Antigravitation — 2 : La piste de l’antimatière

Le premier article sur le sujet de l’antigravitation s’attardait à définir sa véritable nature afin de la distinguer des autres forces capables de s’opposer à la gravitation sans dire pour autant que ce sont des forces antigravitationnelles.

Dans cet article, j’aborde les différences entre les forces afin de trouver une façon de concevoir de l’antigravitation. L’antimatière s’avèrerait-elle une solution réaliste ? Vous découvrirez la réponse à cette question.

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Force contre force

Un autre point très important à aborder avant de poursuivre est la grandeur de la force gravitationnelle à comparer aux autres forces de la Nature, l’électromagnétisme, par exemple.

Un petit exercice consiste à comparer la force attractive électrostatique entre un proton et un électron à la force gravitationnelle s’exerçant entre ces deux mêmes particules lorsque placés à même distance dans les deux cas.

La force électrostatique s’avérera 2,3 x 1039 fois plus grande que la force gravitationnelle. La force électrostatique est 2 300 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 de fois plus grande que la force gravitationnelle !

En résumé, la force gravitationnelle est si faible que la masse de la Terre entière ne suffit même pas à empêcher un tout petit aimant de soulever une clé. La puissance électromagnétique d’un minuscule aimant s’oppose ainsi aisément à la puissance gravitationnelle de toute la masse de la Terre!

Ce n’est pas de l’antigravitation

Dans l’exemple précédent, l’aimant n’est pas une force antigravitationnelle. C’est une force électromagnétique appliquée en direction opposée à la direction de la force gravitationnelle qui s’exerce sur la clé. Ce faisant, la force résultante déterminera si l’aimant ou la Terre aura le dessus l’un sur l’autre en soulevant la clé ou en la laissant gésir au sol.

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Ce sont deux forces de nature totalement différentes dans leur essence, alors que l’antigravitation serait de nature identique à la gravitation, mais avec une composante répulsive plutôt qu’attractive. Ce serait comme pour  les forces électrostatiques qui possèdent les deux composantes. Des charges électriques identiques se repoussent et des charges électriques inverses s’attirent. On peut donc véritablement parler de forces électrostatiques et de forces antiélectrostatiques.

L’idée est de savoir si la gravitation possède ce même genre de double comportement et la réponse jusqu’à maintenant est non. Cependant, faut-il s’arrêter de chercher pour autant ?

L’antimatière est-elle une solution ?

Si la matière creuse l’espace-temps, il serait plausible que son opposé fasse le contraire et le surélève, créant par le fait même une force répulsive entre matière et antimatière, mais aussi entre l’antimatière et elle-même?

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Cette hypothèse est encore débattue aujourd’hui quoique la très grande majorité des physiciens n’y croient pas. Pour eux, l’antimatière n’est qu’une histoire de charges électriques inverses et ne devrait pas influencer la manière dont sa masse se comporte avec l’espace-temps. Effectivement, on ne distingue aucune différence de masse entre un électron et un positron, ce qui laisse croire en une similarité gravitationelle comportementale.

Le problème est d’observer le phénomène. Puisque les forces électrostatiques sont 1039 fois plus grandes que les forces gravitationnelles, la faible répulsion antigravitationnelle, si elle existe, passe totalement inaperçue à côté des autres forces.

Mais une hypothèse non démontrée se fout des consensus. La physique n’a pas pour but de contenter les physiciens en leur donnant raison. Il se pourrait qu’ils aient tous tort et que l’antimatière engendre effectivement une force antigravitationnelle.

Antimatière et objets volants

Dans l’éventualité que l’antimatière engendre effectivement une force réellement antigravitationnelle, pourrait-on au moins s’en servir pour faire voler des engins?

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En postulant qu’un atome d’antimatière engendre une force antigravitationnelle équivalente à la force gravitationnelle d’un atome de matière, il faudrait embarquer dans l’engin volant une quantité d’antimatière équivalente à la matière de toute la Terre pour compenser la gravitation terrestre.

L’antimatière semble donc une solution totalement irréaliste pour créer une forte antigravitation capable de se dégager de la gravitation terrestre.

Et si l’antigravitation était bien plus forte que la gravitation pour une masse semblable?

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Voilà une idée intéressante, mais ne s’appuyant sur rien. Pourquoi l’espace se courberait-il bien plus facilement en présence d’antimatière que de matière? La trame d’espace-temps serait extrêmement rigide à la présence de matière et totalement souple à celle de l’antimatière. Il faudrait trouver un mécanisme permettant de rendre l’espace-temps très souple en présence d’antimatière. Aucun indice ne semble pointer dans cette direction.

En fait, la preuve aurait probablement été trouvée puisque nous aurions découvert une différence de comportement entre un électron et un positron dans un même champ électromagnétique. Leurs déviations diffèreraient puisque la force antigravitationnelle du positron deviendrait non négligeable par rapport à sa force électromagnétique. Toutes les observations montrent une parfaite équivalence entre les deux particules. On peut donc réfuter une asymétrie forte entre les forces gravitationnelle et antigravitationnelle.

L’antigravitation forte existe-t-elle?

Nous ne connaissons rien pour l’instant qui parviendrait à surélever fortement le tissu de l’espace-temps. Je dirais, c’est normal puisque nous ignorons tout de la nature de cette trame. L’espace-temps reste un concept dont nous sommes encore loin de découvrir sa nature profonde. Si nous y parvenons un jour, nous serons plus à même de trouver un moyen de jouer sur sa trame pour lui faire produire des bosses répulsives plutôt que des creux attractifs.

Et si la solution se trouvait à portée de main ?

Pour ma part, j’aperçois un moyen. En injectant du temps dans la trame d’espace-temps, celle-ci se distendrait. Mais comment entrer du temps dans une sorte de seringue et l’insérer dans le tissu spatio-temporel? Voilà un joli défi technologique. Cependant, le temps regorge d’atouts non négligeables, il ne possède aucune masse, ainsi il devient facile d’en transporter autant qu’on veut à bord d’un objet volant. Reste à comprendre comment jouer avec le temps afin d’étirer la trame spatiale en sens inverse de la gravitation.

Dans le troisième article, j’abordera une façon d’y parvenir et ce faisant, de concevoir rien de moins que des… ovnis.

***** À suivre dans le prochain article*****


 

 

Antigravitation — 1 : Ce qu’elle est et n’est pas

Je consacre une série de trois articles à ce vaste sujet, car j’en ai long à dire. Ne ratez pas de les lire tous, des surprises de taille vous attendent.

Mais avant de savoir si l’antigravitation existe ou peut exister, il faut comprendre quelques principes de base dont ceux concernant évidemment la gravitation.

Détournement de sens

Dans la culture populaire, on mélange aisément plusieurs concepts physiques en donnant à des phénomènes des noms inappropriés et l’antigravitation souffre malheureusement de l’ignorance des gens qui utilisent ce terme à tort et à travers.

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Tout comme les oiseaux et les avions qui parviennent à combattre la gravitation en lui opposant une force ayant une composante verticale de sens opposé, ils ne créent pas une force antigravitationnelle pour autant.

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L’aimant soulevant des clés ne développe pas une force antigravitationnelle. Un objet volant grâce à des forces électromagnétiques ne produit pas non plus une force antigravitationnelle.

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Toutes ces forces n’ont rien à voir avec la nature de la gravitation, même si elles parviennent à s’y opposer. Ce ne sont que des cas de forces très distinctes qui se compensent ou s’additionnent selon l’angle créé entre les différentes forces en présence (addition vectorielle).

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Une force qui s’oppose à la gravitation ne s’appelle pas une force antigravitationnelle. Pour savoir ce qu’est réellement une force antigravitationnelle, il faut tout d’abord bien comprendre ce qu’est la force gravitationnelle.

La gravitation

Depuis les travaux d’Einstein publiés en 1915, on sait que la gravitation est une force attractive engendrée par la déformation de la trame d’espace-temps causée par les masses qui s’y trouvent. Les masses attirent à elles toutes autres masses parce que le tissu de l’espace-temps s’est déformé en conséquence. Bien qu’étant mieux ressentie à proximité d’un objet massif, cette force s’exerce sans limites de distance.

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De façon imagée, les masses creusent la structure de l’espace-temps, elles ne la surélèvent pas. Ce faisant, la force gravitationnelle est toujours de signe positif, indiquant une attraction des masses.

Son opposé, la véritable antigravitation

L’antigravitation serait le phénomène exactement opposé à celui-ci. Ainsi, quelque chose devrait être en mesure de surélever la trame de l’espace-temps afin de générer une force qui tendrait à éloigner les objets les uns des autres, générant une force gravitationnelle de signe négatif, répulsive, une antigravitation. Pour reprendre l’image de la trame, l’antigravitation génèrerait dans celle-ci des bosses plutôt que des creux. Les creux, font de la trame un attracteur. Les bosses créées par l’antigravitation en feraient un diffuseur, un disperseur des masses.

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On sait maintenant ce qu’est la véritable antigravitation.

Dans le prochain article, il sera question de comparer la gravitation aux autres forces de la Nature afin de bien comprendre de quoi il en retourne. La piste de l’antimatière sera mise à l’épreuve.

***** À suivre demain *****

 

Intrication et télépathie

En français, intrication signifie un enchevêtrement de choses, un fouillis complexe et difficile à démêler. En physique quantique, l’intrication est un état particulier que peuvent prendre des particules et elle représente certainement l’une des plus étonnantes particularités contre-intuitives de cette physique de l’élémentaire.

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Prenons deux électrons et faisons-les interagir de telle sorte qu’une des particularités de l’un soit liée à celle de l’autre. C’est plutôt facile à obtenir. Deux électrons sur une même orbitale «s» autour d’un noyau ne peuvent pas posséder un même moment cinétique orbital (spin) à cause du principe d’exclusion de Pauli.

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Si le spin du premier va dans un certain sens, celui du second sera nécessairement dans le sens contraire. Ces deux électrons sont maintenant intriqués l’un à l’autre et tout changement du spin de l’un va nécessairement entrainer le changement du spin de l’autre. C’est normal, direz-vous, puisqu’ils partagent la même orbitale et vous vous souvenez que le principe d’exclusion de Pauli le défend.

Jusqu’ici, rien de compliqué à comprendre. Mais voilà où la physique quantique devient franchement bizarre. Séparons les deux électrons et envoyons-les à très grande distance l’un de l’autre, la distance que vous voulez. Faites-les s’associer à des noyaux, créez des liens chimiques, bref donnez-leur une existence propre.

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Puis mesurez le spin du premier électron. Vous saurez alors que le spin du second sera nécessairement son inverse, peu importe là où il se retrouvera par rapport au premier. Ils sont à jamais intimement intriqués.

Il ne faut pas confondre l’intrication avec la complémentarité. Si vous possédez une paire de gants et que vous envoyez séparément dans des valises n’importe où dans le monde, si vous en ouvrez une et découvrez le gant gauche, vous saurez immédiatement que l’autre est celui de droite. Mais l’intrication est totalement autre chose puisqu’elle permet de changer un gant pour son contraire et l’autre se transformera lui aussi et instantanément, indépendamment de la distance entre les deux.

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Cela semble défier la vitesse limite de la lumière et Einstein a bien tenté de trouver une cause cachée à cet «effet fantomatique à distance», disait-il. Le grand homme avait tort. Des expériences menées après sa mort, dont celle du physicien français Alain Aspect en 1983, ont prouvé qu’il n’existait aucune cause cachée. L’intrication quantique existe bel et bien.

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Comment peut-on comprendre ce phénomène franchement bizarre? Une façon de donner à l’esprit une explication rationnelle est de se remémorer le fait qu’une particule élémentaire est également une onde. Celle-ci n’a aucune limite de distance puisqu’elle n’est pas localisée dans un lieu précis. Les deux électrons intriqués partagent cette même onde. En transformant les propriétés de l’un d’eux, l’autre ne peut faire autrement que de s’y conformer et de modifier sa même propriété pour que l’onde globale reste inchangée (fonction d’onde).

Cet effet quantique pourrait avoir une manifestation macroscopique. On sait qu’une mère et son bébé ont partagé une intimité qui aurait possiblement permis d’intriquer de la matière d’un à l’autre. Une fois l’intrication existante, des changements d’état chez l’un peuvent se transmettre instantanément chez l’autre, engendrant une transformation partagée. Cette intrication ne serait pas limitée aux mères et à leur enfant, mais à toute interaction humaine. Et voilà comment une physique moderne pourrait expliquer certains phénomènes ésotériques que cette même science décriait comme étant du pur charlatanisme.

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Toutefois, aucune preuve formelle n’a encore été apportée à cet effet, mais l’intrication quantique a donné aux physiciens une bonne raison de cesser de rire des théories autrefois considérées comme totalement absurdes puisqu’elles auraient violées toutes les lois de la Nature, oubliant au passage que cette dernière ne se pliait pas à leurs désirs et à leurs croyances. Toutefois, la télépathie ne serait pas une transmission entre deux esprits comme on est habitué à se l’imaginer, mais à un partage préexistant d’états quantiques.

Dans le prochain article, j’aborderai une théorie étonnante découlant de ce principe.

Trois générations

La Nature s’avère économe, elle préfère les processus utilisant moins d’énergie, préfère les états stables de moindres niveaux. La Nature peut également se montrer généreuse, parfois sans raison apparente, surtout pour disséminer les aigrettes des pissenlits. Mais qui sommes-nous pour la juger alors que nous ne connaissons presque rien de ses modes opératoires ?

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Cependant, on oserait croire que certains de ses mystères aient une raison valable d’exister et que celle-ci finisse par nous être connue. Par exemple, l’existence de trois générations de particules élémentaires nous dépasse totalement. Mais commençons par le début, par la première génération de particules, celle de tous les jours.

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Toute la matière de l’Univers est composée de quatre particules fondamentales appelées fermions. On compte deux leptons et deux quarks. Nous connaissons très bien le premier lepton qui régit toutes les réactions chimiques, il s’agit de l’électron. Le second lepton est beaucoup moins connu, il est électriquement neutre, possède une masse extrêmement faible et ne réagit que très rarement avec le reste de la matière, c’est le neutrino. Quant aux deux quarks, ils se regroupent trois par trois pour composer les protons et les neutrons, ce sont les quarks up et down. On compte deux quarks up et un down dans le proton, un up et deux down dans le neutron.

Voilà, c’est tout. Vous connaissez toutes les particules élémentaires de la matière qui nous entoure. Quatre particules réellement indivisibles (à ce qu’on sait) créent tout le reste, à commencer par les 118 éléments chimiques. Selon l’état actuel de nos connaissances, la Nature aurait très bien pu s’arrêter là, mais la réalité diffère de ce scénario minimaliste et on ne se l’explique toujours pas.

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Il existe deux générations supplémentaires de particules élémentaires imitant la principale dans sa forme et sa nature. Elles se différencient par les masses qui se situent bien au-delà, des centaines, des milliers, voire des centaines de milliers de fois plus importantes, mais personne ne comprend le rôle que jouent ces deux générations supplémentaires de particules puisqu’elles ne peuvent persister à l’état naturel.

Gageons que derrière ce bestiaire plus important que prévu de particules élémentaires existe une raison fondamentale qui nous échappe encore, une raison qui engendrerait un monde bien différent sans elles, une raison qui nous enlèverait probablement toutes chances d’exister.

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Il suffit maintenant de comprendre cette Nature pour encore mieux apprécier comment elle est parfaitement réglée pour favoriser l’émergence de la vie et lui permettre d’évoluer.

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Notez que les particules présentées dans cet article se limitent aux fermions, les particules de matière. Il existe une autre série de particules nommée bosons dont le plus connu est le photon. Cependant, il n’existe pas de générations de bosons, seulement des bosons différents. Vous avez probablement entendu parler du boson de Higgs, le dernier à avoir été découvert.

 

Le pied d’un fantôme dans la bouche

Brian Cox, un scientifique du Cern vient de faire une déclaration hors de son domaine d’expertise. C’est toujours risqué de tenter une incursion dans une autre discipline en utilisant ses seules connaissances liées à sa formation.

Il affirme que les fantômes n’existent pas, sinon le LHC, le grand collisionneur de hadrons du Cern les aurait mis en évidence. Oui, oui, vous connaissez cette machine, elle a détecté les fameux bosons de Higgs.

Tout d’abord, les détecteurs du Cern sont calibrés pour retrouver ce qu’ils tentent de découvrir et les fantômes n’étaient pas sur leur fiche de travail. Ensuite, cette machine crée tellement de données qu’il faut en éliminer la très grosse majorité pour ne conserver que celles permettant de découvrir ce que les scientifiques cherchent et une fois encore, les fantômes n’étaient pas au programme. Les données qui auraient peut-être permis de découvrir des traces de fantômes ont été jetées aux orties. Pour ces deux raisons, ce scientifique parle au travers de son chapeau.

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Puisque les fantômes passent à travers les objets, il postule qu’ils ne sont que pure énergie, donc qu’ils ne sont constitués d’aucune matière. Une fois encore, il n’utilise qu’une partie de ses connaissances. Les atomes sont constitués très majoritairement de vide. Ce qui empêche les objets de passer au travers de la matière ce sont les électrons qui se repoussent. Le vide interne des atomes peut laisser passer n’importe quoi si une entité quelconque est insensible aux forces électroniques.

Il dit ensuite que les fantômes ne peuvent exister parce que l’entropie ne permet pas qu’une forme d’énergie pure se conserve avec le temps. Il a raison, mais il omet de dire que le vide contient suffisamment d’énergie pour conserver des formes fantomatiques si elles s’abreuvent à cette source inépuisable d’énergie.

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Évidemment, il ne croit pas aux fantômes et tout argument fallacieux est utilisé comme arme de combat. Dommage, il aurait dû apprendre à s’occuper de ses oignons. Il passera peut-être à la postérité, non pour avoir démontré l’inexistence des fantômes, mais pour s’être planté le pied d’un fantôme le plus loin dans la gorge.

Personnellement, l’existence des fantômes ne me pose pas de problèmes, mais ne suscite pas chez moi un engouement démesuré. Je suis bien prêt à reconnaitre leur existence, mais je ne courrai pas leur chercher des noises afin de prouver leur réalité. Je suis donc neutre à leur sujet. Je n’ai pas écrit cet article pour tenter de défendre la thèse les accréditant. Je l’ai écrit pour démontrer comment il est toujours risqué d’utiliser une certaine forme de notoriété et une petite partie de ses connaissances en omettant sciemment l’autre partie pour faire connaitre au monde son opinion personnelle sur un sujet qui nous dépasse.

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