Planck, Higgs et le Big Bang. L'Univers à l'échelle de Planck (I) ≈ 1.62 x 10-33 cm, c'est la longueur de Planck. La précision sur la mesure du temps t est égale à : ≈ 9 x 10-42 s, c'est le temps de Planck. La précision sur la densité totale ρ est égale à : ≈ 1094 gr/cm3, c'est la densité de Planck. La précision sur la masse MD est égale à : ≈ 2.17 x 10-5 gr, c'est la masse de Planck. ≈ 1.22 x 1019 GeV/c2 La précision sur la température τ est égale à : ≈ 1.42 x 1032 K, c'est la température de Planck. Ces valeurs sont des constantes dans l'état actuel des connaissances et sont quelque peu encombrantes ainsi qu'on le verra dans l'article consacré aux constantes capricieuses de la physique.
Si on ne peut placer un phénomène dans le temps où évaluer sa position à un instant donné, nos lois physiques n'ont plus de sens. La fonction d'onde de l'Univers Mais dans le monde de l'infiniment petit de l'univers quantique, les choses se déroulent autrement. Cette entité s'applique à l'univers quantique primordial. Prochain chapitre Les instabilités du vide. Les instabilités du vide (II) L'Univers actuel représente-t-il bien l'Univers avec un grand "U", dans toute sa globalité ? Si le principe cosmologique - homogénéité et isotropie - est une bonne hypothèse de travail, car la plus simple pour comprendre l'évolution de l'Univers même si on sait qu'elle est inexacte, on peut alors considérer que sa densité moyenne est uniforme. Aujourd'hui l'Univers est constitué de galaxies qui sont regroupées en amas et superamas, entourées d'énormes vides intergalactiques ainsi que nous l’ont démontré les images de la distribution des galaxies réalisées par P.Peebles, M.Geller ou J.Huchra dans le cadre du programme SDSS.
Ces galaxies se sont formées durant la phase gazeuse (stellaire), quelques centaines de millions d'années après le découplage matière/rayonnement, à une époque où les fluctuations de la densité d'énergie contenue dans l'Univers étaient en faveur de la matière plutôt que de la pression destructrice du rayonnement. La théorie de l'Instanton de Hawking-Turok. La théorie des univers multiples et des trous de vers (III) La cosmologie quantique La théorie des univers multiples (III) En 1600, âgé de 52 ans, le philosophe napolitain Giordano Bruno fut condamné à mort et brûlé vif sur un bûcher pour avoir prétendu, parmi d'autres "hérésies", que les mondes étaient multiples. Les idées véhiculées par cet ancien frère Dominicain, poète et écrivain à ses heures, comme celles démontrées près de quatre siècles après lui par Stephen Hawking restent délicates à saisir. De nos jours, s'il s'avère que la densité de l'Univers est proche de la valeur critique, tous les cosmologistes et physiciens théoriciens reconnaissent que la probabilité que l'Univers soit juste à la limite d'être ouvert ou fermé est nulle.
Car seul un choix parmi une infinité de valeurs permettrait de trouver une densité et un taux d'expansion exacts qui confirment cette observation. Ainsi que nous le verrons, les scientifiques résolvent ce problème en affirmant qu'il existait un nombre infini de conditions initiales et un nombre infini d'univers. Les classes d'équivalences d'histoires. La cosmologie quantique Les classes d’équivalences d’histoires (IV) Comment peut-on savoir où le Soleil sera demain ? Les lois de la physique nous permettent de prédire l'évolution d'un système : la loi de la gravitation, les lois de Kepler et une projection adéquate nous permettent de déterminer l'évolution du Soleil.
Mais ces seules lois ne sont pas suffisantes pour déterminer précisément l'emplacement du Soleil sur la voûte céleste à un instant donné. Ses mouvements dépendent de sa vitesse et de sa direction à un moment déterminé, ce qu'on appelle les "conditions initiales" du mouvement de ce corps. Ces paramètres se sont avérés de la plus haute importance non seulement en mécanique céleste pour déterminer par exemple l'évolution du système solaire à très long terme mais également en thermodynamique pour déterminer par exemple l'évolution du climat. En fait, sans le savoir nous avons appliqué le "principe de moindre action" que nous avons entrevu dans la théorie du champ. De l'utilité du temps imaginaire. La cosmologie quantique De l'utilité du temps imaginaire (V) En admettant que l'Univers se développe dans un temps imaginaire, comment Hawking explique-t-il son évolution ?
A priori, ce concept est plus complexe, dans tous les sens du terme, que la théorie classique de l'espace-temps puisqu'elle ajoute trois dimensions supplémentaires. En fait cette astuce s'avère plus simple qu'on l'imagine. Or une sphère présente un rayon de courbure constant. Pour y remédier, Hawking et Hartle devaient tenir compte du fait que l'inflation s'est interrompue une fraction de seconde après le Big Bang et que l'histoire réelle de l'Univers a été ralentie, permettant finalement à la gravitation de vaincre la pression du rayonnement et de former atomes, étoiles et galaxies pour aboutir à l'homme.
Notre sphère symbolisant le temps imaginaire n'était donc pas régulière. Que s'est-il passé ensuite ? En fait nous sommes déjà sur la voie. "L'Univers-éprouvette" de Guth et Farhi La Théorie de Tout Sur ce site. La cosmologie et la gravitation quantique. Pour approfondir cette question, nous conseillons en ce qui concerne la cosmologie la lecture des ouvrages et du site Internet de l’astrophysicien français Christian Magnan, déjà cité ( ) Concernant la gravitation quantique, on lira le dernier livre, non traduit, d’un théoricien américain de la question, Lee Smolin, précité (The Trouble with Physics : The Rise of String Theory, the Fall of a Science and What Comes Next 2006), ainsi que son livre précédent (Three Roads to Quantum Gravity, 2001).
La cosmologie est une des branches de la physique qui étudie l’univers dans son ensemble, ainsi que les différents objets et forces qui le composent. C’est une science qui parle particulièrement à l’imagination car elle rejoint les étonnements des premiers hommes quand ils ont pris conscience de l’existence des astres. Inévitablement, elle rejoint aussi l’imaginaire mythologique et religieux car c’est dans le ciel que ces mêmes hommes avaient placé les dieux. Gravitation quantique à boucles - LQG - Loop Quantum Gravity - Gravitation quantique. La gravitation quantique à boucles est l'une des principales voies de recherche concernant le problème de l'élaboration d'une théorie capable de décrire l'aspect quantique de la gravitation.
Il faut en effet une théorie quantique de la gravitation lorsque l'on veut comprendre la naissance de l'univers et ce qui se passe à l'intérieur des trous noirs. Dans le cadre de la relativité générale classique, il apparaît alors dans ces situations des singularités avec des divergences de certaines quantités physiques indésirables. L'exigence d'une homogénéité des lois de la physique demande elle aussi l'unification des lois de la mécanique quantique avec celles de la dynamique de l'espace-temps.
C'est pourquoi les physiciens théoriciens cherchent depuis des décennies une mythique théorie de la gravitation quantique. Le sujet de la gravitation quantique est extrêmement vaste et il faudrait probablement des centaines de pages pour lui rendre justice. La cosmologie quantique ). Une cosmologie quantique par la théorie de l'information. Théorie de la Double Causalité. La Théorie de la Double Causalité (TDC) vient de recevoir un soutien très inattendu de la part d'un physicien de renom - Stephen Hawking - qui dans son dernier livre "The Great Design" traduit en français sous le titre "Y a-t-il un grand architecte dans l'univers ? " reprend tous ses arguments de base, y compris celui qui pouvait sembler le plus stupéfiant: le concept de déterminisme inversé, qui s'avère tout à fait équivalent à la Cosmologie Descendante - ou Cosmologie Top-Down - avancée par Stephen Hawking, puisqu'il écrit page 171: <<En cosmologie, il faut renoncer à voir l'histoire de l'univers selon une approche ascendante supposant une histoire unique avec un point de départ et une évolution, mais au contraire adopter une approche descendante en remontant le cours des histoires possibles à partir du présent....
Mais ce n'est pas tout ! En prétendant donc répondre à la question "Y-a t-il un grand architecte dans l'univers ? " Pour conclure, voici deux petites distractions: L’universalité de l’émergence. L'immortalité quantique. Interpretations of quantum mechanics. An interpretation of quantum mechanics is a set of statements which attempt to explain how quantum mechanics informs our understanding of nature. Although quantum mechanics has held up to rigorous and thorough experimental testing, many of these experiments are open to different interpretations.
There exist a number of contending schools of thought, differing over whether quantum mechanics can be understood to be deterministic, which elements of quantum mechanics can be considered "real", and other matters. This question is of special interest to philosophers of physics, as physicists continue to show a strong interest in the subject. They usually consider an interpretation of quantum mechanics as an interpretation of the mathematical formalism of quantum mechanics, specifying the physical meaning of the mathematical entities of the theory. History of interpretations[edit] Main quantum mechanics interpreters Nature of interpretation[edit] Two qualities vary among interpretations: An introduction to quantum cosmology. An introduction to quantum cosmologyD.L. Wiltshire ADP-95-11/M28, gr-qc/0101003 in Cosmology: The Physics of the Universe, Proceedings of the 8th Physics Summer School, A.N.U, Jan-Feb, 1995, eds.
B. Robson, N. Visvanathan and W.S. Woolcock (World Scientific, Singapore, 1996), pp. 473-531. This is an introductory set of lecture notes on quantum cosmology, given to an audience with interests ranging from astronomy to particle physics. 1. Cosmological Interpretations of Quantum Mechanics. It seems that there’s now a new burgeoning field bringing together multiverse studies and interpretational issues in quantum mechanics. Last year Aguirre, Tegmark and Layzer came out with with Born in an Infinite Universe: a Cosmological Interpretation of Quantum Mechanics, which claimed: This analysis unifies the classical and quantum levels of parallel universes that have been discussed in the literature, and has implications for several issues in quantum measurement theory… the analysis suggests a “cosmological interpretation” of quantum theory in which the wave function describes the actual spatial collection of identical quantum systems, and quantum uncertainty is attributable to the observer’s inability to self-locate in this collection.
Our framework provides a fully unified treatment of quantum measurement processes and the multiverse. We conclude that the eternally inflating multiverse and many worlds in quantum mechanics are the same. Quantum Cosmology. The physical laws that govern the universe prescribe how an initial state evolves with time. In classical physics, if the initial state of a system is specified exactly then the subsequent motion will be completely predictable. In quantum physics, specifying the initial state of a system allows one to calculate the probability that it will be found in any other state at a later time. Cosmology attempts to describe the behaviour of the entire universe using these physical laws. In applying these laws to the universe one immediately encounters a problem. What is the initial state that the laws should be applied to? In practice, cosmologists tend to work backwards by using the observed properties of the universe now to understand what it was like at earlier times.
Inflation (a period of accelerating expansion in the very early universe) is now accepted as the standard explanation of several cosmological problems. We can now return to cosmology. The Coleman-De Luccia Instanton. Des simulations soutiennent la théorie selon laquelle l’Univers serait un hologramme. L'univers pourrait bien être un hologramme : ce que signifie cette étude. Atlantico : Comment cette nouvelle théorie a-t-elle été découverte, et que change-t-elle sur notre compréhension de l’univers ? Etienne Klein : Il semble que cette équipe de chercheurs japonais ait validé par des simulations une conjecture posée par Malcadena en 1997, selon laquelle notre univers serait une sorte de projection d’un univers ayant un plus grand nombre de dimensions. Selon cette conjoncture holographique, notre univers serait en quelque sorte la surface d’un univers plus vaste. Mais on ne sait pas encore si cette théorie est juste ou non, car elle n’a pas encore été testée en laboratoire.
Cela reste au stade de l’hypothèse. Comment cette théorie réconcilie-t-elle la théorie de la gravité d’Albert Einstein avec la physique quantique ? Cette théorie rejoint celle des super cordes. Notre univers ne serait-il donc que la projection d’un autre cosmos existant ? La théorie des cordes donne, il est vrai, un peu le vertige avec ses six dimensions supplémentaires. Je m'abonne. Un hyper trou noir a peut-être donné naissance à notre Univers. Cosmologie quantique, boucles ou cordes, la fin du monde moderne est-elle en vue. Les grandes révolutions scientifiques ne se font pas en quelques années et prennent parfois plus d’un siècle pour s’affirmer. Dans un article consacré au développement inachevé de la cosmologie quantique, Carlo Rovelli se plait à souligner que 144 années séparent la publication du « De Revolutionibus » de Copernic et l’édition des « Principia » de Newton ( Pendant cette longue période, la compréhension du cosmos a complètement changé, entraînant dans son sillage des notions nouvelles ainsi qu’une sémantique inédite servant à discourir sur la nature.
Le philosophe Alexandre Koyré a analysé de près ce changement de vision opérée entre la fin de la Renaissance marquée par les figures de Nicolas de Cues et Copernic et ce qu’on peut désigner comme l’aurore de la Modernité avec la grande figure de cette époque, le génial Newton. I. Mécanique quantique (MQ) et cosmologie relativiste (GR), deux nouvelles physiques nées au début du 20ème siècle. II. III. Gravitation et cosmologie. Thèse : Inflation cosmologique et théorie des cordes. Thèse : Cosmologie quantique.