C’est la faute aux ondes gravitationnelles

Il existe une nouvelle mode depuis quelque temps, celle de placer les mots «ondes gravitationnelles» partout où l’on voit des rides ou des vagues. Les nuages forment des moutons parallèles, c’est l’effet des ondes gravitationnelles. Des rides dans des dunes, les ondes gravitationnelles. Des rides sur l’eau, les ondes gravitationnelles.

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Les ondes gravitationnelles ne sont pas visibles à notre échelle et ne laissent pas de traces apparentes de leur passage. Elles déforment l’espace d’une manière microscopique lorsqu’elles se propagent à la vitesse de la lumière. Depuis peu, on les détecte en faisant voyager un rayon laser entre des miroirs distants de plusieurs dizaines de kilomètres et l’on réussit à peine à mesurer une variation infinitésimale de cette longueur. Si elles faisaient des vagues dans des dunes, soyez certain que nous serions en train d’être pulvérisés par deux trous noirs en coalescence dans la banlieue proche de la Terre.

Alors, non, les ondes gravitationnelles ne font pas rider les dunes ni ne dessinent des rouleaux dans les nuages. De bien grandes bêtises proférées par des gens ignorant tout de ce phénomène qui fut prédit par Albert Einstein un an après avoir complété sa théorie de la relativité générale. Il publia un article à ce sujet dans une revue scientifique en 1916, mais il a quand même toujours fortement douté de leur existence, changeant plusieurs fois d’idée par la suite. Une fois de plus, son instinct ne l’avait pas trompé.

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Les ondes gravitationnelles ne ressemblent pas aux ondes électromagnétiques connues qui utilisent les photons pour transporter l’énergie. Ce sont donc des ondes de gravitation qui déforment l’espace-temps lorsqu’elles irradient à partir de leur lieu d’origine.

Il est raisonnable de penser qu’une particule joue le même rôle que le photon, dans leur propagation, ce serait le graviton. Lui aussi se déplacerait à la même vitesse c que son homologue électromagnétique. Mais si les ondes gravitationnelles ont été récemment détectées et confirmées, il n’en fut pas de même pour le graviton qui reste une particule hypothétique.

Les déformations spatiales exigent de l’énergie, on ne plie pas l’espace gratuitement. Ainsi, deux trous noirs qui se tournent autour avant de fusionner perdront une partie de leur masse transportée sous forme d’énergie par les ondes gravitationnelles.

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La première détection d’ondes gravitationnelles a eu lieu le 14 septembre 2015 par les trois détecteurs LIGO et les scientifiques ont pu le confirmer le 11 février 2016, un siècle après la parution de l’article d’Einstein. Mais ce qui a rendu cette détection si spectaculaire est le fait d’avoir situé dans l’espace le lieu d’où provenait la production de ces ondes.

Couplée à d’autres observations résalisées par des télescopes traditionnels détectant des effets électromagnétiques complémentaires, ensemble, elles ont permis de découvrir la fusion de deux trous noirs de 36 et 29 masses solaires survenue à une distance de 1,3 milliard d’années-lumière. Il en est résulté un trou noir de 62 masses solaires. Ils ont donc perdu 5 % de leur masse, l’équivalent de trois fois la masse de notre Soleil, transformée en énergie qui a déformé l’espace jusqu’à nous. À leur arrivée sur Terre, le train d’ondes a fait osciller nos dimensions spatiales de seulement quelques zeptomètres (10-21 m). C’est tout dire sur la difficulté de mesurer ces variations infinitésimales de compression et dilatation d’espace.

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Depuis, d’autres détections ont eu lieu, confirmant la première tout en donnant du pep à d’autres détecteurs en cours de construction. Bientôt, nous posséderons tout un réseau de détecteurs capables de bien mesurer et localiser les sources de ces émissions.

Mais soyez assuré et rassuré, aucun phénomène visible n’est causé par le passage de ces vagues d’espace-temps et il vous est impossible de les sentir.

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.

L’effet tunnel

Ne pensez pas à une expérience de mort imminente. L’effet tunnel dont je veux vous parler est quantique. Oui, je sais, c’est de la physique, mais il n’est pas nécessaire de la craindre puisque celle-ci fait bien partie de nos existences.

D’emblée, je m’inscris en faux face à la métaphore du tunnel puisque celle-ci crée une mésinterprétation de cet effet. Rappelez-vous plutôt la représentation du potentiel de Diablo dans la série des X-Men. Il donne en partie un meilleur aperçu du phénomène, mais là encore avec des imprécisions.

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Prenez une personne normale devant une enceinte faite de briques de trois mètres de hauteur et demandez-lui d’atteindre l’intérieur du périmètre. L’individu aura beau tourner autour, le mur reste partout présent, l’empêchant de se rendre de l’autre côté puisqu’il ne possède pas le potentiel nécessaire pour franchir cette hauteur.

En physique quantique, une particule, c’est aussi une onde. Il n’est donc pas impossible pour celle-ci de se retrouver au-delà d’une barrière sans avoir eu à la traverser puisque son existence est «étalée» à certains moments et peut reprendre des attributs particulaires à d’autres.

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Lorsque sa présence est étalée et que la particule se comporte comme une onde, la barrière, une bande interdite, n’apparait plus comme étant infranchissable puisqu’on peut dire qu’une partie d’elle-même se trouve déjà au-delà de cet obstacle. Si la particule se cristallise dans la portion où elle existe potentiellement de l’autre côté du mur, elle aura donné l’impression d’avoir franchi ce mur.

En fait, le corpuscule ne «traverse» jamais l’obstacle, dans le sens où on l’entend normalement, qui reste infranchissable. Elle n’a pas suivi un trajet entre l’extérieur et l’intérieur de l’enceinte. Elle se retrouve simplement évanescente, avec une probabilité de se cristalliser dans une portion d’espace beaucoup moins probable, mais non nulle qui se trouve au-delà de la barrière se dressant devant elle.

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Utilisez un nombre phénoménal de particules élémentaires s’entassant devant un mur, aussi haut soit-il, une quantité non négligeable de celles-ci franchiront l’obstacle parce que leur mode d’existence l’autorise.

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Mais à quoi peut bien servir cet effet tunnel? Un seul exemple, il en existe des centaines. Dans tout appareil électronique se trouve un système permettant de maintenir une tension électrique continue, fixe et stable. C’est la partie «alimentation». Cette tension est souvent obtenue à partir d’une diode dont ses propriétés «tunnel» ont été accrues par un dosage d’impuretés chimiques. On l’appelle «diode Zener». Il reste ensuite à amplifier sa puissance pour alimenter tout un appareil, comme un téléphone intelligent, en tension stable qu’une batterie seule ne possède pas.

 

Voilà comment la physique quantique existe en permanence au bout de nos doigts et n’est pas qu’une curiosité «métaphysique» seulement utile à rendre les esprits tordus et illogiques, malgré ses aspects tordus et illogiques.

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Dualité

Nous, les humains, sommes très attachés au concept de la dualité, le bien et le mal étant l’archétype de nos dualités. Cependant, ces deux antipodes sont des pôles et rien ne se trouve totalement à l’un ou à l’autre de ces extrêmes. La dualité accepte en fait une infinité de positions entre ces deux limites, comme il existe une infinité de fractions entre zéro et un.

La Nature physique adore également la dualité et celle qui a permis de comprendre une foule de mystères est la réconciliation de deux thèses sur la lumière, celle de Christian Huygens et celle d’Isaac Newton qui ont donné la théorie de la dualité onde-corpuscule de la lumière, deux thèses se contredisant l’une l’autre et qui pourtant sont toutes les deux vraies.

Une belle métaphore pour comprendre qu’une telle aberration puisse quand même exister est la vision de l’ombre d’un cylindre projeté, non pas sur un seul écran, mais sur deux écrans perpendiculaires alors que le cylindre est également éclairé par deux sources perpendiculaires.

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Sur le premier écran, apparait un cercle et sur le deuxième se voit un rectangle, deux objets géométriques que tout oppose, et pourtant si l’on se donne la peine de regarder «autrement», on voit et on comprend les deux ombres projetées sur les écrans et la réalité de l’objet unique qui les crée.

Lorsque nous sommes confrontés à une dualité dans nos vies, nous avons tendance à regarder et à considérer seulement une ombre sur les deux, reléguant la seconde au rang d’importune. Pourtant la vie nous montre la vraie façon d’aborder le problème. Nous ne verrons jamais ni ne comprendrons la réalité si nous persistons à ne regarder que des ombres et à les trier par des jugements de valeur alors que l’explication précise de nos questionnements se trouve tout près de nous, mais certainement pas sur la vision de l’un ou l’autre, ni même des deux écrans pris séparément, mais en synthèse, en une unique entité plus complexe et plus belle que ses seules représentations éthérées.

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