Auteur: Serge Boisse
Date: Le 27/03/2023 à 16:03
Type: web/MOC
Tags: physique
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Physique

Il y a plus d'un siècle, en 1900, la physique a vécu un état de grâce, le premier et le dernier de son histoire. La mécanique newtonienne,  plus  l'électromagnétisme constituaient les deux piliers d'une science qui pouvait expliquer tous les phénomènes connus.

Tous ? Non : il en restait deux qui résistaient, deux minuscules phénomènes qui défiaient l'analyse, mais personne ne doutait qu'on finirait par leur trouver une explication Tout le reste, absolument tout, pouvait être expliqué ! Les physiciens vivaient au paradis.

Les deux petits problèmes étaient :

• Tout d'abord l'expérience de Michelson et Morley, qui cherchaient la vitesse du "vent d'Ether", c'est à dire la vitesse à laquelle la terre se déplaçait dans l'univers. Leur idée était simple : si nous mesurons la vitesse de  la lumière dans deux directions, la différence nous donnera la vitesse cherchée. Pour avoir une très grande précision, ils utilisèrent deux interféromètres perpendiculaires, et cherchèrent les "franges d'interférence" qui devaient exister si la terre se déplaçait. Las, ils ne trouvèrent  rien. La vitesse de la lumière semblait rester constante, quel que soit le mouvement du référentiel.
• Il y avait aussi la "catastrophe ultra violette". On nommait  ainsi le fait que la théorie électromagnétique ne permettait pas de prédire correctement le rayonnement d'un corps chauffé au rouge. Cette théorie prédisait en effet que l'intensité du rayonnement allait en augmentant vers les hautes fréquences, vers les rayons ultraviolets, et pouvait même devenir infinie ! Ce n'était évidemment pas ce que l'on mesurait : l'énergie se répartit en fait sur une "courbe en cloche", en fonction de la fréquence. 

Bref, pas de quoi fouetter un chat (de schrödinger).

Pourtant. Cinq ans plus tard, en 1905, "l'année miracle" de la physique, tout était remis en question. Deux théories très différentes mais aussi déroutantes l'une que l'autre venaient de voir le jour, et ces deux théories prédisaient correctement tous les phénomènes alors observés, y compris l'expérience de Michelson et la catastrophe utltraviolette. Mais ces deux théories étaient incompatibles avec la mécanique newtonienne, viscéralement. Il fallait tout reconstruire à partir de zéro ou presque. Ces deux théories, c'étaient la relativité restreinte et la mécanique quantique.

La physique moderne

Cent ans plus tard, la situation est quasiment la même qu'en  1900. La physique a fait d'immenses progrès, tout a été reconstruit, mais la base de tout reste les deux piliers que sont encore la relativité restreinte et la mécanique quantique. Un savant mélange des deux, plus l'électromagnétisme,  permit même de créer une théorie "sublime", l'électrodynamique quantique, laquelle permet d'expliquer tout ce qui se passe dans nos accélérateurs de particules. Oh, il reste bien un minuscule problème : La relativité restreinte et la mécanique quantique sont incompatibles. Elles n'ont pas le même domaine d'application, et à la frontière entre les deux domaines, c'est le flou, c'est le domaine de la "gravitation quantique".

Le physicien Gabriele Veneziano a introduit ce qu'il nomme « espace des théories », formé de 3 axes, dont l'un porte G (constante de gravitation), le deuxième 1/c (inverse de la vitesse de la lumière), le dernier h (constante de Planck) en invitant chacun à l'expérience de pensée consistant à changer les valeurs de ces constantes.

Il utilisa à cette fin une représentation sous forme de cube porté sur trois axes (ci-dessous)

 Ainsi :

• Pour G=0, 1/c = 0 et h = 0 on se trouve en mécanique galiléenne, celle par exemple des boules de billard sur une table de billard ;
• Pour G>0, 1/c = 0 et h = 0, on se trouve en mécanique newtonienne ;
• Pour G=0, 1/c > 0 et h = 0, on se trouve en relativité restreinte ;
• Pour G>0, 1/c > 0 et h = 0, on se trouve en relativité générale ;
• Pour G=0, 1/c = 0 et h > 0, on se trouve en mécanique quantique ;
• Pour G=0, 1/c > 0 et h > 0, on se trouve en mécanique quantique relativiste.

Le but est de parvenir à une "théorie de tout", où l'on pourra prendre en compte les trois valeurs G, 1/c et h comme non nulles et regarder ce qui en résulte pour chaque univers correspondant, en particulier le nôtre, pour les valeurs que nous mesurons de ces trois paramètres.

Personne ne doute que la "théorie de tout" va finir par voir le jour, qui unifiera les deux piliers pour la plus grande gloire du Dieu Science. On donne même un bon candidat : la "théorie des cordes". Les physiciens ont du pain sur la planche, mais ils aiment ça, et ils sont encore au paradis.

Je prétends que le roi est nu, et que la bonne théorie n'est ni la relativité restreinte, ni la mécanique quantique, ni la théorie des cordes. Je prétends qu'il nous faut revoir les fondements même de ce que nous croyons savoir, et même de la manière dont  nous raisonnons. je prétends que la physique est dans une impasse, et que ce ne sont pas les travaux des physiciens qui vont l'en sortir, mais ceux des philosophes et des logiciens.

Pourquoi une telle affirmation ? Parce que mes propres travaux me font penser ainsi ! Alors, ami lecteur, plonge toi la dedans toi aussi, et tu verras !

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