plus général, incluant un espace dit des moments, et celles qui proposent des lectures de la relativité restreinte différentes de celles communément admises aujourd'hui, plus proches semble-t-il des conceptions originales d'Einstein. Il est remarquable que certaines de ces dernières théories proposent de rétablir la prise en compte d'un référentiel absolu, généralement désigné par le terme d'éther.

Dans ces divers cas, rappelons-le, il s'agit d'interprétations d'un ensemble d'expériences de moins en moins empiriques, faisant appel à des instruments de plus en plus complexes, aux résultats de plus en plus largement discutés, autrement dit de plus en plus scientifiques, conduites depuis plusieurs siècles par la physique.

On peut toujours critiquer les conditions dans lesquelles sont menées les expériences, mais il ne serait pas scientifique de proposer des théories allant directement à l'encontre d'une expérience reconnue comme recevable par la communauté scientifique du moment. Par contre, il n'est pas interdit d'utiliser ces expériences pour construire des modèles généraux du monde éventuellement différents les uns des autres, ou pour diversifier les interprétations que l'on en donne.

Le processus de l'interprétation est très utilisé en physique quantique, mais il l'est aussi dans le domaine de la relativité, c'est-à-dire en cosmologie. Rappelons par ailleurs que le terme de théorie ne désigne pas une formulation rendue indiscutable par des expériences elles-mêmes indiscutables. Pour élaborer une théorie, on part d'un postulat ou principe non démontrable autour duquel on construit un cadre théorique permettant d'en rendre compte. On propose ensuite des expériences permettant de démontrer la théorie. Si l'expérience est invalidée ce n'est pas forcément le postulat qui est faux, ni même la théorie dans son ensemble, mais certaines de ses formulations ou interprétations. Il est prudent cependant en ce cas de remettre en question la théorie voire dans certains cas le postulat lui-même.

Un espace à 8 dimensions élargissant l'espace-temps einstenien

La plus récente des critiques faites à l'espace-temps einstenien est due à un trio de physiciens déjà connus par leurs prises de positions radicales en matière de paradigmes cosmologiques. Il s'agit de Lee Smolin, Joäo Magueijo et Giovanni Amelino-Camelia. Nous avons précédemment analysé ici deux ouvrages importants des deux premiers, « The trouble with physics » et « Faster than the speed of light ». Renvoyons le lecteur à ces articles. On y verra que les auteurs étudiaient depuis déjà plusieurs années divers cas où la géométrie de l'espace ne peut plus être considérée comme le résultat de lois fondamentales de la nature. Elle évolue en fonction de lois plus profondes. Il en est ainsi du temps et par conséquent de la vitesse.

Aujourd'hui, (voir l'article de Amanda Gefter «  So long space time  » dans le NewScientist) ces chercheurs proposent de remplacer le concept d'espace-temps (space time) par celui de « phase space  » (espace des phases, espace dans lequel tous les états possibles d'un système sont représentés, chaque état possible correspondant à un point unique dans cet espace. Voir http://en.wikipedia.org/wiki/Phase_space).

Dans leur esprit l'espace où nous évoluons serait un monde à 8 dimensions associant les 4 dimensions de notre espace-temps et les 4 dimensions d'un autre espace, qu'ils ont baptisé espace des moments (momentum space), le moment étant le produit de la masse et de la vitesse d'un objet. L'espace à 8 dimensions comprendrait toutes les valeurs possibles de position, de temps, d'énergie et de moment.

Dans l'espace des moments, le seul que nous percevions immédiatement par nos sens, nous observons seulement des niveaux d'énergie et des moments, généralement concrétisés par des photons dont l'énergie et le moment sont différents, en fonction de leurs sources et des corps qui les ré-emettent en direction de nos sens. A partir de là, nos cerveaux reconstruisent l'espace-temps familier. Nous vivrions ainsi dans un espace défini par l'énergie pour une dimension et les 3 dimensions de moment pour l'autre. Le temps cesserait d'intervenir en tant que dimension propre.

Des transformations mathématiques simples permettraient de convertir les mesures faites dans l'espace des moments en mesures dans notre espace-temps familier. Le physicien Max Born avait remarqué dès 1938 que plusieurs des équations de la mécanique quantique demeurent les mêmes, qu'elles soient exprimées en coordonnées de l'espace-temps ou en coordonnées de l'espace des moments. On a nommé ce phénomène « réciprocité de Born ». En conséquence de celle-ci, si l'espace temps peut être courbé par l'influence de la masse des astres, comme Einstein l'avait montré, l'espace des moments pourrait l'être aussi.

Lee Smolin et ses collègues se sont attachés à donner des exemples de tels effets de courbure, dues à l'influence des moments, c'est-dire, rappelons-le, le produit de la masse des corps et de leurs mouvements. Ils ont utilisé les règles standard pour convertir les mesures dans l'espace des moments en mesures dans l'espace temps. Ils montrent que des observateurs vivant dans un espace des moments courbé ne pourront plus s'accorder avec des mesures faites dans l'espace-temps. Pour eux, même ce dernier devient relatif. Ils nomment cela « localité relative » («  relative locality »). On devait pouvoir en déduire que le concept de vitesse limite dans l'espace-temps einstenien ne devrait plus être utilisable.

On s'interrogera sur l'intérêt de telles hypothèses ainsi que sur la possibilité de tester expérimentalement leur validité. En dehors de considérations relatives au comportement de la matière dans les trous noirs, sujet trop exotique que nous n'évoquerons pas ici, les hypothèses relatives à la courbure de l'espace des moments pourrait expliquer une observation relative aux différences de vitesse entre les photons des rayons cosmiques tels qu'ils nous parviennent à la suite d'explosions de rayons gammas. Le télescope Fermi de la Nasa a montré que les photons de hautes énergies nous parviennent plus tard que les photons de basse énergie provenant du même événement. Bien que ces observations soient encore en discussion, Smolin en a tiré un article malheureusement réservé au seuls spécialistes, justifiant ses hypothèses (Voir Freidel et Smolin, 29 mai 2011, Gamma ray burst delay times probe the geometry of momentum space http://arxiv.org/abs/1103.5626 ).

Le concept d'espace des phases à 8 dimensions dans lequel nous vivrions fournirait pour Smolin le pont nécessaire entre la relativité et la mécanique quantique, c'est-à-dire la théorie de la gravitation quantique qu'il recherche. En relativité, ce qu'un observateur mesure en termes d'espace, un autre le mesure en termes de temps et réciproquement. Dans la gravitation quantique de Smolin, ce qu'un observateur mesure en termes d'espace-temps, un autre le mesure en termes d'espace des moments. Seul l'espace des phases est absolu et constant pour tous les observateurs. Il pourrait donc s'agir là du tissu de la réalité ultime.

Il sera intéressant dans les prochaines semaines d'étudier la façon dont dans ce cadre conceptuel Smolin et ses collègues analyseront l'expérience OPERA. Les neutrinos et leur vitesse, qui font l'objet des observations relatées au Cern, appartiennent peut-on penser à l'espace des moments et donc à l'espace des phases global qu'ils étudient .

Des interprétations originales de la relativité einstenienne

Avant d'abandonner plus ou moins complètement l'espace-temps einstenien, il serait utile d'étudier comment, dans le passé et aujourd'hui encore, la pensée d'Einstein pourrait être interprétée pour nuancer la vision rigide que beaucoup de scientifique et en tous cas le grand public en ont aujourd'hui. Dans cette démarche toute en nuances, nous faisons appel ici à un manuscrit non encore publié communiqué par un correspondant de notre revue Automates Intelligents, le physicien Michel Gondran que nous remercions de sa confiance. On comprend que dans ces conditions, nous nous limitions à quelques aperçus de son travail, susceptibles d'intéresser plus particulièrement le thème abordé dans cet article.

Michel Gondran s'est attaché à étudier en détail, à partir de courriers peu connus, les échanges ayant eu lieu dès le début du 20e siècle entre Einstein et des scientifiques contemporains. Dans le chapitre 10 de son manuscrit il fait ainsi l'historique de la relativité afin de préciser les postulats sur lesquelles elle est basée, en particulier le postulat de l'invariance de la vitesse de la lumière et l'hypothèse de la non existence d'un référentiel privilégié. Il rappelle en particulier que le postulat de l'invariance de la vitesse de la lumière n'est pas nécessaire pour obtenir les équations de la relativité restreinte.

L'auteur fournit des éléments d'information d'un grand intérêt aujourd'hui, lorsque l'on cherche à interpréter les résultats de l'expérience OPERA en affirmant qu'ils mettent peut-être en défaut la relativité d'Einstein. Il montre qu'il existe en fait deux théories de la relativité restreinte, élaborées de manière presque simultanée, quoique indépendantes et différentes l'une de l'autre : la relativité restreinte de Lorentz-Poincaré et la relativité restreinte d'Einstein. Les deux théories vérifient les mêmes équations, mais elles se contredisent dans leur interprétation, tout en ayant chacune sa propre cohérence. Les équations de Lorentz, qui en forment l'ossature, sont devinées par Lorentz et Poincaré pour vérifier l'invariance des équations de Maxwell ; elles sont déduites des postulats de relativité et de l'invariance de la vitesse de la lumière par Einstein. La relativité de Lorentz-Poincaré suppose l’existence d’un référentiel privilégié (éther) où a lieu la contraction de Lorentz, référentiel qui est inutile dans la relativité restreinte d’Einstein.

Le chapitre 10 du manuscrit qui détaille ces questions comporte 9 paragraphes, ayant tous leur importance dans l'examen du thème qui nous occupe ici. Au premier paragraphe l'auteur présente un bref historique de la relativité avant Einstein : relativité de Galilée et Newton et début de la relativité restreinte de Lorentz et Poincaré. Il y rappelle en particulier les postulats de Poincaré et comment celui-ci montre que la transformée de Lorentz permet d'expliquer l'invariance des équations de Maxwell, du lagrangien électromagnétique et de l'action d'une particule libre relativiste.

Le paragraphe 2 expose comment Einstein, en ajoutant aux postulats de Poincaré le postulat de l'invariance de la vitesse de la lumière, en déduit la transformée de Lorentz. L'auteur explicite ensuite les deux postulats implicites qui sont à la base de l'interprétation einstenienne de la relativité restreinte : le postulat de l’identité physique des unités de mesure et le critère de la synchronisation d’horloges relativement immobiles. Il s'agit on le sait d'un des points clefs de l'expérience OPERA : synchroniser grâce au GPS les horloges utilisées pour mesurer le temps de départ et d'arrivé des flux de neutrinos.

Suit au paragraphe 3 le rappel que les postulats de Poincaré sont suffisants pour démontrer l'existence d'une vitesse limite et obtenir la transformée de Lorentz. Mais le plus important à notre avis est le paragraphe 4. Michel Gondran y rappelle que la négation de l'existence d'un éther sans propriétés mécaniques n'a jamais été vérifiée expérimentalement et que, contrairement à la croyance générale, Einstein a soutenu à partir de 1916 et jusqu’à sa mort l'existence d'un tel éther.Le livre reproduit une grande partie de l'article d'Einstein de 1920 « L'éther et la théorie de la relativité » où celui-ci présente un historique de la notion d'éther. Dans cet article peu connu, Einstein explique pourquoi la relativité générale oblige à postuler l'existence d'un éther (« Selon la théorie de la relativité générale un espace sans éther est inconcevable »), mais un éther sans propriétés mécaniques (« la notion de mouvement ne doit pas lui être appliquée »).

Il ne s'agit pas là de considérations n'intéressant que l'histoire de la physique. La question de l'existence d'un référentiel invariant ou privilégié reste posé, non seulement en physique cosmologique mais en physique quantique. Dans le paragraphe 5 sont donc discutées les quatre interprétations possibles de la relativité restreinte liées à l'introduction ou non de cet éther d'un type nouveau et à l’ invariance ou non de la vitesse de la lumière. Les résultats des expériences sur l'intrication EPR-B (Aspect 1982), étudiés en détail dans le chapitre 9 du livre, sont selon Michel Gondran un argument fort en faveur de l'existence d’un tel éther lié à un référentiel privilégié. Bien plus, comme le montre l'auteur dans le paragraphe 6 de ce 10e chapitre du livre, l'interprétation de la relativité restreinte avec un référentiel privilégié peut être généralisée à la relativité générale dans une théorie de la gravité quantique.

Concernant le point qui nous intéresse plus particulièrement ici, la question de la vitesse de la lumière présentée comme une vitesse limite, Michel Gondran cite un théorème et des propos du physicien Jean-Marc Levy-Leblond ;. « Il n'y a plus de raison théorique de faire l'hypothèse que la vitesse limite, appelée constante de structure de l'espace-temps, soit celle de la lumière ». On peut seulement supposer, ajoute Michel Gondran, que la vitesse de la lumière est très proche de la vitesse limite. Le choix de l'égalité est un choix arbitraire que l'on peut faire, mais que l'on peut aussi récuser. Il est équivalent au choix arbitraire de prendre la masse du photon nulle. L'expérience a déjà montré par exemple que la masse du neutrino, qui a été considérée comme nulle pendant des dizaines d’années, ne l'est finalement pas. Si on suppose que la vitesse de la lumière n'est pas la vitesse limite, comme l'a toujours pensé de Broglie, alors la fonction d'onde du photon n'est pas donnée par les équations de Maxwell, mais par les équations de Proca avec une masse m très petite. Levy-Leblond ajoute que c'est un choix peu satisfaisant sur le plan épistémologique :

« Pourtant la démarche heuristique d'Einstein, toute couronnée de succès et justifiée historiquement qu'elle ait pu l'être, n'est guère satisfaisante sur le plan épistémologique. La principale critique que l'on peut lui adresser est d'établir ce que nous avons appelé une "super loi", appelée à régir tous les phénomènes physiques, en définissant leur cadre spatio-temporel commun à partir des propriétés d'un agent physique particulier : comment comprendre, dans une telle perspective, que la relativité einsteinienne, fondée sur l'analyse de la seule propagation de la lumière, ait vocation à s'appliquer aux interactions nucléaires, de nature pourtant essentiellement différente - et y soit effectivement valide ? »(Levy-Leblond 1996)

En conclusion, à la lecture du manuscrit de Michel Gondran, que nous ne commenterons pas davantage ici, il nous semble que deux interprétations de la relativité restreinte mériteraient aujourd'hui d'être explorées à nouveau, notamment au regard des résultats de l'expérience OPERA, si ceux-ci sont confirmés. La première est une interprétation que l'auteur appelle la relativité de de Broglie. C'est une théorie sans éther et où la vitesse de la lumière n'est pas la vitesse limite. La seconde est une interprétation qu'il nomme la relativité de Newton-Lorentz-Poincaré-de Broglie : C'est une théorie avec éther et où la vitesse de la lumière n'est pas la vitesse limite.


Moyenne des avis sur cet article :  4.53/5   (17 votes)




Réagissez à l'article

24 réactions à cet article    


  • robin 28 septembre 2011 10:46

    J’attends toujours partout la réponse à l’objection suivante :

    Lorsqu’un photon (ou un neutrino) est censé me quitter à la vitesse de la lumière c, ça veut dire par récirpocité que vu de lui je m’éloigne à -c, ce qui en relativité me confère aussitôt une masse infinie......résultat absurde.

    Tout les spécialistes de la relativité en ont conclu que le principe de réciprocité ne s’appliquait pas à cette classe d’entités. Conclusion colatérale : il devrait donc être tout simplement interdit de parler de la vitesse de ce type d’entités puisque parler de la vitesse de ces entités présuppose la validité pour elles du principe de réciprocité, VRAI ou FAUX ?

    La vitesse de cette classe de particule ne pourrait être évoquée que par rapport à un repère absolu immatériel et universel, celui de Newton, c’est à dire celui là même que Leibniz puis Einstein prétendaient éliminer....cruel paradoxe n’est-ce pas ?


    • Automates Intelligents (JP Baquiast) 28 septembre 2011 11:26

      Je répondrais, avec la prudence qui s’impose, que la masse de l’observateur ne changera pas plus que la masse du photon. Par ailleurs, vous savez que l’on discute encore pour savoir si celui-ci a une masse.
      Mais vous savez aussi qu’en mq on ne peut pas décrire une particule isolée, donc un photon isolé, à la fois par sa position et sa vitesse, mais par une synthèse probabiliste des 2 dite fonction d’onde.
      Le problème de la physique contemporaine est de concilier ces deux approches. Les chercheurs que j’ai cités dans l’article s’y efforcent. On en reparlera.


    • ffi ffi 28 septembre 2011 16:19

      Prenons deux photons,
      Ils vont chacun à la vitesse c l’un par rapport à l’autre.
      Ne devraient-il pas avoir chacun une masse infinie ?
      Or les photons ont une masse infime...


    • Indépendance des Chercheurs Indépendance des Chercheurs 1er octobre 2011 17:35

      Dans la relativité, les vitesses ne s’ajoutent pas et, de surcroît, il n’existe pas de système inertiel au repos pour le photon si celui-ci a une masse strictement nulle. Si ce n’est pas le cas, la transformation de Lorentz pertinente donne le bon résultat.

      A propos des livres de Smolin et Magueijo. Le premier est une collection de contrevérités, précisément au détriment de notre collègue Luis Gonzalez-Mestres. Smolin prétend tout d’abord que ce dernier n’aurait pas diffusé ses idées originales dans les années 1990, alors qu’une simple recherche sur arXiv.org prouve le contraire :

       http://arxiv.org/find/grp_physics/1/au :+Gonzalez_Mestres/0/1/0/all/0/1

      Et c’est en ignorant cette évidence, que Smolin attribue sans raison valable à Sidney Coleman et Sheldon Glashow des idées originales (notamment, la possible suppression de la limite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin par une violation de la relativité restreinte dans un scnéario incorporant un repère inertiel privilégié) qu’en réalité Gonzalez-Mestres a été le premier à proposer et depuis bien avant, même si Coleman et Glashow s’emparent de l’idée et évitent de le citer. Voir nos articles :

      Gonzalez-Mestres, Glashow, Smolin, relativité... (I)

      Gonzalez-Mestres, Glashow, Smolin, relativité... (II)

      Lee Smolin, CNRS, crise et critique des institutions (I)

      et, de Luis Gonzalez-Mestres :

      A propos de “Rien ne va plus en Physique”, de Lee Smolin (I)

      Le livre de Lee Smolin « Rien ne va plus en Physique » (I)

      Quant à la question du « faster than light », c’est un sujet qui, en dehors des tachyons qui ne violent pas la symétrie de Lorentz et se prêtent à des réinterprétations, a en réalité été lancé en 1995 par Luis avec cet article :

      http://arxiv.org/abs/astro-ph/9505117
      Properties of a possible class of particles able to travel faster than light

      Cordialement

      Le Collectif Indépendance des Chercheurs
      http://science21.blogs.courrierinternational.com/
      http://www.mediapart.fr/club/blog/Scientia


    • Indépendance des Chercheurs Indépendance des Chercheurs 4 octobre 2011 13:04

      Bonjour,

      C’est dommage, mais un examen rapproché a mis en évidence en quelques jours que l’annonce d’OPERA ne tient pas la route. En clair, elle est strictement incompatible avec nos connaissances expérimentales déjà bien établies dans la Physique des Particules et l’Astrophysique. Voir cet article de Luis Gonzalez-Mestres :

      http://arxiv.org/abs/1109.6630
      Astrophysical consequences of the OPERA superluminal neutrino

      et déjà, la veille, l’introduction de cet article :

      http://arxiv.org/abs/1109.6308
      Comments on the recent result of the « Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam »

      La campagne de presse du CNRS était prématurée et sans fondement. Ils auraient mieux fait de se poser avant le genre de questions qui ont été soulevées par la suite.

      D’autant plus, que tout le monde sait que les expériences dans le domaine de la Physique des Neutrinos sont très difficiles, et qu’il y a déjà eu par le passé un certain nombre d’annonces erronées.

      Les institutions scientifiques publiques doivent-elles recourir à un style de communication d’inspiration commerciale ou politicienne ?

      Cette question d’ordre éthique devrait, de notre modeste point de vue, être abordée dans la sérénité après le fiasco strident du coup de pub autour des données d’OPERA basé sur l’annonce par cette collaboration d’une valeur supraluminale de la vitesse du neutrino.

      Si lutter contre l’inertie des « mainstreams » (courants dominants) est une nécessité quotidienne, respecter des principes de rigueur et de clarté l’est tout autant.

      Voir notre article à ce sujet :

       http://science21.blogs.courrierinternational.com/archive/2011/10/01/vitesse -de-la-lumiere-opera-et-superbradyons-ii.html

      Vitesse de la lumière, OPERA et superbradyons (II)


      Le 1er octobre, Atlantico écrit : « Ce ne sont pas les neutrinos qui vont trop vite, ce sont les médias », à propos de l’annonce de la collaboration OPERA sur la vitesse critique dans le vide du neutrino associé au muon. Lequel neutrino serait légèrement supraluminal. Alors que Cyberpresse exalte « Plus vite que la lumière : du boulot pour les cerveaux ! » et le Courrier Picard alerte à son tour : « High-Tech. Un accélérateur américain détrôné par le LHC ferme ses portes », évoquant la fermeture prochaine du Tevatron dans l’Illinois. Sur cette fermeture du Tevatron, Nature commente : « Fermilab faces life after the Tevatron ». Mais quel est le rapport entre les enjeux financiers et les annonces institutionnelles plus ou moins sensationnalistes sur des « découvertes » ? France Soir emploie le titre « Théorie de la relativité  : Einstein avait raison », se référant à un article de Radoslaw Wojtak, Steen H. Hansen et Jens Hjorth intitulé « Gravitational redshift of galaxies in clusters as predicted by general relativity » et paru également dans Nature. Mais l’analyse de France Soir est inexacte sur au moins deux points. Le premier, comme déjà évoqué dans notre article « Vitesse de la lumière, OPERA et superbradyons (I) », réside dans l’attribution à Einstein de la paternité exclusive de la théorie de la relativité au détriment du rôle bien connu d’Henri Poincaré qui fut le véritable auteur de la relativité restreinte, même si Einstein élabora par la suite la relativité générale que le résultat paru dans Nature vient de vérifier encore. Mais surtout, France Soir estime à tort que l’annonce récente d’OPERA « remettait totalement en cause la théorie de la relativité d’Einstein ». En réalité, il s’agit d’un écart relatif de 2.5 x 10−5 entre les vitesses critiques du neutrino associé au muon et du photon. C’est une violation de la relativité restreinte, certes, mais faible dans l’absolu (même si elle est beaucoup trop forte pour être phénoménologiquement viable) et sans rapport avec la vérification de la relativité générale parue dans Nature dont l’intérêt n’est point en cause. A propos du résultat d’OPERA, notre collègue Luis Gonzalez-Mestres, cherchant notamment à explorer le rôle éventuel de son hypothèse des superbradyons dans la génération d’une telle anomalie, a tout d’abord entrepris de vérifier dans un cadre général la consistance globale entre cette annonce d’une vitesse supraluminale du neutrino et les données expérimentales bien établies de la Physique des Particules et de l’Astrophysique. En clair : que se passerait-il inévitablement si le neutrino avait une telle vitesse critique ? Luis Gonzalez-Mestres a ainsi abouti, de manière indépendante de toute théorie spécifique, au constat d’une inconsistance claire entre l’annonce du 22 septembre de la collaboration OPERA et ce contexte expérimental. Il s’ensuit que l’idée d’un caractère supraluminal aussi marqué pour le neutrino associé au muon doit en tout état de cause être dès à présent abandonnée, même si la porte reste ouverte à de possibles violations de l’invariance de Lorentz beaucoup plus faibles. Les données d’OPERA semblent donc avoir comporté une erreur expérimentale.

      [la suite, sur le lien http://science21.blogs.courrierinternational.com/archive/2011/10/01/vitesse -de-la-lumiere-opera-et-superbradyons-ii.html ]

      Cordialement

      Le Collectif Indépendance des Chercheurs

      http://science21.blogs.courrierinternational.com/

      http://www.mediapart.fr/club/blog/Scientia


    • robin 28 septembre 2011 13:19

      Par Automates Intelligents (JP Baquiast) (xxx.xxx.xxx.37) 28 septembre 11:26

      Je répondrais, avec la prudence qui s’impose, que la masse de l’observateur ne changera pas plus que la masse du photon. Par ailleurs, vous savez que l’on discute encore pour savoir si celui-ci a une masse.
      ----------------------------------

      C’est bien parce que masse et énergie ont un caractère apparemment absolu qu’ils ne font pas bon ménage avec une théorie qui prône le relativisme.


      • robin 28 septembre 2011 13:29

        On touche aussi aux limites philosophiques de la relativité avec le problème des jumeaux de Langevin : Par une expérience de pensée, on imagine deux jumeaux : l’un qui reste sur terre et l’autre qui part dans un vaisseau à une vitesse proche de la vitesse de la lumière et la conclusion à la lumière de la théorie Einsteinienne c’est que l’un vieillira plus que l’autre, introduisant par là uen ASYMETRIE dans une situation qui en relativité devrait totalement pouvoir se décrire depuis l’un des jumeaux, comme depuis l’autre.

        On me rétorquera qu’on introduit dans le système des accélérations, mais par rapport à quoi sont référencées ces accélérations ?

        Tout se passe comme si les effets de relativité restreinte restaient de pures illusions « d’optique » tant qu’on introduit pas d’accélérations dans le système, mais dès qu’on introduit des accélérations, on rend objective dans la réalité ces « illusions d’optiques » spatio-temporelles et on disjoint les deux jumeaux en 2 sous-espace-temps distincts ien qu’on ait l’illusion que les 2 frères appartiennent toujours à un seul et même espace-temps.

        On s’aperçoit à un moment ou à un autre de la nécessité de trouver un repère absolu pour pouvoir décrire objectivement le contenu énergie-masse d’un système qui sans cela serait sujet à des illusions permanentes dues aux changements d’état des référentiels.


        • ffi ffi 28 septembre 2011 16:28

          Déjà que la masse elle-même n’est en fait pas très bien définie.

          Newton la voyait comme le produit de la densité par le volume (la densité étant mesurée par rapport à l’eau dans une expérience de poussé d’Archimède, je présume).

          Accélérer plus une masse plus grosse avant de heurter le clou, l’enfonce plus...


        • robin 28 septembre 2011 16:55

          Par ffi (xxx.xxx.xxx.3) 28 septembre 16:28

          Déjà que la masse elle-même n’est en fait pas très bien définie.

          Newton la voyait comme le produit de la densité par le volume (la densité étant mesurée par rapport à l’eau dans une expérience de poussé d’Archimède, je présume).

          Accélérer plus une masse plus grosse avant de heurter le clou, l’enfonce plus...
          --------------------------------
          ET l’inertie c’est un sacré morceau à comprendre aussi !


        • ffi ffi 28 septembre 2011 17:06

          Oui, je sens revenir le fameux débat entre la masse inertielle et la masse pesante...

          Quel bazar en physique !


        • zakari 28 septembre 2011 16:41

          si toi tu le ne vois pas lui te voit

          @ l’auteur de l’article

          Pourquoi écrivez vous ? Les avatars de l’espace-temps dans la physique contemporaine.

          L’imagerie cérébrale « révèle » ce que nous regardons
          d’autres parlent de mécanique irm


          • robin 28 septembre 2011 16:53

            Par ffi (xxx.xxx.xxx.3) 28 septembre 16:19

            Prenons deux photons,
            Ils vont chacun à la vitesse c l’un par rapport à l’autre.
            Ne devraient-il pas avoir chacun une masse infinie ?
            Or les photons ont une masse infime...

            ---------------------
            Non, car ce qui les sauvent c’est qu’au repos ils ont une masse nulle, nulle+infini = valeur donnée qui d’ailleurs n’est pas une masse mais une énergie h.nu


            • ffi ffi 28 septembre 2011 17:11

              Ah oui, 0 * ∞² = hυ
              Que je suis bête... Ou avais-je la tête...


            • bdosne 28 septembre 2011 17:02

              Je ne suis pas spécialiste, mais concernant la problématique de la réciprocité posée par Robin, c’est effectivement connu depuis le paradoxe des jumeaux, évoqué dans un message plus haut. Il y a une bonne explication sur Wikipedia :

              http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_des_jumeaux

              L’argument essentiel est que les référentiels ne sont pas équivalents.

              Mais bon, il y a de quoi se remuer les méninges. C’est d’ailleurs ce qui est intéressant avec la relativité, elle défie notre intuition quotidienne.

              Nous n’avons - heureusement - affaire qu’à des vitesses largement infra-luminiques dans notre expérience de tous les jours, sinon imaginez les complications d’emploi du temps :)


              • franc 28 septembre 2011 18:42

                article remarquable ou intelligent comme le surnom de l’auteur 


                je pense que la 2è théorie de la relativité restreinte,celle de Lorentz-newton -Poincaré-de Broglie devrait vraisemblablement voire inéluctablement s’imposer.Celle-ci est conforme aussi aux travaux remarquables de Smolin sur une théorie plus générale avec un espace de phase à 8 dim contenant l’espace temps et l’espace des moments 

                • COVADONGA722 COVADONGA722 28 septembre 2011 20:46

                  bonsoir , j’ai essayé de comprendre le texte, pour les commentaires je suis pas « outillé »
                  mais un truc m’interpelle je ne parle pas technologiquement mais « intellectuellement »
                  le concept que l’on disait de science fiction du voyage dans l’espace temps est il desormais devenu une « hypothese » ?
                  Asinus.


                  • ffi ffi 28 septembre 2011 22:58

                    Non, le voyage dans le temps, c’est du délire. De tels concepts montre l’errance intellectuelle des sciences du XXème siècle.


                  • robin 28 septembre 2011 21:27

                    Quand on parle de photons ou toute particule censée se déplacer à la vitesse de la lumière dans le cadre de la relativité en fait on est d’emblée dans un non sens, car la formule de transformation de Lorentz cesse justement d’être valide à la vitesse de la lumière, puisqu’elle crée des infinis : pour le photon un temps qui passe instanément dans un espace de dimension nulle. La formule de la relativité ne fonctionne qu’un peu en dessous de la vitesse de la lumière après c’est le grand inconnu (autres dimensions, espaces imaginaires, ou fractionnaires ?) donc malgré les interventions de certains qui dans un autre fil ne m’ont toujours pas compris, parler de vitesse (sous entendu de vitesse relative par rapport à tout référentiel ordinaire) d’un photon n’a pas de sens. La notion de vitesse est intrinsèque à la notion d’espace et de temps, 2 entités que le photon ignore superbement. La seule chose qu’on pourrait observer du photon c’est peut être son « ombre portée » depuis la dimension supplémentaire dans lequel il se trouve.


                    • riemann66 28 septembre 2011 21:45

                      Bien compliquées toutes ces réflexions sur l’espace-temps.

                      Einstein avait des idées un peu confuses sur la relativité entre l’espace et le temps, Minkowski (dont il avait séché les cours à l’EPFL - Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich - 1896 à 1900) arriva avec une belle représentation géométrique dans un espace quadri-dimensionnel et tout devint clair. Ce brave homme n’arrivait pas à passer de la cinématique des mouvements uniformes à celle des mouvements accelérés et Grossmann, son collègue de Zurich, lui fit découvrir la géométrie des espaces courbes développée par Riemann.

                      Aujourd’hui, des chercheurs comme Edward Witten et bien d’autres ont de la peine à se représenter la théorie des cordes et autre M-théorie sensées expliquer le monde.

                      La suite ici : pFormes

                      SGDG


                      • zakari 29 septembre 2011 03:28

                        @ ffi
                        « Non, le voyage dans le temps, c’est du délire. »

                        réponse :
                        oui ,d’ailleurs vous y êtes en plein dedans

                        « De tels concepts montre l’errance intellectuelle des sciences du XXème siècle. »

                        reponse :
                        Y voir un concept intellectuelle était une errance
                        M’aviez vous vu venir ?


                        • Automates Intelligents (JP Baquiast) 29 septembre 2011 16:39

                          Post-sciptum au 29/09/201

                          Il est évident que les retombées théoriques de l’expérience OPERA, si les observations sont confirmées, pourraient être considérables. Nous nous efforcerons de vous les résumer du mieux possible. Non seulement la « nature » du neutrino sera précisée, mais son existence et surtout sa vitesse de déplacement commencent à être utilisées par des promoteurs de la théorie des cordes à titre de démonstration de certaines de leurs hypothèses. Ce sera un point important car jusqu’à présent cette théorie souffrait du manque d’expérimentation. On lira sur ce point un article de notre correspondante Lisa Grossman dans le NewScientist http://www.newscientist.com/article/mg21128322.900-lightspeed-neutrinos-point-to-new-physical-reality.html?full=true

                          Sous l’angle de la mécanique quantique, se posera aussi sans doute la question de savoir s’il sera possible de manipuler des neutrinos convenablement protégés des interactions, comme on le fait des photons, par exemple dans des expériences d’intrication.

                           


                          • franc 29 septembre 2011 17:07

                            Il ya contradiction entre le principe de l’équivalence entre masse et énergie et le principe de équivalence entre particule et onde 


                            si E =mc2 et E=hu pour une particule de masse m et de fréquence u de l’onde associée 

                            alors pour le photon ,ou bien m=0 alors E=oc2=0=hu avec hu différent de 0


                            ou bien m est différent de 0 alors d’après la relativité d’Einstein puisque le photon va à la vitesse de la lumière E serait infinie,or hu est fini que le photon soit au repos ou en mouvement 



                            il ya trop de contradiction dans la théorie d’Einstein en théorie comme dans l’expérimentation,dernièrement on a découvert des planètes qui échappe à la théorie de la relativité ,sans compter sa contradiction avec la théorie quantique .

                            • franc 29 septembre 2011 17:14

                              j’ajoute que la relation d’équivalence entre masse et énergie est fondamentale pour la physique relativiste comme quantique et bien sûr pour la théorie d’Einstein et de même pôur l’&quivalence entre la particule et l’onde en effet ,c’est sur ce principe que Einstein a expliqué le phénomène photo-électrique qui lui valut le prix Nobel et non pas la théorie de la relativité 


                              • riemann66 29 septembre 2011 18:34

                                La physique mathématique a mathématisé la physique, cherchant par tous les moyens à remplacer l’espace perçu, simple mais peuplé de forces complexes, par un espace complexe libéré des forces, dans lequel les trajectoires deviennent des droites (des géodésiques). C’est une longue histoire, une tentative d’une grande élégance pour géométriser les forces physiques. Les contradictions rencontrées ici et là ne remettent pas en question cette démarche, tout juste quelques points d’étapes plus ou moins bien choisis. A ce jour, les mesures ont été établies sur l’outil qui paraissait le plus puissant, la lumière et rien de ce qui était susceptible de dépasser sa vitesse ne pouvait être mesuré. Demain il se peut que les neutrinos remplacent les photons, ça ne remettra pas en question la démarche « relativiste », ni n’enverra aux oubliettes les Lorentz, Poincaré, Minkowsky, Einstein et autres explorateurs de la géométrie de l’Univers.

Ajouter une réaction

Pour réagir, identifiez-vous avec votre login / mot de passe, en haut à droite de cette page

Si vous n'avez pas de login / mot de passe, vous devez vous inscrire ici.


FAIRE UN DON







Palmarès