Catégorie : Physique

Un Univers créé à partir de rien

Publié Par Mathis LeCorbot dans Cosmologie, LeCorbot, Quantique, univers

Est-ce possible de créer tout un univers, le nôtre en l’occurrence, à partir de rien ? Les physiciens se le demandent puisque la cause ayant généré le Big Bang reste très mystérieuse. Et comme je l’écrivais dans un autre article, une intervention divine est à rejeter tant que persisteront d’autres possibilités moins ésotériques et moins théologiques.

Awake

Fluctuations quantiques
Vous connaissez les fluctuations quantiques ? Selon le principe d’indétermination de Heisenberg à la base de la théorie de la physique quantique, le vide ne peut pas toujours rester vide sinon il violerait cette inégalité mathématique où ∆E⋅∆t  > ħ/2

∆E équivaut à la variation de l’énergie. Un vide total signifie que l’énergie ne fluctue pas, donc ce terme vaudrait zéro.

∆t équivaut à la variation du temps. Plus la plage de temps en question est grande, plus ce terme est grand.

Mais la multiplication de ces deux coefficients donnera toujours zéro si ∆E vaut zéro.

De l’autre côté de l’inégalité, on a ħ (h barre), la constante de Planck réduite (h/2 π) qui, même si sa valeur est extrêmement faible (h = 6,626 x 10-34 Joule⋅seconde), elle est nécessairement plus grande que zéro.

Ainsi, l’inégalité oblige ∆E⋅∆t à avoir une valeur positive toujours plus grande que ħ/2. Donc ∆E ne peut jamais être nul. Pour parler français, cette équation dit que la fluctuation de l’énergie du vide (∆E) ne peut jamais être nulle, peu importe la petitesse de l’intervalle de temps (∆t) à laquelle on l’observe. L’énergie du vide doit fluctuer. Donc le vide n’est jamais, jamais, jamais vide d’énergie.

Dans la réalité, comment le vide s’y prend-il pour ne jamais être totalement vide ? Comment son énergie fluctue-t-elle ? La solution est sans équivoque. Le vide doit créer en permanence des paires dites virtuelles de particule-antiparticule. Ces paires ont une masse et selon la formule d’Einstein E = mc2, une énergie correspondante.

Ces paires de matière-antimatière vivent très peu longtemps (∆t), et si ce temps est suffisamment faible pour que la multiplication ∆E⋅∆t soit inférieure à ħ/2, on emprunte de l’énergie (∆E) mais pas suffisamment longtemps (∆t) pour obtenir un produit supérieur à ħ/2, alors c’est comme si on n’avait absolument rien emprunté.

Analogie
Prenons un exemple plus concret. J’emprunte un énorme montant à une banque que j’utilise immédiatement pour créer une gigantesque entreprise. Je pirate et efface les écritures comptables prouvant cet emprunt avant minuit au moment où mon solde et les intérêts sont mis à jour. Le solde étant identique, je n’aurai aucun intérêt à payer. L’important est que le temps passé à effectuer ces opérations ne dépasse pas la limite temporelle pour laquelle le système réagira.

Ainsi, on peut emprunter gratuitement de l’énergie, créer des paires de particule-antiparticule de la dimension d’un univers sans que toute cette opération ne soit perçue comme étant réellement survenue, tant et aussi longtemps que le produit ∆E⋅∆t demeure inférieur à ħ/2.

Création d’un univers
Imaginons la création d’une énergie ∆E formidablement importante constituée d’innombrables paires particule-antiparticule dont leur durée de temps soit infinitésimalement petite avant leur annihilation de sorte que le produit ∆E⋅∆t demeure inférieur à ħ/2. Un univers vient de naitre de rien.

Imaginons maintenant qu’il existe une asymétrie naturelle dans la production des paires à hauteur de 1 milliard de particules de matière pour 1 milliard moins 1 de particules d’antimatière.

Lors de l’annihilation de 1 pour 1, toute l’énergie sera restituée, sauf celle équivalant aux particules de matière en surnombre qui ne peuvent pas se désintégrer, faute d’antiparticule. Un univers comme le nôtre, constitué uniquement de particules de matière, existe maintenant.

Conditions à respecter
Mais ce scénario en apparence plausible se heurte à des conditions bien difficiles à rencontrer.

Pour que l’inégalité ∆E⋅∆t  > ħ/2 ne soit pas dépassée alors que l’énergie en cause ∆E est faramineuse, l’intervalle de temps d’existence des particules-antiparticules ∆t doit être ridiculement faible, un temps incommensurablement inférieur au temps de Planck. Est-ce possible ? Peut-être que la banque refuse le remboursement d’un prêt avant la plus petite période de calcul qui est au moins 1 jour. Si on ne peut pas restituer l’énergie avant le temps imparti, on ne parle plus d’un emprunt, mais d’un vol d’énergie. La sacro-sainte loi de la conservation de l’énergie serait violée.

Bien que l’on connaisse déjà l’existence d’une asymétrie entre matière et antimatière, est-il possible que cette asymétrie s’applique à la formation des paires virtuelles de particules-antiparticules dans le vide ?

Le temps ∆t de cette opération peut-il vraiment être inférieur au temps de Planck ? Si le temps de Planck est une limite infranchissable, il ne sera jamais possible de créer un univers entier sans violer la loi de la conservation de l’énergie.

Mon opinion
À tout prendre, je préfère le scénario des branes qui s’entrechoquent. Le multivers serait formé de (mem) branes et lorsque celles-ci entrent en interaction, un univers se crée en pompant l’énergie déjà présente dans ces branes. Rien ne se crée à partir de rien, seulement à partir d’un niveau énergétique supérieur.

Retour à la métaphysique
Mais les cosmologistes font-ils toujours de la science lorsqu’ils spéculent de la sorte ou ont-ils basculé du côté de la métaphysique ?

La physique et la métaphysique partagent un point commun, celle d’émettre des hypothèses à partir de raisonnements logiques. La différence entre les deux disciplines tient du fait que la métaphysique ne prévoit pas d’expérimentations qui prouveraient ses assertions, souvent parce que cela s’avère impossible, parfois parce qu’on déclare cette étape sans intérêt.

Les hypothèses de la physique cosmogonique moderne jouent bien du côté de la métaphysique. On émet des hypothèses rationnelles sans connaitre aucun moyen de les tester, de les prouver. Elles se contentent de donner une explication plausible à l’existence de notre univers, comme cette idée d’être né d’une fluctuation quantique, d’un emprunt monstrueusement grand… non remboursable.

Et après
Aujourd’hui, nous émettons des hypothèses cosmogoniques en utilisant deux théories physiques incompatibles, donc nécessairement fausses. Si on voulait être parfaitement honnêtes, on cesserait toutes nos spéculations puisqu’elles ne peuvent pas s’avérer exactes. Nous la jouons en prétendant toujours faire de la science alors que nous ne faisons que de la métaphysique. Tant et aussi longtemps qu’une « théorie du tout » réunissant la physique quantique et la relativité ne voit pas le jour, nous ne faisons que perdre notre temps en d’inutiles tergiversations. Mais depuis Einstein qui s’y est cassé les dents durant les quarante dernières années de sa vie, personne n’est parvenu à prouver une quelconque théorie du tout, même si les candidates sont nombreuses à se bousculer aux portes de la science.

Alors, il ne reste qu’une seule chose à faire, se mettre au boulot !

N comme dans Noir

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, Écriture, Culture, Langue française, LeCorbot, oiseau, Peinture, Société, Symbolisme

Je poursuis ma série d’articles dédiés à un mot commençant par une lettre précise. Aujourd’hui, je m’attaque au « N » et à son mot associé, le « noir ».

La lettre « N » est la quatorzième lettre et la onzième consonne de l’alphabet. Elle est une consonne nasale alvéolaire voisée et son signe dans l’alphabet phonétique international (API) est [n]. Il est simple à prononcer ce qui le fait apparaitre dans de nombreuses langues.

Dans le système international (SI), le N est utilisé pour l’unité du newton, une mesure de force. Quant à sa lettre minuscule n, elle apparait comme le facteur multiplicatif « nano » valant un milliardième (10-9) de l’unité. Ainsi, nN signifie nano newton.

Le tableau périodique des éléments utilise la lettre N pour désigner l’azote, nitrogen en anglais. Sept autres éléments chimiques ont des symboles commençant par N dont les plus connus sont le néon (Ne) et le nickel (Ni).

On utilise le n ou le N comme abréviation dans plusieurs domaines. N désigne le nord, les nombres naturels (ℕ) ainsi que la quantité de neutrons. Les deux isotopes de l’uranium, 235U et 238U ont bien sûr le même nombre de protons, celui de son numéro atomique valant 92. Cependant, ces deux isotopes ont un nombre de neutrons N = A – Z, soit le nombre total de nucléides (A) moins le nombre de protons (Z). Donc, N = 143 neutrons et N = 146 neutrons pour les deux isotopes les plus connus de l’uranium.

Quant à la lettre minuscule n, en mathématique elle sert généralement à désigner un nombre quelconque comme dans n + 1, 3n, √n, etc.

Dans mon dictionnaire, je recense 1 951 entrées commençant par cette lettre et parmi celles-ci, une seule aura l’honneur d’être traitée dans cet article, le mot « noir », dont sa prononciation est [nwaʀ].

Petit mot de quatre lettres, le noir est souvent considéré comme étant une couleur alors qu’il est exactement son inverse, une absence totale de couleur. La confusion provient souvent des encres noires utilisées en peinture et en imprimerie. Afin d’alléger cet article, je ferai un abus de langage en utilisant sciemment le terme « couleur » avec « noir » puisque de toute manière, il n’existe pas de noir parfait, à une seule exception près.

Un noir dit parfait ne réfléchit ni n’émet aucune lumière visible et le seul objet ayant cette unique propriété dans la nature est un trou noir. Mis à part cet objet céleste exotique, il existe sur le marché une peinture capable d’absorber 99,4 % de la lumière visible. Son nom commercial est « Musou Black ». Pour un objet conçu par l’humain, en l’occurrence par les Japonais, il fracasse tous les records d’albédo avec une valeur de 0,006. Attendez-vous cependant à débourser un montant non négligeable, mais tout de même accessible, pour un flacon de seulement 100 ml de cette peinture particulière. Je partage un lien YouTube qui vous fera voir son énorme pouvoir absorbant.

Dans la nature terrestre, le noir est la couleur de la nuit mais aujourd’hui, peu importe l’endroit où nous nous tenons, il existe bien peu de chance que nos yeux ne voient absolument rien. La Lune, les étoiles ou la pollution lumineuse quasi généralisée parviennent presque toujours à éclairer un pan de notre environnement. Les bâtonnets de nos yeux s’habituent graduellement à la noirceur nocturne et même si les formes révélées restent floues, leur mouvement devient aisément visible. Heureusement, car nos ancêtres utilisaient très souvent cette sensibilité pour survivre aux attaques des prédateurs possédant, eux, une excellente vision nocturne.

Les corbeaux sont les oiseaux emblématiques de la couleur noire même si l’irisation de leurs plumes les fait souvent apparaitre bien plus colorés. J’ai écrit un article traitant d’une légende amérindienne à ce sujet. Malheureusement, ces oiseaux sont également devenus un symbole de mauvais présages, de fourberie et de multiples dangers. Pensons également aux chats noirs pour les superstitieux. Pourtant, les êtres qui devraient se méfier le plus des chats noirs sont les corbeaux, pas les humains.

En astrophysique, on utilise le mot « noir » pour qualifier une forme d’énergie et de matière bien spéciales. La matière noire et l’énergie noire représentent ensemble environ 95 % de tout le contenu de l’univers. Le qualificatif « noire » signifie ici notre absence totale de connaissance sur la nature de ces deux constituants et non pas leur manque de couleur. C’est-à-dire qu’avec tout notre attirail scientifique et tous nos cerveaux actuellement à disposition, nous connaissons moins de 5 % de tout ce que notre univers nous offre ! C’est bien le cas, en astrophysique, nous pataugeons dans le noir total.

En physique, on nomme « corps noir » un objet absorbant toutes les ondes électromagnétiques. Il les accumule sous forme calorifique et il restitue cette énergie en émettant un rayonnement dit de corps noir. Chauffez un morceau de fer et il émettra ensuite une lumière de couleurs caractéristiques. Noir, rouge sang, rouge cerise, orange, jaune et ensuite blanc, au fur et à mesure que la température du four s’élève, la couleur émise blanchit.

Cependant, les bleus et les verts restent des couleurs inconnues du fer chauffé. Au début du XXe siècle, ces absences étaient totalement incomprises. Et selon la théorie physique en vigueur à ce moment-là, un corps émettant en lumière ultraviolette verrait son énergie de radiation atteindre une valeur infinie ! Heureusement, grâce à Max Planck et ensuite à Albert Einstein, ce mystère fut définitivement résolu en 1905. Ce phénomène radiatif compris signa la naissance de la physique quantique, soit la lumière à énergie quantifiée (discrète) plutôt que continue. On parle des quantas de lumière ou autrement dit de façon plus moderne, des photons.

Dans le monde du symbolisme, le noir est la contre-couleur du blanc. C’est aussi vrai aux échecs, en chevalerie et ailleurs. Le chevalier blanc est preux, chaleureux et vertueux. Le chevalier noir est agressif, froid et fourbe. Étrange que le noir soit froid alors qu’un objet noir devient bien plus chaud qu’un blanc s’ils sont exposés à la même source énergétique.

Le néant primordial est symboliquement noir, de même qu’on considère le noir comme étant négatif ou passif. Aujourd’hui, l’endeuillé porte le noir, mais c’en fut autrement il n’y a pas si longtemps. Et même si le noir signifie la mort, il symbolise également la couleur d’un terreau fertile, donc la vie à naitre.

Dans la nature, le noir est abondant puisque le charbon est noir. Le diamant, lui, est transparent. Pourtant, ces deux objets sont composés du seul même élément chimique, le carbone (C). On peut considérer celui-ci comme ayant (au moins) deux pans totalement opposés. Le carbone vulgaire se transforme en matériau noble sous certaines conditions extrêmes de température et de pression, mais le diamant soumis à une température élevée (≈1 000 °C) devient du simple dioxyde de carbone (CO2) ou autrement dit, du carbone oxydé par l’air ambiant durant le chauffage. On fabrique donc un gaz à effet de serre en brûlant du diamant ! Mais soyez sans crainte, mis à part dans les entrailles de la terre, je doute qu’il existe de telles sources, n’est-ce pas ?

Mis à part les expressions et cooccurrences avec « noir » que j’ai précédemment employées, il en existe une panoplie d’autres qui utilisent le symbolisme de négativité ou de mystère et dans une moindre mesure, la couleur. Parfois, ces caractéristiques s’entremêlent au sein de la même expression.

Expressions :
Visa le noir, tua le blanc ; broyer du noir ; avoir un fun noir ; manger son pain noir ; demeurer dans le noir.

Cooccurrences : 
Roman noir ; liste noire ; boite noire ; caisse noire ; marché noir ; or noir ; marée noire ; messe noire  ; travail au noir ; noir de monde ; misère noire ; humour noir ; mouton noir ; regard noir ; bête noire ; fureur noire ; noirs desseins ; chanson noire ; etc.

Avec toutes ces expressions utilisées quotidiennement, pas étonnant que le noir soit devenu le champion toutes catégories de la mort, du mal, du mauvais, de la misère, de l’occulte, du secret, du mystérieux et de l’insondable.

Et que dire de l’archétype moderne du noir, le corbeau (LeCorbot !) ? Peut-il prendre toutes ces formes négatives de caractères ? Trempe-t-il naturellement dans des combines aussi sulfureuses qu’intrigantes ? Se délecte-t-il des misères et des laideurs humaines ?

Si vous lisez beaucoup des 678 articles que j’ai composés et édités ici même, vous obtiendrez sûrement quelques réponses à ces questions. J’ai reconnu, admis, accepté et partagé avec vous des éléments sombres de moi-même. Vous pourrez évaluer ce Corbot public en tout point semblable à une partie du vrai Corbot. Pour l’autre restée jusqu’ici tapie dans le noir, lisez bien tous les caractères noirs de mes prochains articles, peut-être y découvrirez-vous d’autres fragments de ma personne enfouis au sein de quelques noirceurs littéraires ou placés parfaitement en évidence à la lumière éclatante d’un traité limpide.

Car le noir ne peut pas exister sans s’opposer au blanc. Comme je le mentionnais dans un article précédent, placez un amas multicolore de feuilles dans une pièce entièrement dépourvue de lumière et, faute de celle-ci, elles apparaitront toutes noires. Seule une lumière parfaitement blanche permet de les distinguer correctement et seule son absence totale les rend toutes identiques.

Nous sommes l’une de ces feuilles colorées. Parfois, il est bien d’être distingués et parfois il vaut mieux se fondre dans la masse. Se plonger dans le noir total ne s’avère pas pire et ne vaut pas moins qu’être éblouis par un éclat lumineux, car les deux savent nous rendre aveugles.

La surprise des galaxies primordiales

Publié Par Mathis LeCorbot dans Actualité, Astronomie, Astrophysique, LeCorbot, Science

Je fus parmi ceux qui corrigeaient la date de mise en orbite du fameux télescope James Webb dans l’article principal sur Wikipédia. J’ai par la suite abandonné cette lassante activité, car je n’en voyais pas le bout. Avec environ 340 points critiques comparativement à une cinquantaine pour d’autres télescopes spatiaux, chaque point critique étant un élément d’échec complet de la mission advenant un malfonctionnement partiel ou complet, on comprend (un peu mieux) la décennie de retard et le budget de vingt fois supérieur à celui prévu initialement. Heureusement, l’attente en valait la peine et plus personne ne chipote sur les coûts « astronomiques » après avoir constaté ses premières images et résultats tout bonnement époustouflants.

Je dois signaler le magnifique travail de la fusée Ariane 5 qui a doublé l’espérance de vie du télescope spatial grâce à la précision de son tir. Ainsi, il pourra nous abreuver plus longtemps d’images à couper le souffle lorsqu’on les compare avec celles des autres télescopes. J’insiste également sur le fait que le James Webb ne succède pas au célèbre Hubble puisque le premier observe dans les longueurs d’onde infrarouges contrairement au second qui voit principalement dans la portion visible du spectre électromagnétique.

Et justement, grâce à cette différence fondamentale, James Webb peut voir tout un tas de trucs laissés dans le noir jusqu’à présent, car l’expansion de l’univers décale la lumière émise par les objets célestes vers des longueurs d’onde plus longues. Donc, ce qui se trouvait autrefois dans le spectre visible peut maintenant être observé uniquement en infrarouge. Et plus on remonte loin dans le passé, donc au plus près du Big Bang, plus les objets s’observent, non plus en rayons visibles, mais en infrarouge éloigné.

Et du coup, à des distances immensément éloignées, une surprise de taille nous attendait. Alors qu’Hubble nous montrait au mieux de ses capacités des galaxies ayant un degré de mochitude élevé (j’ai emprunté ce terme à David Elbaz), James Webb nous fait voir des galaxies bien plus immenses que prévu et apparemment mieux formées.

Les astrophysiciens n’y comprennent plus rien. Leurs modèles de formation des galaxies viennent de voler en éclats, car selon ceux-ci, les plus vieilles d’entre elles devraient plus ressembler à celles présentées par Hubble qu’à celles observées par James Webb.

J’ai lu quelque part que ces résultats remettaient même en cause la théorie du Big Bang alors que rien n’est plus faux. Une multitude d’autres évidences n’ayant rien à voir avec les galaxies primordiales ne sont aucunement réfutées ni même ébranlées par ces nouvelles images. Oui, les astrophysiciens doivent absolument refaire leurs modèles de formation des galaxies. Ils devront peut-être même revoir l’âge de l’Univers actuellement estimé à 13,8 Ga, mais en aucun cas le télescope James Webb n’a pris en défaut le principe du Big Bang.

L’étendue et la qualité de nos connaissances dépendent de la fabrication de nouveaux instruments complémentaires et de plus en plus performants. Puisque le vénérable Hubble vit actuellement sa dernière phase active, on devra bientôt lui fournir un véritable successeur. Pour ce faire, la NASA planche actuellement sur le télescope spatial Nancy-Grace-Roman dont sa mise en orbite initialement prévue pour 2025 est maintenant planifiée en 2027. Tous espèrent que l’expérience acquise avec le Webb permettra d’éviter dix années de retard. Deux suffiront amplement à éprouver notre patience.

Dirac

Publié Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Physique des particules, Quantique, Science

L’un des plus grands génies du XXe siècle fut sans contredit le Britannique Paul Dirac. C’est lui qui est à l’origine de la conception de l’antimatière. J’utilise à escient le terme « conception » et non pas celui de « découverte ». Évidemment, il n’a pas créé ces antiparticules, mais il a imaginé leur existence en résolvant une équation qui engendrait deux solutions. L’une décrivait une énergie naturellement positive, mais l’autre était négative. Une énergie peut être de pression positive ou négative, mais l’énergie, elle, est toujours positive, du moins avant Dirac.

Selon la célèbre équation d’Einstein E = mc2, si une énergie possède un signe négatif, la masse de l’autre côté de l’équation doit également posséder le même signe. Mais que signifierait une masse négative ? Dirac supposa alors que la nature devait posséder de l’antimatière.

Deux ans plus tard, on découvrit l’une de ces fameuses antiparticules, preuve de la justesse de son équation et de ses déductions.

Dirac était un génie comme ceux que l’on ne comprend pas durant les jours normaux, un génie habitant son monde intérieur, sa propre réalité. Aujourd’hui on appelle autistes ces gens d’exception ou tout autre nom désignant des gens inhabituels, étranges et souvent idiots à nos yeux.

Il nous faut de ces personnes différentes, qui pensent autrement, qui voient le monde différemment qui sont en mesure de résister aux dogmes, de les repousser et même de les haïr.

Il nous faut les protéger, les encourager, les intégrer dans nos processus opérationnels et décisionnels. Nous avons besoin des gens comme Dirac qui nous poussent, nous obligent à regarder différemment autour de nous, à voir ce qui nous paraissait invisible et pourtant qui nous pendait sous le nez depuis toujours.

Vous connaissez probablement un Dirac. Qu’êtes-vous prêt à faire pour lui ? Notre survie en dépend peut-être.

On n’a jamais mesuré la vitesse de la lumière

Publié Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Mathématiques, Physique, relativité

Ouais ! Bon ! Je vous entends penser. « Une autre théorie complotiste du même genre que « La Terre est plate ». Pourtant, si vous persistez dans votre lecture malgré votre scepticisme, je vous prouverai que c’est vrai. Cet article est subdivisé en deux parties. La première concentre les explications et la seconde traite des fondements mathématiques que vous pourrez éluder si votre goût pour les calculs ressemble au mien pour les radis.

Vitesse limite inconnue. Malgré ce manquement expérimental fondamental, on a quand même basé notre unité de distance, le mètre, sur la valeur de cette vitesse « inconnue » mais estimée constante dans tous les référentiels à 299 792 458 mètres par seconde.

Vous attendez que je vous dégote un argument tordu pour réfuter cette apparente connaissance universelle et… vous avez raison. Mais aussi dingue qu’elle soit, mon explication s’avère parfaitement exacte.

Pour mesurer avec précision la vitesse d’une balle de tennis ou de fusil, on peut envoyer un faisceau d’ondes (de la lumière) sur celui-ci. La différence de la fréquence émise par rapport à celle obtenue après réflexion sur l’objet détermine la vitesse de cet objet. C’est l’effet Doppler, le complice des policiers pour les aider à nous donner des contraventions. Mais cette procédure est inapplicable pour déterminer la vitesse de la lumière, car la vitesse de l’élément à mesurer est égale à la vitesse de l’élément mesureur. On ne peut mesurer la vitesse de la lumière avec de la lumière ou toute autre sorte d’onde électromagnétique dont on ne connait pas la vitesse exacte puisque c’est ce qu’on cherche à la connaitre par des mesures.

La seconde façon de mesurer des vitesses consiste à déterminer le temps que prend un objet pour parcourir une distance précise et connue. On place deux balises et lorsqu’un objet franchit la première, le chronomètre démarre et lorsqu’il atteint la seconde, on l’arrête. La division de la distance parcourue par la mesure du temps détermine la vitesse de l’objet en m/s, en km/h, etc.

Pour mesurer la vitesse de la lumière dans le vide, vitesse absolue parmi toutes, il n’est pas possible d’utiliser un faisceau d’ondes, lui-même une lumière. Il n’est pas plus possible de mesurer le temps entre deux bornes puisque notre appareil d’enregistrement doit également et préalablement connaitre la vitesse de la lumière pour mesurer… la vitesse de la lumière.

Bon. Pas de problème, vous vous dites. Recourons à des horloges atomiques. Une à chaque borne et parfaitement synchronisées. Mais pour les synchroniser, il faut transmettre une information de l’une à l’autre à la vitesse de la lumière, vitesse qu’on cherche justement à mesurer. Cette procédure est prise en défaut en recourant à une inconnue pour mesurer cette même inconnue.

Dans ce cas, synchronisons les 2 horloges à partir de la même borne et envoyons-en une à la seconde borne. Erreur ! Puisqu’une horloge se déplace par rapport à l’autre, la théorie de la relativité restreinte nous apprend que le temps diffère entre 2 objets en vitesses inégales entre eux. Et pour corriger ce décalage, il faut connaitre la vitesse de la lumière, vitesse qui, comme vous devez commencer à me haïr, est celle qu’on cherche inlassablement à mesurer.

La solution est cependant simple, direz-vous, et c’est justement cette technique qui a été utilisée et qui l’est encore pour mesurer cette fameuse vitesse c. À l’aide d’un miroir, faisons parcourir à la lumière la distance aller-retour et divisons le temps mesuré par 2 pour obtenir cette foutue valeur de c. Et le tour est joué ! pensez-vous, et le bec du Corbot cloué !

Cet exercice pratique est cependant basé sur un postulat. Et l’on sait que si un postulat est faux, le résultat de la mesure par l’expérience sera faux. Le fameux postulat utilisé dans l’expérimentation précédente et sciemment accepté par Einstein lui-même est le suivant: 

Nous avons tenu pour acquis que la lumière se déplace à la même vitesse à l’aller comme au retour, en éloignement comme en rapprochement, ce qui permet de diviser le temps par 2 pour déterminer le temps d’un trajet dans une seule direction.

Mais rien ne prouve que le temps requis pour parcourir la même distance est le même dans les deux directions. C’est une affirmation non prouvée, un postulat parfaitement gratuit. Évidemment, faute de mieux, il est raisonnable de le considérer comme véridique, mais ce n’est qu’une croyance et en aucun cas une certitude prouvée.

Il n’est pas possible de mesurer la vitesse de la lumière dans une seule direction puisqu’il faudrait déjà connaitre cette vitesse pour ensuite la déterminer. On ne peut définir une chose par elle-même.

Il est raisonnable de penser que la vitesse de la lumière est égale dans toutes les directions, y compris lorsqu’elle s’éloigne de nous ou lorsqu’elle nous revient. Malheureusement, aucune expérience ne peut le prouver une bonne fois pour toutes. Essayez d’en inventer une et elle sera réfutable.

La seule solution consisterait à découvrir des particules voyageant plus vite que la lumière, des tachyons par exemple. Nous pourrions alors utiliser un faisceau de tachyons pour mesurer la vitesse des photons et en appliquant quelques formules mathématiques, nous obtiendrions la valeur tant recherchée de c dans une seule direction.

Mais voilà. Si Einstein avait raison, rien ne peut voyager plus vite que la lumière dans le vide (c). Les tachyons ne sont présentement que des inventions de l’esprit. Leur gros problème est qu’ils pourraient violer le principe de causalité (quoique ce soit discutable et discuté). Ils démarreraient leur périple après être parvenus à destination. Ça parait un peu bizarre. Aussi aberrante que cette situation puisse paraitre, elle n’est pas totalement ridicule. La physique quantique nous a habitués à rencontrer des comportements totalement illogiques et pourtant parfaitement véridiques. Il pourrait en être de même avec les tachyons.

La véritable impossibilité théorique est d’accélérer un objet jusqu’à ce qu’il atteigne la vitesse c puisque cette action nécessiterait une énergie infinie à cause de l’augmentation de la masse conséquente. Le fameux accélérateur de particules LHC a longuement prouvé le principe que la masse augmente avec la vitesse. Mais rien n’interdirait une particule de naitre en voyageant déjà plus vite que la vitesse limite c puisqu’elle ne passerait pas par une phase d’accélération. Voilà pourquoi les tachyons pourraient bien exister. Et fait surprenant, ils perdraient de la masse en augmentant leur vitesse.

Pour revenir au sujet principal, à défaut de connaitre actuellement avec certitude la vitesse de la lumière, la présomption qu’elle vaille 299 792 458 m/s dans toutes les directions et à tout moment nous permet de créer des applications comme les GPS et autres systèmes de calculs relativistes. Mais si un jour on vous apprend que cette vitesse n’est pas égale dans tous les systèmes de référence, ne vous surprenez pas. Le postulat utilisé consciemment par Einstein dans son article de 1905 sur la relativité restreinte se sera avéré inexact.

Les probabilités semblent extrêmement faibles que c varie selon qu’il s’éloigne ou se rapproche de nous, mais pour l’instant, le mieux qu’on peut affirmer avec absolue certitude est que cette vitesse « limite » reste à ce jour une valeur non mesurée.

Complément mathématique pour les presque nuls en maths 

La théorie de la relativité restreinte d’Einstein utilise les transformations de Lorentz dont le facteur s’écrit ainsi.

Gamma (𝛾) multiplie la masse, l’énergie et le temps relatif et il vaut entre 1 et l’infini (∞) selon que la vitesse (v) d’un objet varie de zéro jusqu’à atteindre c. De fait, si v vaut zéro, le résultat sous le radical vaut 1, le radical de 1 = 1 et finalement 1/1 = 1. Interprétation : à vitesse relative nulle, pas de changement de masse, d’énergie ou de temps relatif.

En revanche, si v vaut c, le résultat sous le radical vaut 0, le radical de 0 = 0 et 1/0 = ∞. Interprétation : Un déplacement à la vitesse de la lumière multiplie la masse, l’énergie et le temps relatif par l’infini.

Pour un tachyon qui aurait une vitesse v supérieure à c, la valeur sous le radical devient négative. On sait qu’il n’existe aucun nombre réel résolvant un radical d’une valeur négative, mais il en existe parmi les nombres imaginaires purs. Ce n’est pas parce qu’on parle de nombres imaginaires que ces nombres sont fabulatoires ou insensés. On aurait fort bien pu utiliser un autre terme. À preuve, tous les condensateurs et les bobines de ce monde (moteurs, antennes, accumulateurs, etc), des objets bien réels s’ils en sont, fonctionnent selon des mathématiques qui utilisent les nombres imaginaires pour déterminer leur courant selon la tension exercée à leurs bornes.

Ainsi, un tachyon pourrait fort bien exister dans un temps perpendiculaire au temps que nous connaissons et que nous expérimentons à longueur de journée. Un temps qui est inaccessible parfaitement reconnu et prouvé.

Relativité de l’existence

Publié Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Philosophie, Physique, Physique des particules, Quantique, Science

Bien que le titre utilise le mot « relativité », cet article traite plutôt de physique quantique. Non !Non! Ne disparaissez pas si vite, car l’effet que je décris aujourd’hui est plutôt étonnant, voire sidérant.

Imaginez Alice, une jeune fille très attentive. Elle observe un vide parfait. Ce vide possède donc une température de zéro Kelvin (0 K) qui est la température absolue. Pourquoi ? Parce qu’une température nait de particules qui s’entrechoquent. S’il n’existe aucune particule pour s’entrechoquer, alors rien ne peut générer de la température. Elle vaut donc 0 K (-273,15°C). Jusqu’ici, rien de très compliqué.

Prenons maintenant le petit ami d’Alice, il se prénomme Bob et il aime faire de la vitesse. Il embarque à bord d’une fusée pour impressionner sa flamme. Pour ne pas se causer trop de désagréments, il ajuste l’accélération du bolide à 1 G, c’est-à-dire que son corps ressent le même poids que s’il restait à la surface de la Terre.

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Bob passe en trombe devant Alice qui continue de mesurer ce vide absolu plutôt que de s’intéresser aux exploits de son copain. Un peu frustré, mais tout de même curieux, Bob utilise lui aussi un appareil pour mesurer la température de ce vide envoûtant.

Une fois de retour auprès d’Alice, il la questionne sur ce qui la fascinait tant.

— Je m’intéresse au rien, au vide absolu dont j’ai précisément noté sa température. Il reste parfaitement à zéro Kelvin.

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— Désolé de te décevoir, belle laborantine de mon cœur, mais j’ai également pris sa température et elle ne valait pas zéro Kelvin.

Les deux appareils sont pourtant parfaitement calibrés et l’un ne donne pas la même température que l’autre. Alors qu’Alice lit un zéro absolu, donc l’inexistence de particules, la lecture non nulle de Bob signifie qu’il a détecté des particules dans ce même espace censé être entièrement vide.

L’un des deux a-t-il tort ? Non. Les deux amis ont raison, mais dans leur propre réalité qui s’avère être différente, car leur état par rapport à ce vide n’est pas identique.

Alice n’accélère pas, tandis que Bob est en accélération constante. Ce seul changement crée des réalités distinctes pour le même espace. Dans un cas, le vide est totalement vide et dans l’autre cas, des particules existent et ce, pour le même lieu physique.

La réalité n’est pas la même pour tout le monde et elle dépend de l’accélération de chacun.

Ce phénomène théorique se nomme « l’effet Unruh » du nom du Canadien à l’origine de sa formulation et elle se présente ainsi.

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Ne fuyez pas encore ! Cette formule, pas si barbare qu’elle y parait, se simplifie pour devenir parfaitement compréhensible. Mises à part les lettres de la température (T) et de l’accélération (a), tous les autres symboles sont des constantes qui peuvent être ignorées pour comprendre la relation qu’entretiennent T et a. Et voici le résultat final.

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En bref, la température (T) est proportionnelle à l’accélération (a).

Et pour expliquer la température non nulle que notre ami Bob a lue, son accélération de 1 G génère des particules dans ce vide, dans sa réalité propre, mais pas dans la réalité d’Alice qui est stationnaire. Ainsi, accélérer engendre une réalité distincte, une réalité différente de celle des autres.

L’effet Unruh n’a pas encore été détecté par l’expérience et ne le sera probablement jamais, puisque, vous pouvez vous en douter, il est d’une faiblesse extrême. Une accélération de 1 G n’engendre qu’une température de 4 x 10-20 Kelvin.

Mais engendrer peu d’effets n’est pas synonyme de rien du tout. Ici, c’est le principe qui importe. Plus on progresse dans nos connaissances sur l’univers et plus sa réalité pure et dure se désagrège. Avec l’effet Unruh, elle devient variable et relative à chacun d’entre nous en fonction de notre accélération.

Et justement, en parlant d’accélération, on sait depuis Einstein qu’il n’y a aucune différence entre se promener en fusée qui accélère à 1 G et être attiré par la gravitation terrestre en gardant les pieds bien campés au sol.

Dépendant du lieu où nous sommes sur Terre, la force gravitationnelle varie légèrement en fonction de la distance nous séparant du centre de la Terre et de la densité du matériel sous nos pieds. On peut alors dire que la réalité est différente pour chacun d’entre nous.

Bienvenue dans ma réalité qui n’est pas la vôtre !

Heureusement, direz-vous !

Le mystère de l’observation

Publié Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Physique, Physique des particules, Quantique, Sciences de l'information, univers

En physique quantique, l’observation joue un rôle critique. Vous avez certainement entendu parler du chat de Schrödinger placé dans une boite dotée d’un mécanisme de désintégration radioactive qui, si elle survient, brise une fiole de gaz mortel. Si on laisse le chat dans la boite durant un temps équivalent à la demi-vie de l’atome radioactif, il a une chance sur deux de mourir.

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D’ailleurs, je félicite ce physicien d’avoir placé un chat dans sa boite. Il partage certainement avec moi une aversion pour ces boules de poils volatilophages.

En physique quantique, le concept du chat miaulant à moitié s’interprète légèrement différemment. Il n’est plus simplement question de statistique du genre « soit l’un, soit l’autre », mais plutôt « moitié l’un et moitié l’autre ». Ainsi, le chat se trouve simultanément dans les états vivant et mort jusqu’à ce qu’un observateur ouvre la boite pour constater lequel des deux a préséance. Mais avant ce constat, le chat partage les deux états à parts égales.

Évidemment, Schrödinger a utilisé la métaphore du chat pour expliquer des phénomènes quantiques réels. À l’échelle macroscopique, à notre échelle, les phénomènes quantiques se sont depuis longtemps résorbés et jamais on ne pourra établir qu’un chat soit simultanément mi-mort mi-vivant. Toutefois, à l’échelle microscopique, la simultanéité de deux états doit être considérée comme exacte. Il ne s’agit pas simplement d’une image, mais de la stricte vérité.

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Il faut cependant expliquer une différence fondamentale entre l’observation d’un chat et l’observation d’un photon, d’un électron ou d’un atome pour mieux comprendre la subtilité du phénomène quantique.

Dans notre monde quotidien, un bon observateur se doit de ne pas interagir avec son sujet d’étude s’il veut obtenir des données recevables. S’il perturbe le milieu observé, ses conclusions seront biaisées. En physique quantique, il est impossible d’observer sans perturber l’élément étudié. On ne peut pas connaitre les propriétés d’un photon ou d’un électron sans le faire interagir avec un instrument de mesure quelconque. Ainsi, l’observation quantique ne se contente pas d’observer à distance, elle perturbe violemment son sujet d’étude.

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En fait, si on n’interagit pas avec une particule, elle semble rester totalement intangible et son existence ne devient réelle que lorsqu’il y a une observation. Einstein avait ce principe en horreur. Il disait : « Je ne peux pas croire que la Lune n’est pas là lorsque je ne la regarde pas ».

Cette façon de voir n’est pas correcte. On devrait plutôt penser de la sorte. Même si la Lune n’existe pas véritablement lorsqu’on ne l’observe pas, les informations la concernant sont, elles, bien réelles. Ainsi, notre astre continue de générer des marées même si personne ne l’observe puisque l’espace conserve toutes les informations concernant l’ensemble de ses particules.

Ainsi, que la Lune prenne forme et couleurs uniquement lorsqu’on la regarde, ça ne change rien puisque ses informations restent bien présentes. Elles sont simplement lues, ou pas.

Je vous propose de vous référer à un autre de mes articles concernant l’univers informatif. Il est plus facile de démystifier les bizarreries de la physique quantique lorsqu’on imagine un univers où tout n’est qu’informations plutôt qu’un univers constitué à la base de matières et d’ondes. Oui, matières et énergies finissent par émerger par une interaction ou par une observation. Cependant, leurs informations restent toujours tapies au plus profond de la trame spatiotemporelle et ce sont elles qui comptent véritablement au bout du compte.

L’angle de Planck

Publié Par Mathis LeCorbot dans Cosmologie, LeCorbot, Physique, Quantique

Si vous ne connaissez pas les dimensions de Planck, sachez qu’elles sont connues depuis 120 ans déjà. Ce sont les dimensions extrêmes de notre Univers. Dans le cas des longueurs de distance et de temps, elles valent environ 10-35 mètre et 10-44 seconde.

Il est impossible de fragmenter ces valeurs, elles sont les atomes (éléments insécables) de notre univers. De là à imaginer que notre univers est discontinu, il y a un pas à franchir qui pour moi devient évident, mais pas pour une majorité de physiciens qui croient encore, malgré cela, que le temps coule sans faire de bonds et que l’espace n’est pas atomisé.

Cependant, pour rendre compatibles nos deux piliers actuels de la physique, la physique quantique et la relativité, les théories basées sur la discontinuité du temps et de l’espace semblent prometteuses. Certains travaux de physique théorique actuels voient l’espace composé de microscopiques tétraèdres de longueur équivalente à celle de Planck, soit 10-35 m.

Je me suis donc posé la question suivante. Si l’espace est discret, discontinu, pourquoi n’en serait-il pas autant des angles de rotation ? Pourquoi tous les angles seraient-ils permis ? L’Univers est discontinu ou ne l’est pas et si c’est le cas, alors les angles le sont également.

Mais je ne trouve rien sur ce sujet. Il semblerait que personne n’a pris la peine de se poser la question. Rien, nada, le vide, non le néant. Pourtant, je ne peux concevoir une longueur minimale pouvant tourner librement de façon totalement continue, sans limite minimale.

Comment peut-on concrètement représenter cet angle de Planck ? Celui-ci aurait le même effet que nos convertisseurs du numérique à analogique actuels. Oui, ces engins qui transforment les bits de nos CD en onde sinusoïdale qu’on peut entendre. En fonction de la résolution de ces convertisseurs, les ondes restituées possèdent plus ou moins de paliers, mais aucune n’est totalement continue. Les sinusoïdes ont des marches, mais nos oreilles ne peuvent les percevoir si elles sont minuscules.

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L’angle de Planck causerait le même effet dans les ondes électromagnétiques. Cependant, à cause de sa petitesse, il nous est très difficile de distinguer des paliers dans la lumière reçue ou émise. Par l’observation, il est cependant possible de déterminer sa limite supérieure, mais seule une théorie nous permettrait d’en donner une valeur précise.

Pour générer des ondes à paliers, le rotateur doit tourner en saccade, avancer coche par coche, comme une horloge dont la trotteuse marque chaque seconde d’un tic caractéristique.

Il existe la notion de « temps de Planck » qui se rapporte au temps que prend la plus petite longueur d’onde possible à parcourir son cycle, sa période. Ce temps déterminé par les constantes fondamentales vaut 5,391 x 10-44 seconde. Mais ce temps représente l’ensemble du temps passé pour faire une rotation complète, l’équivalent de la minute pour une trotteuse, alors que moi je cherche l’équivalent de la seconde. Pour une trotteuse, son angle minimal vaut 6 degrés, puisque 360°/60 s = 6°/s.

Il existerait donc un temps plus petit que le temps de Planck, c’est le temps de chaque palier que possède une onde. En considérant le pire, soit un seul palier par valeur positive et négative et les deux paliers à zéro, on doit diviser le temps de Planck par 4 pour trouver le temps de chacun des paliers d’un cycle.

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En revanche, plusieurs paliers divisent d’autant la plus petite division temporelle. Il est possible que le temps de Planck fasse qu’il n’existe qu’un seul palier par demi-cycle et qu’ainsi la résolution angulaire, l’angle de Planck, à cette hyperfréquence soit égale à 90°. L’angle de Planck déterminerait le type de maillage spatiotemporel. S’il vaut 90°, l’espace-temps serait une construction formée de cubes empilés.

Cependant, une de nos théories actuelles de la gravitation quantique fait intervenir des mailles spatiotemporelles de la forme d’un tétraèdre. Si cette description est exacte, l’angle de Planck serait plutôt équivalent à 30° et il existerait donc quatre paliers de valeurs distinctes (en incluant le zéro) par demi-cycle plutôt que deux.

Quels seraient les impacts d’un angle de rotation de Planck de 30° sur notre compréhension actuelle de l’univers ?

L’accélération de l’expansion de l’univers pourrait ainsi n’être qu’un artéfact et ce n’est pas rien. Les galaxies lointaines apparaitraient plus éloignées que la réalité. Ainsi, nos estimations actuelles de l’énergie sombre seraient erronées et même peut-être totalement fausses. Le destin de notre univers en serait chamboulé puisque le Big Rip ne surviendrait pas.

 Ce serait une excellente nouvelle puisque selon la théorie actuelle, tous nos atomes finiront écartelés, déchirés par cette énergie sombre délétère.

Je mise sur un angle de Planck non nul qui pourrait peut-être sauver notre univers d’une mort horrible que nous promet actuellement ce que nous appelons l’énergie sombre, un terme signifiant que nous ignorons complètement sa nature.

Un angle de Planck valant 30° réduirait à néant l’obligation de recourir au principe d’une énergie sombre répulsive pour expliquer ce que l’on observe. Surtout, il redéfinirait les dimensions et le destin de l’Univers.

Un Truman Show

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, Cosmologie, LeCorbot, Physique, univers, Vie extraterrestre

Vu l’état de décrépitude de notre physique moderne qui peine à expliquer un tout petit 5 % de ce que l’Univers contient, vu l’incapacité de prendre en défaut nos théories actuelles qui permettraient d’expliquer l’actuel inexplicable, vu les contradictions systémiques et irréconciliables entre nos deux piliers de la physique que sont le quantique et la relativité, il devient de plus en plus tentant, et peut-être sage, de faire table rase de toutes nos connaissances engendrant notre embourbement pour se tourner vers d’autres théories plus exotiques.

Parler de frilosité des scientifiques à cet effet est un euphémisme. Ces gens aiment bien évoluer de choses sûres en choses sûres, bâtir l’avenir sur le passé, progresser comme on monte un escalier. Pourtant, l’humanité a connu des révolutions scientifiques à plusieurs reprises. On n’a qu’à penser que le temps n’est plus considéré comme étant une grosse horloge universelle battant une mesure identique pour tous et en tous lieux. Et que dire de notre si contre-intuitive physique quantique avec sa délocalisation, son intrication et ses états superposés ?

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Non, la physique ne progresse pas d’un échelon à l’autre et aujourd’hui, nous nous retrouvons au pied d’une falaise exempte d’escalier ou d’échelle de corde pour nous aider à cheminer. La prochaine étape s’avère la plus difficile de toutes celles que nous avons déjà atteintes. Elle demande de cesser d’observer comme nous le faisons actuellement, avec notre regard constamment tourné vers l’arrière. Elle nous demande de nous projeter dans un ailleurs qui, pour le moment, nous est inconcevable.

Pourtant, l’illogisme apparent de la physique quantique nous a préparés à réaliser un nouveau saut vers l’inconnu et cette fois-ci, il risque de dépasser tout entendement. Parmi les nouvelles possibilités mises de l’avant, certaines renouent étrangement avec des croyances ancestrales.

Mais ici il n’est pas question de créer de nouveaux dogmes ou de reprendre ceux du passé. La science ne s’intéresse pas aux histoires sans fondements solides. Les théories doivent être associées à des observations actuelles, elles doivent être formalisées pour être prédictives et elles doivent suggérer de possibles méthodes pour les prouver.

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Bien sûr, aucune nouvelle théorie émergente révolutionnaire ne contient tous ces éléments dans sa phase initiale. Il faut donc y croire suffisamment pour travailler sans relâche durant sa vie entière sans certitude de voir sa complétude de son vivant.

Parmi les théories exotiques, l’une d’elles m’interpelle particulièrement, pas parce que j’y crois, mais parce que j’ai autrefois écrit une nouvelle intitulée « L’audience » qui reprend plus ou moins le concept énoncé par les scientifiques actuels.

À ne plus rien comprendre de la Nature, il devient plus facile de traverser la rivière nous séparant d’une tout autre façon d’aborder la réalité. Alors, que penser de cette théorie-ci ? Et si nous vivions dans un monde semblable à un cinéma ? Tout le cosmos que nous observerions serait une illusion conçue par un quelconque metteur en scène. Les illogismes scientifiques actuels s’expliqueraient tellement bien si tout n’était qu’effets spéciaux plutôt que réalité dure ?

Nous ne nous insurgeons pas lorsque notre cinéma triture les lois de la physique afin de nous faire vivre de belles et grandioses émotions. Pourquoi en serait-il autrement avec ce que nous appelons notre Univers ?

L’Univers tel que nous l’étudions aujourd’hui pourrait fort bien n’être qu’un beau simulacre de réalité, une façon de retenir notre attention, peut-être même, un bon moyen de nous observer.

De plus, cette théorie, moins folle qu’elle peut paraitre, expliquerait parfaitement le paradoxe de Fermi. Les extraterrestres n’ont pas encore peuplé tout l’Univers, même si ça aurait dû survenir depuis longtemps, parce que l’Univers ne ressemble pas du tout à ce qu’on pense observer.

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Un jour, peut-être, une étrange histoire nous tombera sur la tête, elle réveillera tous nos doutes, elle confirmera nos pires craintes, elle prouvera que nous sommes des acteurs involontaires dans une quelconque émission de télé-réalité regardée par des entités quelconques. 

En définitive, l’Univers pourrait très bien n’être qu’un immense Truman Show.

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Platitude spatiale

Publié Par Mathis LeCorbot dans Cosmologie, LeCorbot, relativité, univers

Durant toute notre enfance, nous avons suivi avec intérêt ou, au contraire, avec amertume ou difficulté, des cours de géométrie durant lesquels nous avons calculé des angles de triangles totalisant 180°, nous avons appris que deux droites parallèles ne se rejoignent jamais et que si elles ne sont pas parallèles, elles finissent par se toucher en un seul point.

Même si cette formation date de longtemps, la majorité des gens pensent encore de cette façon. Dans la vie de tous les jours, cette géométrie est valable et on lui a donné le nom de géométrie euclidienne en hommage au célèbre géomètre grec Euclide.

Pourtant, ce que nos profs ont passé sous silence afin de respecter le cursus et nos prétendues capacités limitées à apprendre, et probablement parce qu’ils ne connaissaient rien d’autre, c’est que cette géométrie constitue une exception, un idéal jamais réellement atteint, une limite entre deux autres géométries qui se touchent exactement à cet endroit. En réalité, la géométrie euclidienne n’existe pas vraiment. Elle constitue simplement une approximation très pratique, car beaucoup plus simple que les sœurs siamoises opposées que sont les deux autres géométries non euclidiennes.

L’exemple le plus simple d’une géométrie non euclidienne est notre bonne vieille Terre. Au ras du sol et sur de courtes distances, les règles de la géométrie euclidienne semblent parfaitement exactes. Les triangles possèdent des angles totalisant 180°, les droites parallèles ne se touchent pas et si des droites se touchent, elles le font en un seul point.

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Pourtant, il suffit de prendre de l’altitude et tracer de très grands triangles et de grandes droites pour constater qu’Euclide ne faisait que des approximations puisque la somme des angles d’un triangle formé de trois lignes droites au sol totalise plus de 180°. Deux méridiens sont des droites parallèles et pourtant ils se rejoignent. Et même si on les considère comme étant non parallèles, ils se recoupent aux deux pôles, et non juste une fois. La surface de la Terre étant convexe (sphérique), sa géométrie n’est pas euclidienne et les règles établies par ce génie du passé ne s’appliquent pas.

En utilisant des surfaces concaves plutôt que convexes, on obtient des triangles dont la somme des angles est inférieure à 180° et des droites parallèles qui elles aussi se rejoignent. Une selle de cheval et les toits de constructions s’y apparentant comme au Saddledome de Calgary sont de bons exemples de géométries concaves (hyperboliques) non euclidiennes.

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On comprend ainsi mes affirmations précédentes. La platitude géométrique est un mythe puisque rien ne peut vraiment être absolument plat.

Vous seriez probablement tenté de vous reporter à l’espace, à l’ensemble de l’Univers et à ses trois axes spatiaux. Selon vous, ils forment certainement des angles parfaitement droits entre chaque paire d’axes. Comment pourrait-il en être autrement ?

Ce concept était convenu avant les travaux d’un certain Albert Einstein qui publia en 1915 un article fondamental de physique qui devint la théorie de la relativité générale.

Sans entrer dans ses détails, elle contient un élément important se rapportant à la platitude spatiale. Il consiste dans le fait que l’espace se plie en présence de masse. Considérant que l’univers contient de la masse, il se replie de manière concave ou convexe dépendant de la quantité de matière qu’il contient. Pas suffisamment d’énergie et il ressemble à une selle, un peu trop, et il prend la forme d’une sphère.

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Toutes les expériences visant à déterminer la forme de l’Univers se sont soldées par un étrange constat. Même les plus précises tendent à montrer que l’Univers serait… parfaitement plat. Si ce résultat vous semble peut-être normal, pour moi ce hasard me semble plutôt difficile à avaler. L’Univers posséderait exactement la quantité de matière précise pour obtenir un espace parfaitement plat respectant la géométrie euclidienne.

Pensez à une machine choisissant au hasard un nombre compris entre –∞ et +∞ et qu’elle tombe miraculeusement sur le zéro. C’est impossible que l’Univers soit parfaitement plat et pourtant il l’est.

Je me suis questionné sur cette étrange coïncidence, car je n’y crois pas. Je devais trouver une cause, une façon d’expliquer la platitude spatiale sans faire intervenir le plus curieux des hasards.

Rétroaction

La seule autre façon logique de retrouver une géométrie spatiale euclidienne est que l’Univers possède une boucle de rétroaction qui diminuerait la masse de l’Univers si elle est plus grande que la masse critique et qui l’augmenterait si elle devient trop petite.

L’annihilation ou la création de masse (énergie) surviendrait si la forme de l’espace n’est pas exactement plate. Ainsi, un univers convexe ou concave serait une situation instable cherchant à retrouver son état de plus basse énergie qui serait un univers plat.

Pensez à une plaque métallique qu’on cherche à plier. Qu’elle courbe dans un sens ou dans l’autre, elle revient inévitablement à son état qui lui demande le moins d’énergie, sa platitude.

Autre conséquence non négligeable de ce phénomène, le principe de la conservation de l’énergie ne serait pas une loi, mais l’observation de cette rétroaction.

L’Univers peut créer de l’énergie, mais il peut également en détruire. L’équilibre s’obtient par rétroaction. Trop de destruction engendrerait une accélération de création d’énergie et vice versa.

Mon idée de rétroaction expliquerait la platitude spatiale ainsi que la loi de la conservation de l’énergie et surtout, elle repousse l’idée d’un incroyable hasard survenu au moment du big bang créant exactement la bonne quantité de matière pour engendrer un univers parfaitement plat.

Je poursuivrai cette idée dans un autre article afin d’expliquer ce qui survint juste après le moment zéro signant la création de notre Univers. J’en profiterai pour expliquer plus en détail le schéma de la boucle de rétroaction conservant la platitude de l’espace.