Une nouvelle recette de la gravité pourrait y aider ?
1 – En effet, si (et seulement si) la gravité provient
bien de l’entropie (qui n’est jamais qu’une mesure de l’incertitude ou du
désordre dans un système, quantifiant le nombre de configurations possibles que
le système peut adopter), les scientifiques pourraient unir la relativité
générale d’Einstein avec le domaine quantique tout en faisant la lumière sur la
matière noire et l’énergie noire.
Mais cette façon d’envisager les choses suggère que le concept de « gravité quantique » pourrait aussi provenir de l’entropie, résolvant peut-être des énigmes mises en avant par l’insaisissable univers sombre – et, si elle est vraie, cette nouvelle théorie pourrait également unir enfin la relativité générale d’Albert Einstein avec le domaine quantique.
Graal de la physique moderne et de la cosmologie actuelle…
Car en effet, depuis le début du XXème
siècle, la théorie de la relativité générale d’Einstein est la meilleure
description que nous ayons du fonctionnement de la gravité.
Cependant, à peu près au moment où Einstein a inventé la relativité générale, les scientifiques ont également développé les fondements de la mécanique quantique.
Depuis lors, les deux théories ont été testées, révisées et améliorées, résistant à l’épreuve du temps et convainquant tous les sceptiques de la communauté scientifique. Mais il y a un problème et un gros : Ils ne peuvent pas travailler ensemble. Les deux théories semblent incompatibles…
Et elles continuent de défier les tentatives de les unifier. Une « théorie du tout » qui englobe à la fois la relativité générale et la physique quantique a contrecarré les efforts d’esprits aussi grands que Stephen Hawking, et même Einstein lui-même.
Et combien d’autres illustres et anonymes…
L’un des principaux obstacles concerne le fait qu’il
n’existe pas de théorie de la « gravité quantique ».
Et c’est là qu’intervient la belle Ginestra Bianconi, prof’ de maths appliquées à l’Université de la reine Mary (Queen Mary) of « London-on-the-Thames ».
Elle suggère un cadre qui verrait la gravité quantique émerger de ce qu’on appelle habituellement « l’entropie relative quantique », un concept qui mesure à quel point deux états quantiques sont dissemblables.
Développée en 1915, la relativité générale suggère que la gravité apparaît parce que les corps ayant une masse provoquent la déformation du « tissu de l’espace-temps » (l’unification quadridimensionnelle de l’espace et du temps) : Plus la masse d’un objet est grande, plus la déformation de l’espace-temps est extrême et, par conséquent, plus l’influence gravitationnelle de l’objet est puissante.
Et cela a été vérifié à maintes et maintes reprises (jusque dans vos GPS embarqués qui « compensent »), permettant ainsi à la relativité générale de supplanter la théorie de la gravité de Newton en tant que meilleure description de l’univers à l’échelle cosmique.
Cependant, la relativité générale ne peut pas tout
expliquer. La matière noire par exemple, cette substance mystérieuse qui pèse
sur la matière ordinaire par cinq, et l’énergie noire, la composante inconnue
de l’univers à l’origine de son expansion qui s’accélère sans raison, ne sont
pas prises en compte par la relativité générale.
Et c’est un gros problème car l’énergie sombre représente 68 % de la matière et de l’énergie totales de l’univers, et la matière noire représente environ 27 %.
Cela signifie que « l’univers sombre » représente environ 95 % du bilan matière-énergie du cosmos, de sorte que la « matière » que nous pouvons décrire confortablement avec la relativité générale ne représente seulement que 5 % de l’énergie et de la matière de l’univers !
Presque « non significatif ».
Autant dire que nous sommes rendus aveugles sur ce qui se passe dans l’actualité du cosmos !
Ensuite, il y a le fait que la théorie de la gravité
d’Einstein ne « joue pas bien » avec la physique quantique.
Le nouveau cadre – ou « recette » de la gravité, comme « ils » disent – prend la métrique de l’espace-temps de la relativité générale, qui décrit la géométrie de l’espace et du temps basée sur les distances et les intervalles entre les événements, et la traite comme une entité mathématique appelée « opérateur ».
Or, les opérateurs sont utilisés en physique quantique pour effectuer des transformations sur des états quantiques résultant de changements dans des facteurs physiques.
Et l’opérateur basé sur la relativité générale conduit à une nouvelle « action entropique » et à des équations d’Einstein modifiées…
Résultat, aux basses énergies et dans les régions de l’espace où il y a peu de courbure, et donc peu de gravité, ces équations reproduisent bien celles de la relativité générale, mais pas aux hautes énergies et hautes gravités.
Ainsi, la théorie de la relativité générale d’Einstein
prédisait que l’espace-temps autour de la Terre serait non seulement déformé,
mais aussi déformé par la rotation de la planète. Et ces nouvelles recherches vont
cependant plus loin. Elles prédisent l’émergence d’une petite constante
cosmologique à valeur positive.
C’est important parce que sa valeur s’aligne mieux avec les observations de l’expansion accélérée de l’univers sous l’influence de l’énergie sombre que ne le font les autres théories actuelles.
En plus de cela, quelque chose appelé un « champ G » émerge de cette théorie qui pourrait expliquer l’influence gravitationnelle de la matière noire.
« Ce travail suggère que la gravité quantique a une origine entropique et suggère que le champ G pourrait être un candidat pour la matière noire », a déclaré Miss Bianconi dans son communiqué.
« De plus, la constante cosmologique émergente prédite par notre modèle pourrait aider à résoudre l’écart entre les prédictions théoriques et les observations expérimentales de l’expansion de l’univers. »
Bien sûr, cette théorie n’en est qu’à ses débuts, mais
étant donné la profondeur de ses implications pour notre compréhension
fondamentale du cosmos, elle vaut probablement la peine d’être explorée.
Autrement dit, il s’agit d’un appel à peine voilé à renouveler l’affectation de subventions piquées sur les budgets défense qui eux-mêmes ruinent le budget éducation des chères têtes blondes… britanniques !
2 – Mais les arbitrages sont compliqués à faire car d’autres
futurs « trouveurs » affirment que la théorie de la « mémoire
gravitationnelle » d’Einstein pourrait enfin être confirmée.
C’est un groupe de physiciens qui avance ainsi que la « mémoire gravitationnelle », un phénomène prédit par la relativité générale d’Einstein, pourrait enfin être observée et confirmée.
Cette empreinte subtile, laissée par les ondes gravitationnelles générées par des événements cosmiques passés tels que la collision de trous noirs, pourrait être détectée dans le rayonnement fossile du fond diffus cosmologique.
Une découverte qui fournirait de précieuses informations sur l’évolution de l’Univers.
À condition de pouvoir poursuivre les financements des laboratoires de ces chercheurs-là !
Vous ne le saviez peut-être pas, mais selon la
relativité générale d’Einstein, les objets massifs et les phénomènes cosmiques
extrêmes, comme la fusion de trous noirs, déforment la trame de l’espace-temps,
générant ainsi des ondes gravitationnelles qui se propagent à la vitesse de la
lumière. Alors que les ondes électromagnétiques résultent de l’accélération de
particules chargées, les ondes gravitationnelles naissent du mouvement accéléré
de masses colossales.
Mais à la différence des autres types d’ondes, qui traversent la matière sans en altérer la structure, les ondes gravitationnelles en modifieraient durablement la structure.
Tout objet traversé par ces perturbations — y compris les particules élémentaires comme les photons — subirait des modifications permanentes de ses propriétés physiques, y compris sa vitesse.
Ainsi, le rayonnement cosmique pourrait conserver une empreinte de ces ondes.
Jusqu’à présent, si l’existence des ondes
gravitationnelles a été confirmée par des instruments de pointe comme le Laser
Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) situé chez les « Ricains »
et l’interféromètre VIRGO posé en « Ritalie », leur signature
persistante, appelée « mémoire gravitationnelle », demeure insaisissable.
Et justement, une équipe internationale de chercheurs (et futurs « trouveurs ») propose une nouvelle approche qui pourrait permettre, pour la première fois, de détecter cette mémoire gravitationnelle.
Selon eux, elle se manifesterait sous forme de légères variations de température au sein du fond diffus cosmologique (cosmic microwave background, ou CMB), vestige du rayonnement primordial émis quelque 380.000 ans après le Big Bang.
(Vous n’étiez pas nés, moâ non plus, mais moâ je m’en souviens encore…)
La confirmation expérimentale de ce phénomène ne se
limiterait pas à une simple validation des prédictions d’Einstein : Elle
offrirait également des données précieuses sur les événements extrêmes ayant
façonné l’Univers. « Nous pouvons en apprendre énormément », explique un
doctorant subventionné de l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague
et, naturellement co-auteur de l’étude préliminaire.
« En mesurant la mémoire gravitationnelle dans un signal d’onde gravitationnelle, nous obtenons des informations supplémentaires sur les propriétés des trous noirs qui l’ont généré : leur masse, leur rotation ou encore leur distance par rapport à nous ».
Pour évaluer la possibilité de détecter cette mémoire
gravitationnelle, ces chercheurs-là ont modélisé l’influence des collisions de
trous noirs sur le CMB. Leur analyse suggère que ces événements cataclysmiques
induisent bien des modifications détectables dans le rayonnement fossile.
L’intensité du signal dépendrait de la masse des trous noirs et de la fréquence de leurs fusions au cours du temps cosmique.
Et ils prédisent que ces variations se traduiraient par des fluctuations de température au sein du CMB : La température d’un rayonnement étant inversement proportionnelle à sa longueur d’onde, un décalage de cette dernière pourrait indiquer un réchauffement ou un refroidissement localisé du rayonnement fossile.
Logique, non ?
Et si simple…
« Une partie de la lumière affectée par la mémoire
gravitationnelle devient légèrement plus chaude, tandis qu’une autre partie
devient plus froide. Ces zones de températures contrastées formeraient un motif
caractéristique dans le ciel. Nous nous attendons à ce qu’il soit présent dans
le fond diffus cosmologique, bien que son intensité soit extrêmement faible
».
Or, des instruments comme le télescope spatial Planck ont déjà cartographié le CMB avec une précision inégalée. Toutefois, les fluctuations de température liées à la mémoire gravitationnelle seraient infimes — de l’ordre d’un milliardième de degré — et demeurent hors de portée des technologies actuelles.
Ce qui induit que les futurs observatoires (à fabriquer) dotés d’une résolution accrue pourraient cependant permettre leur détection.
Et que la science ne devrait pas pouvoir s’en passer, n’est-ce pas…
Personnellement, je trouve assez fabuleux « d’inventer »
une « théorie de papier », juste pour dire qu’on ne peut pas vraiment
vérifier son bon fonctionnement ou infirmer son fondement parce qu’on n’a pas
les outils disponibles… au moins pour une bonne génération de « chercheurs
qui ne trouvent pas »…
N’est-ce pas, du moment que c’est pour la gloire de la connaissance de l’Univers et avec le pognon des « pov’-gens-sans-dents » qui restent la part de l’Humanité déshéritée, pourquoi se gêner ?
Ça valait la peine d’être signalée pour ce début de
semaine qui va être compliquée.
Bien à vous toutes et tous !
I3
Pour mémoire (n’en déplaise
à « Poux-tine ») : « LE PRÉSENT BILLET A ENCORE ÉTÉ RÉDIGÉ PAR UNE PERSONNE «
NON RUSSE » ET MIS EN LIGNE PAR UN MÉDIA DE MASSE « NON RUSSE », REMPLISSANT
DONC LES FONCTIONS D’UN AGENT « NON RUSSE » !
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весь позор!
Parrainez Renommez la rue de l'ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny (change.org)
Mais cette façon d’envisager les choses suggère que le concept de « gravité quantique » pourrait aussi provenir de l’entropie, résolvant peut-être des énigmes mises en avant par l’insaisissable univers sombre – et, si elle est vraie, cette nouvelle théorie pourrait également unir enfin la relativité générale d’Albert Einstein avec le domaine quantique.
Graal de la physique moderne et de la cosmologie actuelle…
Cependant, à peu près au moment où Einstein a inventé la relativité générale, les scientifiques ont également développé les fondements de la mécanique quantique.
Depuis lors, les deux théories ont été testées, révisées et améliorées, résistant à l’épreuve du temps et convainquant tous les sceptiques de la communauté scientifique. Mais il y a un problème et un gros : Ils ne peuvent pas travailler ensemble. Les deux théories semblent incompatibles…
Et elles continuent de défier les tentatives de les unifier. Une « théorie du tout » qui englobe à la fois la relativité générale et la physique quantique a contrecarré les efforts d’esprits aussi grands que Stephen Hawking, et même Einstein lui-même.
Et combien d’autres illustres et anonymes…
Et c’est là qu’intervient la belle Ginestra Bianconi, prof’ de maths appliquées à l’Université de la reine Mary (Queen Mary) of « London-on-the-Thames ».
Elle suggère un cadre qui verrait la gravité quantique émerger de ce qu’on appelle habituellement « l’entropie relative quantique », un concept qui mesure à quel point deux états quantiques sont dissemblables.
Développée en 1915, la relativité générale suggère que la gravité apparaît parce que les corps ayant une masse provoquent la déformation du « tissu de l’espace-temps » (l’unification quadridimensionnelle de l’espace et du temps) : Plus la masse d’un objet est grande, plus la déformation de l’espace-temps est extrême et, par conséquent, plus l’influence gravitationnelle de l’objet est puissante.
Et cela a été vérifié à maintes et maintes reprises (jusque dans vos GPS embarqués qui « compensent »), permettant ainsi à la relativité générale de supplanter la théorie de la gravité de Newton en tant que meilleure description de l’univers à l’échelle cosmique.
Et c’est un gros problème car l’énergie sombre représente 68 % de la matière et de l’énergie totales de l’univers, et la matière noire représente environ 27 %.
Cela signifie que « l’univers sombre » représente environ 95 % du bilan matière-énergie du cosmos, de sorte que la « matière » que nous pouvons décrire confortablement avec la relativité générale ne représente seulement que 5 % de l’énergie et de la matière de l’univers !
Presque « non significatif ».
Autant dire que nous sommes rendus aveugles sur ce qui se passe dans l’actualité du cosmos !
Le nouveau cadre – ou « recette » de la gravité, comme « ils » disent – prend la métrique de l’espace-temps de la relativité générale, qui décrit la géométrie de l’espace et du temps basée sur les distances et les intervalles entre les événements, et la traite comme une entité mathématique appelée « opérateur ».
Or, les opérateurs sont utilisés en physique quantique pour effectuer des transformations sur des états quantiques résultant de changements dans des facteurs physiques.
Et l’opérateur basé sur la relativité générale conduit à une nouvelle « action entropique » et à des équations d’Einstein modifiées…
Résultat, aux basses énergies et dans les régions de l’espace où il y a peu de courbure, et donc peu de gravité, ces équations reproduisent bien celles de la relativité générale, mais pas aux hautes énergies et hautes gravités.
C’est important parce que sa valeur s’aligne mieux avec les observations de l’expansion accélérée de l’univers sous l’influence de l’énergie sombre que ne le font les autres théories actuelles.
En plus de cela, quelque chose appelé un « champ G » émerge de cette théorie qui pourrait expliquer l’influence gravitationnelle de la matière noire.
« Ce travail suggère que la gravité quantique a une origine entropique et suggère que le champ G pourrait être un candidat pour la matière noire », a déclaré Miss Bianconi dans son communiqué.
« De plus, la constante cosmologique émergente prédite par notre modèle pourrait aider à résoudre l’écart entre les prédictions théoriques et les observations expérimentales de l’expansion de l’univers. »
Autrement dit, il s’agit d’un appel à peine voilé à renouveler l’affectation de subventions piquées sur les budgets défense qui eux-mêmes ruinent le budget éducation des chères têtes blondes… britanniques !
C’est un groupe de physiciens qui avance ainsi que la « mémoire gravitationnelle », un phénomène prédit par la relativité générale d’Einstein, pourrait enfin être observée et confirmée.
Cette empreinte subtile, laissée par les ondes gravitationnelles générées par des événements cosmiques passés tels que la collision de trous noirs, pourrait être détectée dans le rayonnement fossile du fond diffus cosmologique.
Une découverte qui fournirait de précieuses informations sur l’évolution de l’Univers.
À condition de pouvoir poursuivre les financements des laboratoires de ces chercheurs-là !
Mais à la différence des autres types d’ondes, qui traversent la matière sans en altérer la structure, les ondes gravitationnelles en modifieraient durablement la structure.
Tout objet traversé par ces perturbations — y compris les particules élémentaires comme les photons — subirait des modifications permanentes de ses propriétés physiques, y compris sa vitesse.
Ainsi, le rayonnement cosmique pourrait conserver une empreinte de ces ondes.
Et justement, une équipe internationale de chercheurs (et futurs « trouveurs ») propose une nouvelle approche qui pourrait permettre, pour la première fois, de détecter cette mémoire gravitationnelle.
Selon eux, elle se manifesterait sous forme de légères variations de température au sein du fond diffus cosmologique (cosmic microwave background, ou CMB), vestige du rayonnement primordial émis quelque 380.000 ans après le Big Bang.
(Vous n’étiez pas nés, moâ non plus, mais moâ je m’en souviens encore…)
« En mesurant la mémoire gravitationnelle dans un signal d’onde gravitationnelle, nous obtenons des informations supplémentaires sur les propriétés des trous noirs qui l’ont généré : leur masse, leur rotation ou encore leur distance par rapport à nous ».
L’intensité du signal dépendrait de la masse des trous noirs et de la fréquence de leurs fusions au cours du temps cosmique.
Et ils prédisent que ces variations se traduiraient par des fluctuations de température au sein du CMB : La température d’un rayonnement étant inversement proportionnelle à sa longueur d’onde, un décalage de cette dernière pourrait indiquer un réchauffement ou un refroidissement localisé du rayonnement fossile.
Logique, non ?
Et si simple…
Or, des instruments comme le télescope spatial Planck ont déjà cartographié le CMB avec une précision inégalée. Toutefois, les fluctuations de température liées à la mémoire gravitationnelle seraient infimes — de l’ordre d’un milliardième de degré — et demeurent hors de portée des technologies actuelles.
Ce qui induit que les futurs observatoires (à fabriquer) dotés d’une résolution accrue pourraient cependant permettre leur détection.
Et que la science ne devrait pas pouvoir s’en passer, n’est-ce pas…
N’est-ce pas, du moment que c’est pour la gloire de la connaissance de l’Univers et avec le pognon des « pov’-gens-sans-dents » qui restent la part de l’Humanité déshéritée, pourquoi se gêner ?
Post-scriptum : Alexeï Navalny est mort en détention pour ses opinions politiques. Les Russes se condamnent à perpétuité à en supporter toute la honte !
Постскриптум: Алексей Навальный умер в заключении за свои политические взгляды. Россияне обрекают себя на всю жизнь нести весь позор!
Parrainez Renommez la rue de l'ambassade de Russie à Paris en rue Alexeï Navalny (change.org)
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