La plupart des experts conviennent que la relativité générale doit être modifiée pour que la théorie quantique fonctionne. Le scientifique Jonathan Oppenheim a parié 5000:1 que la gravité n'était pas une force quantique parce qu'il n'en était pas si sûr.
Si JONATHAN OPPENHEIM aime parier de temps en temps, ses intérêts sont un peu plus ésotériques que les courses de chevaux ou les bandits manchots. Physicien quantique à l'University College de Londres, Oppenheim aime parier sur la nature fondamentale de la réalité, et son dernier pari concerne l'espace-temps lui-même.
Les deux grandes théories de la physique sont fondamentalement en contradiction l'une avec l'autre. La relativité générale, qui soutient que la gravité est le résultat de la flexion de la masse dans l'espace-temps, est représentée dans un coin comme une sorte de feuille flexible. L'autre est la théorie quantique, qui croit que toute la matière et l'énergie existent en petits morceaux discrets et décrit le monde au niveau subatomique. Lorsqu'ils sont mis ensemble, ils peuvent être utilisés pour décrire de nombreuses réalités. Le seul problème est que vous ne pouvez pas les combiner car la description de l'espace-temps et les mathématiques particulaires de la théorie quantique ne fonctionnent pas bien ensemble.
La majorité des physiciens pensent que "quantifier" la gravité - ou montrer comment l'espace-temps, comme les trois autres forces de la nature, est composé de minuscules quanta - fournira la réponse. En pratique, cela nécessite de modifier la relativité générale pour répondre au paradigme quantique, un problème qui tourmente les scientifiques depuis près d'un siècle. Oppenheim, cependant, se demande si cette hypothèse est fausse et parie 5000:1 que l'espace-temps n'est finalement pas quantique.
Dans une interview avec New Scientist, Oppenheim apprend pourquoi il pense que la sagesse acceptée dans cette situation pourrait être fausse, comment les expériences pourraient répondre à cette question et pourquoi les physiciens aiment un bon pari.
Jeremy Howgego Est-il juste de dire que la majorité des physiciens pensent que la meilleure façon de combiner la relativité générale avec la théorie quantique est de manipuler la théorie quantique ?
Selon Jonathan Oppenheim, la relativité générale évoluera éventuellement vers une théorie quantique. Cependant, il y a une différence entre ceux qui se concentrent sur la quantification de tout et ceux qui étudient la théorie quantique. Par exemple, parce que le groupe de relativité réfléchit beaucoup au temps, il y a plus d'incertitude. Vous devenez très confus lorsque vous essayez de quantifier le temps. Cela soulève certaines inquiétudes.
De mon point de vue, honnêtement, je ne sais pas! À certains égards, une théorie qui peut décrire l'espace, le temps et le monde subatomique, je pense, peut ne pas ressembler à la physique quantique ou classique. La question est donc : notre prochaine théorie de la gravité ressemblera-t-elle davantage à une théorie classique modifiée ou à une théorie quantique ? Je crois que nous devrions être plus prudents. Nous mettrons peut-être tous nos œufs dans le même panier, ce qui serait une grave erreur.
Pourquoi le temps est-il particulièrement un problème ?
Nous voyons la théorie quantique comme une explication des événements subatomiques qui se développent au fil du temps. Selon la théorie, le temps agit comme une structure de fond qui est toujours présente et affecte le comportement des systèmes quantiques. Le problème est que l'espace-temps lui-même devient dynamique en relativité générale et peut se plier. Si nous quantifions le débit temporel, nous perdons la structure de fond de base sur laquelle repose la théorie quantique. Même discuter d'un moment dans le temps est difficile, car je ne peux même pas dire avec certitude quels "fragments" d'espace-temps sont dans le futur et lesquels sont dans le passé.
Bien qu'extrêmement difficile, il peut être possible d'extraire cette structure de fond de la théorie quantique. Les gens manquent de compétences en gestion du temps réel.
Comment la nécessité de quantifier la gravité en est-elle venue à être acceptée comme évangile ?
Quand il y a eu un grand débat dans les années 1980 sur la question de savoir si la gravité devait être quantifiée ou non, je crois qu'il s'est vraiment cristallisé. À l'époque, les gens ont décidé qu'il était incohérent de maintenir une théorie classique de la gravité. Cependant, cela peut remonter encore plus loin. Il y avait déjà beaucoup de discussions à ce sujet à la fin des années 1950. J'ai lu le procès-verbal de la conférence de Chapel Hill, une réunion importante qui a eu lieu en 1957 et dont nous avons un dossier historique complet.
Le sujet a été couvert lors de discussions auxquelles ont participé d'éminents physiciens, dont Richard Feynman et John Wheeler. C'est assez intéressant à lire. J'ai l'impression que de nombreux universitaires présents à la conférence ont décidé que la gravité devrait être quantique, principalement sur la base du raisonnement de Feynman.
Mais si vous revenez en arrière et passez en revue les arguments, vous verrez que notre connaissance de la théorie quantique a changé. Nous comprenons maintenant mieux le rôle de l'intrication, le phénomène de deux particules spatialement séparées semblant partager des informations, et les similitudes entre les distributions de probabilité classiques et les fonctions d'onde quantiques qui fournissent des probabilités pour les propriétés d'un objet quantique à mesurer. Nous comprenons maintenant que ne pas quantifier la gravité peut être cohérent. Cependant, une certaine perspective est déjà incluse.
Il y a beaucoup de questions importantes en physique. Quelle est l'importance de cet exemple de gravité quantique ?
C'est une question importante. Toutes les questions sur la cosmologie, le modèle standard de la physique des particules ou la matière noire sont des questions sur notre univers particulier. Bien qu'il existe de nombreux types de particules et de forces dans notre univers, les théories quantiques les régissent toutes. Par conséquent, le cadre que nous utilisons pour comprendre notre réalité devrait être accepté comme théorie quantique. La question de savoir si les lois de la physique sont purement quantiques, partiellement quantiques ou autre chose est donc d'une autre nature. Il s'intéresse à la structure des lois de la nature. Presque métaphysique.
Source : scientiststudy.com
Günceleme: 21/03/2023 21:17