Le nouveau magazine trimestriel de La Recherche consacre son N°563 aux apports de la physique quantique pour comprendre l’évolution de l’Univers. 14 scientifiques s’expriment, dont Roger Penrose, prix Nobel 2020, mais aussi de jeunes chercheurs bien au fait des dernières observations et modélisations. Ces articles "retracent les modèles les plus en vogue, et montrent presque tous la difficulté à marier les deux grandes théories de la physique nées au début de XXe siècle : le relativité générale d’Einstein – qui décrit la gravitation –, et la physique quantique – nécessaire pour appréhender le monde des particules et de l’infiniment petit. Le déblocage pourrait survenir de nouvelles observations qui se préparent, à la recherche des traces dans le ciel de cette époque très primordiale".

EXTRAITS

Penrose dit que pour expliquer la gravité : "On s’y prend mal ... Je ne pense pas qu’il faille partir d’une théorie quantique , notamment en raison du paradoxe de la mesure. Je ne sais pas quelle est la bonne approche ... Je ne suis pas un adepte de la théorie des cordes ... On reste loin d’une théorie qui permettrait de sortir du cadre de l’espace-temps de la relativité générale. Et la nature du temps n’est pas clair dans ces théories."
Il remarque que dans la vision que nous avons actuellement du devenir de l’Univers, au bout d’un temps très long "il ne restera que des photons de masse nulle .. or avant que le Boson de Higgs ne leur donne leur masse, les particules des premiers instant n’ont pas de masse... Le début et la fin de l’Univers se ressemblent de ce point de vue". Penrose penche donc pour un Univers cyclique.

Jibril Ben Achour estime "qu’il n’existe pas de fond préexistant et que l’espace-temps est un champ dynamique.. d’où l’idée de quantifier la géométrie afin d’obtenir une gravitation quantique ... A l’échelle de Planck l’espace serait constitué de briques élémentaires .. sorte de réseaux de nœuds associés par exemple à 4 liens constituant un tétraèdre." Ce modèle de tétraèdres en interaction... "permet de décrire l’espace-temps cosmique comme un phénomène émergent dont le caractère continu résulte d’une transition de phase de la géométrie quantique sous-jacente"

Francesca Vidotto estime que "la matière noire pourrait se cacher sous forme de trous noirs", des résidus de trous noirs primordiaux de masse inférieure à celle du soleil qui " de l’extérieur seraient vus comme un objet de minuscule de la taille de la longueur de Planck", mais qui " à l’intérieur recèleraient un espace énorme"

Renate Loll a travaillé sur la " triangulation dynamique causale " CDT. Pour aider à son calcul, l’espace-temps à 4 dimensions serait constitué de "triangles (T) baptisés simplexes collés ensemble". Plus besoin de coordonnées pour décrire sa dynamique (D), il suffit de changer la longueur des bords des triangles, et pour faire apparaitre la causalité temporelle (C) de ne pas choisir des triangles équilatéraux. Résultat étonnant : l’espace-temps à 4 dimensions deviendrait à 2 dimensions à très petite échelle.

Dans son livre L’écume de l’Espace-temps, Jean-Pierre Luminet s’interroge sur la pertinence de la théorie des cordes, des supercordes (qui postule une supersymétrie entre bosons et fermions), et des branes. Dans les dimensions supplémentaires de l’espace, seul la gravité se propagerait, ce qui expliquerait la faible intensité actuelle de cette force par rapport aux autres.

Sabine Hosssenfelder lance un appel pour que la recherche se mobilise plus sur l’observation et l’expérimentation ... et moins sur les maths !

Antoine Tilloy n’est pas persuadé que la gravité est quantique comme les trois autres interactions : "Théoriquement on peut imaginer une approche hybride mêlant trois forces quantiques et une force classique, la gravitation." ... " La formulation usuelle de la physique quantique (de Copenhague) est trop vague sur ce qui constitue la matière.. une autre interprétation dite du ’collapse objectif’ prédit que la fonction d’onde s’effondre de temps en temps de manière aléatoire". Avec Vincent Venin, il estime que "le ’problème de la mesure’ (le fait que l’observateur se place hors du monde qu’il étudie ) limite l’interprétation de Copenhague.... une solution consisterait à ajouter à l’équation de Schrödinger un terme non linéaire, stochastique... mais cela brise la conservation de l’énergie !"

Vincent Venin insiste sur la notion de discorde quantique issue de la théorie de l’information quantique qui est non nulle quand deux mesures de l’information mutuelle entre systèmes différent. "C’est le cas de l’univers primordiale dont l’état quantique serait le plus discordant que la nature ait jamais produit"

MON AVIS :

En lisant ces articles je ne peux m’empêcher de penser aux interpellations de Xavier Sallantin :

• Pourquoi toujours parler de "l’Espace Temps" et non de "L’Espace-Temps-Force" beaucoup plus adéquat pour décrire des Actions. Le concept de Masse est mal défini, pourrait-on formuler l’action du Boson de Higgs en d’autres termes ?

• Pourquoi vouloir décrire des phénomènes (des actions) quantiques, discontinues avec des maths autres que l’arithmétique des nombres naturels, une arithmétique plus ou moins accordée au sens de Sallantin ?

• Pourquoi vouloir tout quantifier et ne pas se satisfaire d’une dialectique entre continue et discontinue ?

• Etre beaucoup plus téméraire pour prendre en compte des brisures de symétries et voir leur fécondité : émergences de propriétés tant physiques qu’informationnelles (computationnelles).

• Problème de la mesure : admettre que la réalité dès l’origine est autant "observée" que "observateur"

• Creuser la notion de discordance quantique ... probablement une piste pour illustrer la notion d’accord croissant de Xavier Sallantin.

Autres interrogations :
 L’entêtement de Xavier vers 2012 de vouloir illustrer la logique trine et le modèle standard des particules avec des tétraèdres et des cubes (95 occurrences dans son Traité de L’Univers !)
 Sa cosmologie est à la fois fléchée et cyclique, Alpha bouclant avec Oméga