Bonjour a tous !    
 
Il y a quelque chose que je trouve prétentieux dans la théorie des cordes : celle ci prétend réunir toutes les forces fondamentales de l'univers dans une seule théorie universelle à savoir celle de l'infiniment petit comme l'interaction forte et celle de l'infiniment grand comme la gravité. Mais est ce les seules forces fondamentales de l'univers ?
 
Qui nous dit qu'il n'existe pas des structures infiniment plus petites que les particules subatomiques, et qui nous dit que les centaines de milliards de galaxies de notre univers observable ne serait finalement qu'un grain de sable dans un désert sans fin.  
 
Ainsi on peut facilement imaginer qu’à chaque échelle de l'univers règne un type d'interaction différent.
 
Nous ne connaissons "que" l'infiniment petit et l'infiniment grand, avec leurs différentes forces fondamentales… mais au delà ?
 
Nous sommes d’accord pour dire que toutes les interactions existent partout, à n'importe quelle échelle : à l'échelle subatomique par exemple la gravité existe, sauf qu'elle est complètement dépassé par des forces beaucoup plus fortes comme l'interaction forte ou l'électromagnétisme, ce qui me fait croire qu'il existe des quantités de forces à des échelles beaucoup plus grandes et beaucoup plus petites qui nous restent inconnues.  
 
Autrement dit : a chaque échelle sa force fondamentale.
 
Mais n'avons nous pas déjà découvert une de ces forces récemment sans trop le savoir ?
 
En 1998, nous découvrions l'énergie sombre : cette force qui semble vouloir déchirer l'univers par un phénomène d'antigravitation. Il semblerait donc que le vide possède une force répulsive qui va à l’encontre de la gravitation... et il faudrait des millions d'années lumière carrés de vide pour que cette force puisse se ressentir et que celle ci disperse les galaxies les unes des autres (a notre échelle cette force existe très certainement mais elle est infiniment trop faible pour avoir une quelconque incidence).
 
Donc il semble qu’à partir d'une certaine échelle la gravitation laisse place à l'énergie du vide et que cette dernière n'est qu'une force fondamentale au même titre que la gravitation ou que les interactions fortes et faibles ainsi que l'électromagnétisme pour ce qui est de l'infiniment petit. A ce titre la gravitation ne joue t'elle d’ailleurs pas un rôle infime à l'échelle extragalactique ?  
 
Apres tout la force gravitationnelle n'a toujours été vérifié qu'a l'échelle du système solaire, et bizarrement il est toujours impossible d'expliquer concrètement le mouvement d'une galaxie avec la relativité générale, (obligation d'y ajouter une hypothétique matière sombre, ou faire une modification des lois de la gravitation de la relativité générale d'Einstein via la théorie de Mond) ce qui tendrait a croire que la loi de la gravitation devra quoi qu’il arrive être modifiée pour ce qui est du milieu intersidéral.
 
Dans ce cas comment peut ont rééllement découvrir la théorie du tout en fusionnant les équations des quatre forces fondamentales connues (gravité, interaction faible et interaction forte, électromagnétisme) alors qu'il me semble évident que nous sommes loin de toutes les connaitre ?
 
Merci à ceux qui pourront m'éclairer sur cette question    

Réponse simple : c'est la théorie de tout ce que l'on connait

Après, il ne s'agit que d'un modèle physique comme un autre, simplement plus précis et décrivant plus de choses que les précédents (enfin, c'est censé être comme ça), personne ne dit que c'est la panacée.

on verras sa quand on seras assez intelligent pour ne plus se foutre sur la gueule pour des etres imaginaires

y avait pas aussi une histoire que toutes les forces étaient de force comparable mais que certaines cacheraient mieux leur force que d'autres ?

T'es lourd toi

Jusqu'à nouvel ordre oui. Par contre, il faut savoir que la théorie des cordes est loin d'être complète.

bah c'est toujours la même histoire, il est possible de démontrer que quelque chose existe en la découvrant, mais impossible de démontrer que quelque chose n'existe pas.
Pour le moment il n'y a pas de preuve expérimentale qu'il existe d'autre force en dehors des 4 que l'on connaît.

au delà de l'infiniment grand c'est l'infiniment grand    

tout est possible, mais aujourd'hui toutes les données expérimentales sont en accord avec le modèle standard.

ça s'interprête comme la courbure d'un espace vide. (cf. espace de De Sitter).

A toute interaction correspond un champ de boson. Des travaux ont tenté de relier l'énergie du vide au champ scalaire de Higgs.

ben non, s'il y a de la matière noire ? (où une confirmation  pourrait être trouvée dans le LHC en mettant en évidence des particules supersymétriques).

Pour le moment l'on en connaît 4, qui décrivent tous les phénomènes connus.
L'accélération de l'expansion, la matière noire, trouvent des explications dans le modèle standard minimal supersymétrique...

 
 
 
Nan mais il a raison, la force de gravitation serait plus forte qu'il n'y paraît.

La "force de persuasion" par exemple, ça existe bien.

Je pense concrètement au potentiel décisionnel d'un élément.

Ca aussi on le verra peut-être au CERN... en mettant en évidence des dimensions supplémentaires.

Oui c'est à ça que je pensais.

C'est l'hypothèse sur laquelle travaillait Lisa Randall, et puis repris par les cordistes pour expliquer la faiblesse apparente de l'interaction gravitationnelle

 
Salut,
 
Tu aurais plus de détail sur ce point ?
Je ne suis pas physicien, mais en quoi l'interraction gravitationelle serait plus forte que prévu ?
 
Si possible, avec des mots simples

Elle pourrait être plus forte que ce qu'on "voit" sauf que le reste de sa "force foutrait le camp" dans les autres dimensions.
 
Je ne sais pas si c'est clair mais ce sont des mots simples

Mmm oui, j'ai un vague souvenir d'avoir déjà lu ça quelque part  
 
Si quelqu'un à plus d'info...

Ptain je sais pas comment on peut démontrer un truc pareil

Le versant mathématique de la chose doit etre absolument immonde

Oh bah on peut comprendre ça avec le théorème de Gauss
 
Dans un monde en N dimensions, le flux à travers une hypersurface doit être conservé (donc sur une surface à N-1 dimensions).
 
Donc la force décroît en intensité en 1/R^(N-1).
 
Ceci explique la décroissance en 1/R² dans un monde en 3D comme le notre.
 
Mais s'il existe des dimensions minuscules, alors la force de gravité au lieu de croître (quand la distance diminue) en 1/R², elle pourrait croître beaucoup plus vite (genre en 1/R^9 pour un monde à 11 dimensions, 10 d'espace et une de temps).

J'ai deja enormement de mal a conceptualiser un espace a plus de 3 dimensions, mais alors en plus le concept de "dimension minuscule" (minuscule par rapport a quoi ? Comment on mesure une dimension ? ), la ca m'echappe completement ...

Oh bah je pense que personne ne visualise un nombre de dimensions d'espace au dessus de 3, mais heureusement il y a les mathématiques.
 
Quand on parle de taille minuscule des dimensions supplémentaires, on parle de longueurs petites par rapport à ce que l'on a pu explorer, ça peut aller de quelques millimètres (pour la mesure expérimentale d'une décroissance de la force gravitationnelle en 1/r², à 1e-19 mètre dans les accélérateurs de particules les plus puissants).
 
La théorie des cordes prévoit des cordes ouvertes (avec deux extrémités) et des boucles fermées (sans extrémité). Une des excitations possibles est une particule de masse nulle de spin 2 (ça ressemble au graviton). Les cordes fermées ne sont pas contraintes à se déplacer sur des branes (extension à plusieurs dimensions d'une membrane). Notre monde serait une brane à 3 dimensions, et toutes les particules nous constituant, ainsi que les 3 interactions quantifiées sont confinées sur cette brane. Seule la gravitation peut s'en échapper, et c'est ce qui est utilisé pour mesurer la taille des dimensions supplémentaires (si elles existent). C'est justement la loi en 1/r² qui permettra de mesurer ces tailles. Les cordistes pensent qu'en dessous d'une certaine longueur, la loi doit changer.

Mmh certes
 
Je vois un peu ce que tu veux dire, mais je comprends tjrs pas tres bien ce que recouvre le concept de "taille d'une dimension"
 
Par exemple, c'est quoi la taille des dimensions qu'on a l'habitude d'utiliser ? (largeur, longueur, profondeur, temps)

ben pour comparer aux dimensions qu'on connaît ,et si les dimensions qu'on connaît étaient recourbées sur elles même sur quelques mètres , tu finirais par voir ton propre dos.
 
Donc ça , ce serait pour une dimension de "'grande" taille ; maintenant si la dimension fait un milliardième de poil de c** , ben tu te rends même pas compte que ça existe.
 
Si c'est trop petit , tu finis par "voir" un milliardième de poil de c** juste devant toi --->tu vois juste devant toi.
 
PS: je ne suis sur d'avoir raison , ni d'avoir été clair :-D

Au niveau de la méthodologie cette théorie est très discutable. on a effectivement inventé une théorie pour englober tout. Du coup on a inventé des tas de lois virtuelles jamais prouvées et improuvables puisque hors de notre portée, et bien sûr validant nos observations.
Du coup cette théorie n'est même pas contestable !

rien à ajouter pour l'instant.

 
Le problème c'est d'essayer d'englober RG et MQ, mais ces théories marchent suffisamment bien pour qu'il faille aller chercher les défauts dans des cas difficilement testables.
Cordes ou autres, le problème sera le même, mais il faut bien avancer.

Au XXème siècle, deux théories ont révolutionné la physique, permettant d'expliquer le spectre du rayonnement du corps noir (loi de Planck), et le résultat négatif de l'expérience de Michelson Morley : la mécanique quantique, et la relativité (d'abord restreinte, puis générale, supplantant la théorie de la gravitation de Newton).
 
Dans les années 50, un premier mariage s'est fait, aboutissant sur la théorie quantique des champs, avec la QED, la théorie électrofaible (GSW), et la QCD.
 
Il y a donc deux visions du monde s'excluant mutuellement, celui de l'infini petit, celui des particules élémentaires où la gravitation est négligeable, et celui de l'infiniment grand, régit par la relativité générale. Ces deux théories dans leur domaine respectif sont d'une précision époustouflante (il suffit juste de regarder les valeurs calculées, et mesurées pour le moment magnétique de l'électron, à 12 décimales près, ou la diminution d'un système double de pulsar, avec à peu près autant de décimales).
 
Par contre, ces deux domaines se rencontrent dans le trou noir, au niveau de la singularité, ou bien au moment du big bang, en effet dans ces conditions, l'on ne peut plus négliger la gravitation au niveau quantique et la relativité générale donne des courbures et densités infinies (d'ailleurs c'est pour cela que les trous noirs s'appelaient singularité de Schwarzschild avant d'être rebaptisés). Une compréhension totale des lois gouvernant ce monde doit transiter obligatoirement par une description unifiée de la mécanique quantique et de la relativité générale.
 
Pour cela, plusieurs écoles élaborent des théories de la gravitation quantique.
 
La théorie des cordes en est une candidate. Elle suppose que les particules ne sont pas ponctuelles, mais ont une extension spatiale, elles auraient une longueur voisine de la longueur de Planck. Elle affirme que toutes les particules connues sont des excitations de ces cordes selon certains modes de vibration. Or, pour que cette théorie soit cohérente, il faut qu'elle soit exprimée dans un monde à 11 voire 26 dimensions. Par ailleurs, il faut aussi que la supersymétrie (c'est une symétrie qui à chaque boson associe un fermion, et vice-versa) soit une symétrie de l'univers (certes brisée).
 
Evidemment cette théorie est toujours en cours d'élaboration, et pour le moment elle n'a pas donné de prédiction vérifiable par l'expérience (donc pour l'instant elle est infalsifiable, ce qui pose des problèmes de scientificité, à la Popper, ou à la popperazzi...).
 
Il faut savoir que :
- il n'est pas démontré rigoureusement que le développement perturbatif de la théorie donne des termes finis (cf Travaux de Mandelstam)
- il existe 5 versions différentes de la théorie des cordes (I, IIA, IIB, O(32) et E8xE8), mais leur dualité n'est qu'une supposition d'Edward Witten (cf. String 95) (donnant la théorie M).
- la théorie de la supergravité quantique en 11 dimensions seraient une version à basse énergie de la théorie M (qui n'existe pas encore)
- la théorie des cordes est une théorie dépendante du fond (alors qu'elle prétend unifier toute les interactions, y compris la relativité générale qui elle est indépendante du fond)
- la théorie des cordes proposent de cacher les 7 dimensions spatiales supplémentaires en les recourbant en des espaces de Calabi-Yau, mais il en existe facilement 1e500 voire plus (cf. problème du landscape). Certains disent que la perte de prédiction est un problème rendant la théorie des cordes non scientifiques.
- la théorie des cordes incorporent la gravitation, en fait... un mode d'excitation possible de la théorie des cordes correspondrait à une particule de masse nulle et de spin 2, identifié au graviton... mais aucun calcul sérieux n'a été fait (à part l'établissement de l'entropie d'Hawking-Beckenstein, mais pour un type particulier de trou noir idéal).
 
La théorie des cordes n'est pas la seule théorie qui cherche à quantifier la relativité générale : cf. la Gravitation Quantique à Boucles (qui est une quantification canonique des équations d'Einstein).

un petit lien vers un autre topic où l'on a parlé aussi de tout cela
 
http://forum.hardware.fr/hfr/Discu [...] 1461_7.htm
 
(cf fin de page, à partir de mon 1er post en fait)

 
tu prends un cheveux : tu le regardes à 3 mètre, tu vois une ligne : c'est un objet unidimensionnel.
 
tu le regardes maintenant avec une loupe collée à tes yeux, tu vas voir qu'il s'agit bien d'un objet en 3 dimensions avec une certaine épaisseur...etc

La taille des dimensions est pilotée par l'intensité de la force de gravitation. Comme on le sait, elle est vraiment faible, c'est pourquoi la taille des dimensions est proches de la longueur de Planck.
 
La faiblesse de la gravitation n'étant pas forcément compréhensible, les cordistes ont essayé d'imaginer s'il était possible d'augmenter la force de gravité, ceci a pour conséquence une aumentation de la taille des dimensions recourbées. De là, la théorie des cordes pourrait être testée au LHC.
 
Bien-sûr, la théorie des cordes n'explique pas pourquoi les dimensions supplémentaires se recourbent à une certaine échelle.

Si tu veux, les 3 dimensions usuelles ont une taille infinie (ou très très grande). Par taille d'une dimension, on peut prendre par exemple le jeu pacman, sa taille c'est un écran (qui fait ch'est pas combien de mètres). Quand tu arrives en haut de l'écran, tu réapparaît en bas (c'est une sorte de cylindre si tu veux).

Pour l'espace-temps, on suppose qu'il a une taille infinie (espace-temps plat de Minkowski).

pacman ne vit pas sur un cylindre mais sur un tore

bah ch'est pas le mien n'avait qu'un seul tunnel

Ah oui tiens, j'étais persuadé qu'il y en avait deux
 
Mais c'est toi qui m'a enduit d'erreur en disant que le tunnel était en haut
 
Désoled
 

Ben  le mien avait un tunnel en haut qui débouchait en bas, mais c'est bien le nombre de tunnels qui compte.
Dans d'autres pacmans, il y a un autre tunnel à gauche débouchant à droite, et dans ce cas c'est un tore

oui
 
C'est juste que je pensais qu'il n'existait qu'un seul univers pacman. J'avais tort

Et puis dans d'autres pacmans, tu as des tunnels qui où tu entres par le haut, mais tu ressors par le côté

Un article récent (05/11) de Futura-Sciences :
 
Les trous noirs sont-ils à l'origine de nouveaux Univers ?
 
Les équations de la gravitation quantique à boucles appliquées à la naissance de l’Univers semblent prédire un pré-Big Bang et une absence de singularité initiale. Appliqués à l’intérieur d’un trou noir, de nouveaux calculs conduisent à une conclusion similaire : les trous noirs seraient à l’origine d’autres Univers connectés au nôtre.
 
[...]
 
Ces résultats sont des avancées significatives, mais il ne s’agit encore que d’approximations de calculs de gravitation quantique. On peut penser qu’ils représentent un comportement générique et que les conclusions qu’on en tire ne seront pas notablement changées le jour où des calculs complets pourront être vraiment menés. Toutefois, il est intéressant de voir que la LQG retrouve des résultats similaires à ceux obtenus par Gabriele Veneziano, Maurizio Gasperini et Thibault Damour dans le cadre des approches de pré-Big-Bang avec les supercordes. Là aussi, l’intérieur d’un trou noir pourrait donner naissance à un autre Univers.
 
[...]
 
Comme l’a proposé Lee Smolin au cours des années 1990, les deux théories principales et concurrentes pour la gravitation quantique, la LQG et la théorie des supercordes, pourraient bien être complémentaires.
 
http://www.futura-sciences.com/fr/sinformer/actualites

Une question au passage, "nos" lois de la physique peuvent elles s'appliquer dans un trou noir?
 
Et si non ,comment peut-on faire des calcul sur ce qui se passe dans un trou noir?
 
PS: il me semble avoir lu , dans un bouquin sérieux, que dans les trous noirs, nos lois de la physique ne s'appliquent plus.