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Physique contemporaine et mystères mathématiques

S’il y a bien une science qui fascine le grand public mais aussi passionne intensément ceux qui la font progresser, c’est la physique. Les équations de Newton ont suscité beaucoup d’interrogations pendant le siècle des Lumières, notamment dans les cercles maçonniques où la religion naturelle fut instaurée avec le déisme, le grand architecte et la foi en une Raison capable d’éclairer le chemin moral de l’homme, mieux que ne le fait la religion révélée et ses Ecritures. Comme on le constate, la physique ne sert pas uniquement à faire des machines et envoyer des vaisseaux dans l’espace. Elle produit une représentation de la nature et parfois sert de prétexte heuristique dans des quêtes philosophiques voire même religieuses. Depuis presque un siècle, la nouvelle physique n’échappe pas aux interrogations d’ordre philosophique ou même religieux. Les livres sur ces thèmes se comptent par dizaines. Par exemple les méditations de Fritjof Capra sur les similitudes entre la physique des particules et les philosophies orientales, ou alors les conversations entre Bohm et Krishnamurti, sans oublier les spéculations sur un principe anthropique traduit mathématiquement par un réglage des constantes permettant l’apparition de la vie et de la conscience. Les mathématiques de la physique sont presque aussi inintelligibles que les Evangiles ou certaines sourates du Coran. Quels sont donc ces mystères qui se cachent derrière les fonctions d’ondes et autres matrices de spin ?

La physique moderne repose sur l’expérimentation et la mesure. On peut la considérer sous plusieurs angles. Simplement comme une méthode permettant de mesurer, représenter et établir des lois phénoménales. Ou bien comme livrant une connaissance de ce qu’est la Nature physique. Ou encore comme la science qui formalisme le lien entre l’expérience et la Nature. La première option conduit vers le positivisme, la seconde option vers le réalisme (qui peut être un monisme à la Spinoza ou un dualisme à la Platon ou encore autre chose) et la troisième vers une sorte de conceptualisme moderne ayant quelque connivence avec la gnoséologie kantienne.

On peut distinguer (i) la physique classique avec des notions et des variables en relation directe avec le monde sensible et étendu dans lequel nous vivons et (ii) la physique contemporaine dont une partie des formules mathématiques n’a aucun sens si on les raccorde aux catégories de notre monde étendu, perçu et mesuré. La physique de Newton est classique. Les trajectoires, forces, accélérations, rotations, vitesses, masses, positions, sont des notions en correspondance avec notre vécu. La théorie de Maxwell s’inscrit également dans la physique classique. Une ligne de champ autour d’un aimant est invisible mais si l’on saupoudre cet aimant de limaille de fer, celle-ci forme une figure correspondant aux lignes de champ. La physique quantique n’est pas classique. Prenons une particule dotée d’un spin 1/2. Cette propriété est décrite comme une rotation interne mais la représentation n’utilise pas l’image géométrique d’un point se déplaçant sur un cercle. Il faut utiliser les matrices (2 × 2) de Pauli qui sont les bases d’une structure algébrique, le groupe de Lie SU(2). L’une des matrices possède des nombres complexes. Pour que la particule revienne à son état initial, il faut effectuer une rotation de 720 degrés. Cette représentation défie le sens commun et ne peut pas s’interpréter avec une image classique, pas plus que d’autres notions fondamentales en mécanique quantique comme l’état, le vecteur d’état, l’opérateur et bien d’autres choses. Dans la physique classique, il y a une correspondance directe entre les représentations mathématiques et la signification physique. Dans la physique quantique, cette correspondance n’existe plus. Le physicien est face à des pages de symboles mathématiques. Le seul point de raccordement entre la théorie et l’expérience, c’est l’observable. Pour le reste, les notions utilisées en mathématiques quantiques peuvent avoir deux statuts. Ou bien ce sont des outils mathématiques sans lien avec la « nature quantique », ou bien ce sont des notions en correspondance avec cette même « nature quantique », mais alors il faut essayer de comprendre quelle est cette réalité car elle ne se conçoit pas avec les catégories de la physique classique. Le spin n’a rien à voir un disque vinyle tournant sur une platine.

Le caractère non familier des notions quantiques a été souligné par Dirac dès l’introduction de son ouvrage faisant référence (traduit en français, Les principes de la mécanique quantique, PUF, 1931) : « Les nouvelles théories sont construites en partant de concepts qui ne peuvent pas être décrits au moyen des notions qui nous sont familières et dont on ne peut même pas définir le contenu au moyen des mots communs ». Plus précisément, la nouvelle physique des années 30 utilise de plus en plus la théorie des transformations, en usage dans la relativité puis la théorie des quanta. La progression se fera en cherchant des équations qui soient invariantes par rapport à des transformations de plus en plus générales selon Dirac qui par ailleurs souligne le rôle prépondérant joué par l’observateur qui introduit lui-même dans ses observations les régularités qui s’y manifestent. Cette remarque est importante. La physique contemporaine instaure ainsi une relation (d’information ?) entre l’observateur et la nature. D’ailleurs, il est possible d’interpréter la mécanique quantique mais aussi l’entropie sous l’angle d’information reliant deux systèmes (Rovelli). En mécanique quantique, le physicien intervient dans la représentation.

Dirac pointe une subtilité de plus dans la mécanique quantique. Il existe deux possibilités de cadre mathématique pour présenter la théorie. D’abord la méthode symbolique qui utilise de manière abstraite les grandeurs fondamentales (invariants, transformations…). Ensuite la méthode des coordonnées ou des représentations, qui emploie les systèmes de nombres correspondant à ces grandeurs. C’est la seconde méthode qui était employé au temps de Dirac, avec deux options, la mécanique ondulatoire (de Broglie, Schrödinger) qui focalise l’attention sur les états du système et la mécanique des matrices (Heisenberg, Born, Jordan) qui privilégie les variables dynamiques. En fait, ces deux mécaniques sont équivalentes et n’en font qu’une. Dirac avait visiblement un regard pénétrant en décelant les deux cadres pour exposer les formalismes quantiques. Avec une question importante sur la signification de ces deux cadres. Ne sont-ils qu’une propriété mathématiques ou bien renvoient-ils à une signification physique profonde ? Difficile de répondre et d’ailleurs personne ne sait encore quelle sont les réalités décrites par l’ensemble du formalisme quantique. On se contentera de suggérer, avec Dirac, que ces formules traduisent la présence d’un ordre caché dans la « matière ». Cet ordre se dévoile dans des propriétés mathématiques devenues presque ordinaires, symétrie, invariance, jauge, transformations, conservations, etc.

La mécanique quantique est devenue plurielle, avec notamment le modèle standard où apparaissent d’autres formules tout aussi étrange, avec l’utilisation du groupe de Lie SU(3) des matrices (3 × 3) en usage pour décrire l’interaction forte, sans oublier ces ineffables quarks aux charges fractionnaires. De plus, la rencontre entre la physique quantique et la cosmologie fait intervenir d’autres subtilités mathématiques, par exemple la mousse de spin, les pavages de Penrose ou alors les branes. Il doit bien y avoir une signification physique derrière cet arsenal mathématique, mais laquelle ? La physique contemporaine est devenue plus que passionnante. D’autant plus que si une signification se dessine, il y a fort à parier qu’elle aura des conséquences déterminantes dans la compréhension du vivant et peut-être de l’origine de la vie.

 


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39 réactions à cet article    


  • Ruut Ruut 14 janvier 2014 08:47

    Pourquoi un Volcan ne provoque pas une poussée de notre astre dans l’Espace comme le fait un jet d’air dans l’Espace ?


    • robin 14 janvier 2014 10:56

      Il le fait surement mais à une échelle non déterminante.

      C’est comme le fait de construire de plus en plus hauteur en prenant le risque ainsi de diminuer la vitesse de rotation de la Terre.


    • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 11:08

      Eh bien non, un jet de volcan ne peut pas déplacer, même d’un nanomètre, la trajectoire de la terre prévue par la loi de Newton sauf si le volcan crache si fort que ses cendres parviennent à échapper à la gravité terrestre, ce qui est physiquement impossible, car il y faudrait une vitesse suffisante de (je me souviens plus, 11 km secondes) sans compter la résistance de l’air


    • popov 14 janvier 2014 12:37
      En fait quand un volcan expulse ses cendres, la trajectoire de la terre est modifiée, quelle que soit la vitesse des cendres.

      Ce qui n’est pas modifié, c’est la trajectoire du centre de masse du système formé par les cendres et la terre.

      La modification de la trajectoire de la terre est imperceptible du fait que la masse des cendres qui s’échappent est ridiculement petite par rapport à la masse de la terre.

    • Ruut Ruut 14 janvier 2014 13:39

      Sur 3 réponses 2 disent qu’il y a quelque chose mais que c’est infime et 1 dit qu’il n’y as rien sauf si ça sort de l’atmosphère.
      Réellement il se passe quoi ?
      Si les particules sortent de l’atmosphère il y as un impacte, donc a chaque lancement spatial nous faisons bouger notre planète ?

      Lorsque le soleil entre en irruption bouge il ?
      si oui, somment nous soumis a son mouvement puisque nous somment en orbite autour de luis ?
      je pensse que ces questions entrent bien dans le cadre de la Physique contemporaine et des mystères mathématiques.

      Quels théorèmes ou lois allez vous suivre pour avoir la réponse qui se rapproche le plus de l’observation ?
      L’observation peut elle être altérée et si oui par quoi ?
      Est ce que les éruptions jouent un rôle dans la stabilisation de la rotation de la terre autour du soleil ?

      Je vous pose ses question car je n’ai pas les réponses et que j’estime que vous pouvez les avoir.


    • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 14:00

      La question que vous avez posée se résout dans le cadre de la mécanique classique. Inutile de faire appel à la MQ ou la RG Il n’y a aucun mystère


    • popov 14 janvier 2014 14:20
      Pendant l’éjection des cendres, la terre acquière une vitesse dans le sens opposé : masse des cendre x vitesse des cendres + masse de la terre x vitesse de la terre = 0.

      La trajectoire de la terre est donc modifiée pendant l’éjection.

      Lorsque les cendres retombent sur la terre, en fait la terre attire les cendres et les cendres attirent la terre dans le sens opposé. La terre revient donc sur la trajectoire qu’elle avait avant l’éruption.

      Il n’y a pas de contradiction entre ce que dit Bernard Dugué et ce que je dis.

    • Aristoto Aristoto 14 janvier 2014 16:49

      Si j’attache le soleil d’un cordon bien solide et que je tire bien fort, faudra t il environ 8 minute pour que les premières arrive sur celui ci !!!

      Date ze quechtion ???!!!


    • Aristoto Aristoto 14 janvier 2014 16:50

      *première forces


    • izarn 14 janvier 2014 17:15

      Parceque le volcan n’est guère qu’une variation d’équilibre du magma central. C’est comme de prétendre que les taches solaires font bouger la trajectoire du soleil.
      Ca n’a pas de sens.


    • izarn 14 janvier 2014 17:20

      Pas con...Ca rejoint ma thése de l’équilibre...Si le magma bouge, c’est pour réequilibrer le centre de la terre en quelque sorte. Donc il n’est pas possible que cela ai un effet sur la trajectoire.


    • posteriori 14 janvier 2014 18:04

      Non, la réaction a lieu à l’endroit de l’action, donc la force opposée part du volcan et va vers le centre de la terre, si le volcan explose super-mega-hyper fort alors il risque de s’envoler rien de plus. On ne peut pas deplacer une piscine en jetant un caillou dedans, au mieux l’eau bouge.


    • popov 15 janvier 2014 12:40
      @ Aristoto 

      Si j’attache le soleil d’un cordon bien solide et que je tire bien fort, faudra t il environ 8 minute pour que les premières arrive sur celui ci !!!

      Quand vous tirez sur un câble, la tension que vous exercez se transmet le long du câble à la vitesse de propagation d’une onde de pression (ou de tension) longitudinale. C’est ce qu’on appelle la vitesse du son. Si le câble est en acier, la vitesse est d’environ 6 km/s. La distance terre-soleil étant d’environ 149 597 870 km, il faudra environ 290 jours pour que le soleil se rende compte que vous avez tiré sur le câble.

    • Ruut Ruut 15 janvier 2014 12:52

      Par popov (---.---.111.60) 14 janvier 14:20

      La trajectoire de la terre est donc modifiée pendant l’éjection.
      Lorsque les cendres retombent sur la terre, en fait la terre attire les cendres et les cendres attirent la terre dans le sens opposé. La terre revient donc sur la trajectoire qu’elle avait avant l’éruption.

      1. Que se passe il si a la place du volcan j’ai un lanceur spatial qui part des états unis et a la place des cendres, une navette qui reviens en Chine ? Il n’y as pas d’annulation.


    • popov 16 janvier 2014 11:24
      @Ruut

      Ce que les lois de Newton disent est valable dans un repère d’inertie (un système de coordonnées non accéléré). Dans un tel repère, le centre de masse d’un corp massif qui n’est pas soumis à des forces extérieures est soit au repos soit en mouvement rectiligne.

      Si, à cause de forces intérieures (ex, une éruption volcanique), le corps se scinde en deux, le centre de masse suit exactement la même trajectoire que si le corps n’avait pas été scindé. Si une autre force intérieure (ex. la gravité) amène les deux parties à se réunir, il se peut en effet que le corps massif re-formé n’ait pas exactement la même configuration qu’au départ.

      Ce que les lois de Newton disent, c’est qu’à n’importe quel moment, avant, pendant la séparation et après le réunion des fragments, la trajectoire du centre de masse n’est pas influencée pas les forces intérieures. La position relative des fragments peut bien sûr être différente.

      Donc dans le cas d’un missile lancé d’un point pour aboutir en un autre point de la terre, la trajectoire du centre de masse du système terre-missile ne va pas changer, mais les masses seront distribuées d’une façon différentes avant le lancement et après l’impact.

      Ceci, en première approximation, car il faut se rendre compte que la terre est soumise à des forces de gravitations extérieures de la part du soleil et de la lune, pour ne citer que les plus importantes. Ces forces s’exercent sur le missile le long de sa trajectoire avec une intensité légèrement différente, et cela peut influencer la trajectoire de la terre, sa vitesse de rotation, de même que la précession et la nutation de son axe de rotation. Mais cela est ridiculement infime du fait du rapport des masses entre la terre et le missile.

    • claude-michel claude-michel 14 janvier 2014 09:58

      La physique (surtout en culture)..pour avoir de belles formes l’été sur la plage...bon c’est loin pour moi...ma physique est un tantinet molle (avec l’âge et les ennuis physique)...bedonnant du bas vers le haut..avec des poussées modérées du haut vers le bas au moment des repas...ça m’arrive même (aimant le chant) de chanter des « cantiques » surtout pour Noël...mes petits enfant rigolant à me voir m’époumoner sur quelques notes (aux physiques décalés)...J’aime bien le rire des enfants ça ravigôtte...ça redonne du tonus... !
      J’aime bien lire Dugué...mais je n’y comprends rien a son langage particulier ?


      • bourrico6 14 janvier 2014 10:06

        mais je n’y comprends rien a son langage particulier

        Au final moi non plus, je comprends certains de ses mots, je sais ce qu’ils signifient, à quoi ils renvoient, mais ça s’arrête la.
        Dès qu’il commence à tout mélanger, et à enchainer 5 notions par phrase, c’est terminé.

        Les gens qui captent ça ici doivent se compter sur les doigt d’une main, et encore.


      • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 11:12

        Il n’y a pas de honte à ne pas comprendre un texte moi, je n’entends rien à Java et HTLM Par contre, il est dommage de ne pas faire l’effort de comprendre quand on a le niveau pour le faire

        J’espère bien qu’il y en a plus de 5 pour capter ce que j’écris en physique, vu que j’ai un projet de livre sur l’interprétation de la physique contemporaine


      • claude-michel claude-michel 14 janvier 2014 11:32

        Par Bernard Dugué...Vous ne pouvez pas vous empêcher d’être cinglant envers les gens qui ne sont pas de votre niveau...un aveu de supériorité infantile il me semble...un PSY pourrait vous en apprendre plus sur cette tare manifeste.. !
        Bonne journée.


      • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 14:06

        Cher Claude,

        le côté cinglant de mon message ne s’adressait pas à vous mais à votre interlocuteur qui visiblement, fait preuve d’une docte fainéantise


      • izarn 14 janvier 2014 17:16

        Vous avez raison de ne pas comprendre, ce texte est stupide.


      • bourrico6 16 janvier 2014 11:37

        Cinglant ?

        Je n’ai pas trouvé cinglant du tout.
        J’ajoute que vu le ton que j’emploie souvent, je m’attends en général à bien plus virulent.


      • Gollum Gollum 14 janvier 2014 13:53

        Ben moi j’ai à peu près compris.. smiley Oui je sais, je confirme, je suis exceptionnel.. smiley


        Mais le formalisme mathématique de la science moderne vis à vis de la MQ ne me convainc pas..

        Je ne suis pas convaincu que cela corresponde à une réalité comme avec les « objets » classiques..

        Même s’il y a adéquation entre les applications pratiques et le formalisme de la MQ.

        Je pense, intuitivement, que le formalisme mathématique, qui est un langage, est inadapté à certaines réalités qui demanderaient plutôt l’exercice d’un symbolisme..

        La science est adaptée au monde matériel macrocosmique, elle s’est construite là-dessus, sur le présupposé de l’existence d’objets indépendants étudiables.. Or la MQ me semble un intermonde entre un univers spirituel que l’ésotérisme postule mais qui n’est pas quantifiable ni expérimentable d’un point de vue quantitatif de la science classique et le monde classique du sens commun.

        Bon je n’ai pas suffisamment de compétences, malheureusement, mais je persiste à me montrer sceptique quant à la possibilité de fournir une image du monde correcte par l’intermédiaire d’une discipline, initialement créée pour le monde supposé matériel…

        Bref, si l’Univers est d’essence spirituelle essentiellement et pan-psychique dans ses composants, je ne donne pas cher de tous ces efforts là et on ne fera pas l’économie de modèles où le spirituel sera présupposé, sans preuve, parce que l’univers spirituel échappe à la preuve.

        Par contre il n’échappe pas à l’expérience, de la même façon que ma propre conscience personnelle n’échappe pas à mon expérience, et que cette même conscience est absolument improuvable par la science classique, MQ comprise...

        • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 14:04

          Je pense au contraire qu’il y a bien une réalité derrière la MQ et sans doute, derrière la cosmologie quantique ça fait près d’un siècle que les plus grands esprits cherchent ou bien il n’y a rien à trouver, ou bien ils n’ont pas utilisé le bon lampadaire pour éclairer les clés « perdues » de l’universel

          Une chose est sûre, la physique traite de relations et non pas d’objets De là à faire entrer l’observateur et même la perception, il n’y a qu’un pas mais un pas de géant Sur les épaules de Newton


        • Castel Castel 14 janvier 2014 15:54

          "La science est adaptée au monde matériel macrocosmique, elle s’est construite là-dessus, sur le présupposé de l’existence d’objets indépendants étudiables.."

          Un peu comme Jung avec la synchronicité, on peut aussi considérer qu’un mécanisme de création est à l’œuvre dans la recherche scientifiques. Si les scientifiques font des recherches intensives sur la MQ, ils finiront bien par trouver quelque chose qui permettront de révolution notre modèle du monde. On est ainsi parti d’une description du monde pour finir dans une description du monde. La science croit progresser alors que c’est le serpent qui se mord la queue.


        • izarn 14 janvier 2014 17:25

          Du moment que la RG et la MQ sont séparées, vous risquez de continuer à ne rien comprendre...
          Pour ma part, je considere qu’il y a à la base une erreur d’interpretation de la RG.
          Je crois qu’un astrophysicien français (Pecker ?) a dit que la plupart des physiciens (Quantiques ?) n’avaient pas encore compris la Relativité Générale...
          Donc on peut toujours délirer, sachant que 80% des physiciens ne comprennent meme pas leurs propres équations...
          Ces découvertes sont trop récentes, c’est normal.


        • olivier cabanel olivier cabanel 14 janvier 2014 14:28

          merci Bernard de ce tour d’horizon

          pour être tout à fait complet, j’aurais évoqué la poésie... cet art de la création, de l’intuition, sans qui les scientifiques, quels que soient leurs compétences, resteraient de tout petits garçons.
          non ?
           smiley

          • Dwaabala Dwaabala 14 janvier 2014 15:49

            Un article mesuré, qui n’introduit pas la divinité ou la spiritualité en prime.


            • Aristoto Aristoto 14 janvier 2014 16:57

              Ce charabiat et aussi incompréhensible que les texte religieux pour le profane de serf des ages médiévaux !!!

              On va tramer encore lontemps pour le Seigneur dugué !!!


              • Aristoto Aristoto 14 janvier 2014 16:58

                Ce charabiat et aussi incompréhensible que les texte religieux pour le profane de serf des ages médiévaux !!!

                On va tramer encore lontemps pour le Seigneur dugué !!!


                • izarn 14 janvier 2014 17:50

                  Le fond du problème c’est cette incompatibilité supposée entre les deux théories quantique et relativiste, non encore résolue.
                  La relativité s’attaque à l’espace temps, modulé par la gravitation.
                  Le quantique s’attaque au coeur de la matière, ou les nucléons semblent eternels. Ce qui correspond en gros au cas ou on est proche de la vitesse de la lumiere, proche de l’énergie pure. On peut ainsi dire que les nucléons sont quasi insensibles à l’espace temps.
                  De fait si la masse augmente de façon considerable, ils se cree un espace temps ou les distances sont diminuées (RG), alors que les nucléons ont les memes dimensions (je simplifie). C’est ce qui se passe au coeur du soleil. Ce qui explique la fusion nucléaire spontannée et parfaite. Ce qui n’a rien à voir avec la fusion dans les bombes H ou le fameux cyclotron à vapeur : ITER. Ces machines n’utilisent pas la gravitation, mais la vitesse des nucléons qui vont se percuter pour fusionner, d’ou instabilité considérable, et meme incontrolable.
                  C’est intuitif, mais je pense que ce n’est pas trés loin de la vérité...


                  • Bernard Dugué Bernard Dugué 14 janvier 2014 18:56

                    En effet, les nucléons et surtout les fermions

                    comment coupler la dynamique des fermions avec le tenseur de métrique g de la RG qui visiblement, ne veut pas des fermions ?

                    il faut trouver une astuce et Rovelli l’a trouvée je pense


                  • popov 15 janvier 2014 14:42
                    @Bernard Dugué

                    En électrodynamique quantique, il y a ce qu’on appelle les fluctuations du vide. Une particule peut surgir du vide et exister pendant un temps inférieur ou égal à h-barre divisé par la masse de la particule x c^2. Plus la particule est massive, moins longtemps elle peut exister. 

                    La mécanique quantique permet donc une violation de la loi de conservation de l’énergie pendant un temps défini comme ci-dessus. La particule virtuelle emprunte de l’énergie au vide et la restitue lorqu’elle disparait. Ce genre de création doit respecter les autres lois de conservations, comme celle de la charge électrique. Donc en fait, un électron ne peut être créé seul. Par contre, une paire électron-positron peut apparaitre et exister pendant environ 6 10^-22 s avant de s’annihiler. De telles particules virtuelles ne peuvent pas être détectées mais elles peuvent produire des effets mesurables (effet Casimir).

                    Mais il y a un problème. Si une paire électron-positron apparait pendant un temps même très court, leur masse devrait produire un effet gravifique. On devrait donc avoir une petite « onde de gravité » qui devrait continuer à se propager après l’annihilation de la paire. Mais cette onde devrait porter une certaine énergie et cette énergie ne peut être créée à partir de rien. Ceci est un exemple simple qui montre que la MQ n’est pas compatible avec la RG.

                    Je ne sais pas comment on va pouvoir réconcilier la MQ et la RG, mais un problème semblable a été résolu au début du siècle dernier.

                    Avant la MQ il y avait le modèle de l’atome de Thomson : les électrons se trouvaient dans le nucléon comme des raisins dans un gâteau. Si un èlectron se trouve dans un milieu chargé positivement de façon homogène et qu’on le déplace (en appliquant un champ électrique), il ressent une force de rappel proportionnelle à ce déplacement. Son équation du mouvement classique est celle de l’oscillateur harmonique. Ce modèle simple parvenait à rendre compte de certaines interactions entre les atomes et la lumière.

                    Puis il y a eu l’expérience de Rutherford qui a montré que l’atome était constitué d’un noyau positif beaucoup plus petit que le volume de l’atome. Les électrons devaient donc se trouver autour du noyau et non dedans. Le problème, c’est que si l’électron gravite autour du nucléon comme une planète autour du soleil, en décrivant par exemple une trajectoire circulaire, son mouvement est accéléré (une accélération étant par définition un changement de vitesse en grandeur ou en direction). Or, d’après les équation de Maxwell, une charge soumise à une accélération doit rayonner de la lumière et perdre constamment de l’énergie. En mécanique classique, un électron qui tournerait autour du noyau devrait donc perdre de l’énergie et tomber sur le noyau. Un tel système ne peut être stable.

                    A l’aube de la MQ, après que De Broglie ait émis l’hypothèse de la dualité onde-particule, Bohr a construit un modèle de l’atome où les « orbites » électroniques doivent être telles que leur longueur soit un nombre entier de longueurs d’onde. Ce modèle rendait compte du rayon de l’atome. Il a ensuite décrété que sur ces orbites, pour une raison mystérieuse, les électrons ne rayonnaient pas de lumière.

                    Arrive l’équation de Shroedinger dont les solutions sont des fonctions propres que l’on peut calculer analytiquement pour l’atome d’hydrogène. En essayant d’interpréter ce résultat en termes classiques, on s’est rendu compte qu’il fallait considérer ces fonctions d’ondes comme des densités de probabilité de présence de l’électron dans n’importe quelle région de l’espace. On s’est ensuite rendu compte que ces fonctions d’ondes permettaient de définir des « positions moyennes » et que ces positions moyennes obéissaient aux équations de la mécanique classique. C’est cette interprétation qui assure en quelque sorte le lien entre la MQ et la MC.

                    Pour l’atome d’hydrogène les fonctions d’onde solutions de l’équation de Shroedinger donnent des positions moyennes fixes et qui plus est, si on perturbe le système avec un champ électromagnétique, les positions moyennes se mettent à osciller comme dans le modèle de Thomson.

                    Voila en quelques mots la démarche qui a permis de « comprendre » comment un électron peut se trouver confiné au voisinage du noyau sans émettre continuellement de l’énergie par rayonnement électromagnétique et sans pour autant violer les équations de Maxwell.

                    De façon similaire (peut-être) il faudra un jour trouver, au moins, le moyen d’expliquer comment une paire électron-positron peut surgir du vide sans violer les lois de la RG. Disons que nous en sommes en quelque sorte au stade de l’atome de Bohr où il faut décréter que ces particules virtuelles ne rayonnent pas d’énergie gravifique.

                    Comme vous l’avez suggéré dans des articles précédents, vous avez peut-être une petite idée à ce sujet, mais vous vous gardez bien de la divulguer. Faudra-t-il attendre la publication de votre futur livre ?

                    • Bernard Dugué Bernard Dugué 15 janvier 2014 15:40

                      Merci pour ces précisions.

                      Le pb que vous soulevez me semble difficile à résoudre intuitivement, l’électron devrait produire non pas une onde de gravité mais un quantum d’espace temps en gravitation quantique et pour le positron c’est un quantum d’anti espace temps. Au final, le résultat devrait être nul puisque les deux s’annihilent

                      Pour info, la possibilité d’anti-spacetime n’est pas une fantaisie de ma part, elle est abordée sérieusement dans un papier cosigné par Rovelli


                    • popov 15 janvier 2014 17:16

                      Ah, deux déformations de l’espace temps qui s’annihileraient en se superposant, comme un soliton et un anti-soliton. Oui, c’est peut-être une piste.


                    • popov 16 janvier 2014 11:39
                      @Bernard Dugué

                      Et encore faudrait-il que le quantum d’espace temps et son anti quantum aient des énergies de signes opposés pour que la somme soit nulle. Il introduit des énergies négatives Rovelli ?

                    • popov 18 janvier 2014 14:17

                      @Bernard Dugué


                      Non, à mon avis, on a le choix entre :

                      1 Trouver une raison pour laquelle aucune énergie gravifique n’est rayonnée lors de la création-annihilation d’une paire électron-positron virtuelle.

                      2 Découvrir que le processus de création-annihilation est en fait provoqué par la présence préalable de la quantité nécessaire d’énergie gravifique au bon endroit, au bon moment et sous la bonne forme.

                      3 Admettre que ce processus ne respecte pas la loi de conservation de l’énergie. Ce qui revient à admettre que de l’énergie gravifique est créée à partir de rien chaque fois qu’une paire de particules virtuelles apparait, à moins qu’il n’existe un processus équiprobable et à découvrir qui détruirait cette énergie.


                    • popov 15 janvier 2014 15:25

                      oops, lire « noyau » où j’ai écrit « nucléon ». Désolé pour ce lapsus.


                      • Ruut Ruut 21 janvier 2014 18:39

                        A partir de quelle taille passons nous de la RG a la RQ ?
                        A cette taille les 2 lois cohabites, pourquoi ?

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