Théorie des cordes ... pourquoi s'acharner ?

La théorie des cordes fait partie de ces théories invérifiables chères aux cosmologiste . Pourtant, depuis une décennie, les physiciens s'acharnent a la développer a grand renfort de moyens, délaissant ainsi d'autre théories bien plus intéressantes, plus concrètes et plus réalistes .

Je l'avais déja dit il y a un moment, je pense que cette théorie ne mérite pas tout l'engouement actuel du corps scientifique . Je me rappelle lors du congrès européen d'astronomie (JENAM) de 2005 qui avait lieu dans mon université, qu'une astronome avait répondu a une question sur le sujet, en gros : "laissons les cosmologistes dans leur délires avec leur branes et compagnie, tout cela ne débouche sur rien ..." . Ca m'avait fait rigoler .

Et c'est vrai qu'on peux vraiment se demander si ça sert a quelque chose d'augmenter le budget de la recherche si c'est pour s'engouffrer dans une telle théorie . C'est sur que mathématiquement, c'est bien, ça fait des belles équations et tout et tout, mais du point de vue compréhension de l'univers, ça ne sert a rien ! Soyons clair .

Voici d'ailleurs l'avis de Philip W. Anderson, prix nobel de physique, et professeur a Princeton :

"Est-ce que la théorie des cordes est un exercice futile, en tant que recherche censée appartenir à la physique ? Je pense que c'est le cas. C'est une spécialité intéressante des mathématiques qui a déjà produit des éléments utiles et en produira d'autres dans le futur. Mais ce domaine ne semble pas plus intéressant en mathématiques que bien d'autres et ne justifie nullement les efforts incroyables qui sont déployés dans cette direction.

Mon opinion est que la théorie des cordes est la première théorie, depuis des siècles, à être développée à l'inverse des principes édictées par Bacon, c'est à dire sans suivre le moindre fil conducteur de nature expérimentale. C'est une façon de décrire la Nature telle que nous voudrions qu'elle soit et non telle qu'elle nous apparaît. Et il est peu probable que la Nature pense de la façon dont nous le faisons actuellement.

Ce qu'il y a de triste, comme me l'ont dit des jeunes ayant envie de devenir physiciens théoriciens, c'est que cette discipline est si développée maintenant que c'est devenu un travail à plein temps de simplement suivre comme elle poursuit son chemin. Cela signifie que d'autres directions de recherche ne seront pas explorées par des jeunes, talentueux et imaginatifs et qu'il n'y a nulle autre façon de faire carrière qu'en acceptant de suivre cette unique voie. Les autres chemins sont simplement bloqués. "

Source : http://www.edge.org/q2005/q05_10.html

Alors bien sur, n'étant pas personnellement un physicien, meme si j'en ai fais pas mal durant mon cursus, je ne comprend que très superficiellement la théorie des cordes. Pourtant instinctivement, on se rend bien compte que ça ne mérite pas tant d'efforts . En tout cas c'est mon avis .

Qu'en pensez vous ? Comprenez vous l'engouement d'une grande partie des scientifiques pour cette théorie ou bien pensez vous comme moi qu'il y a bien d'autres théories qui méritent beaucoup plus d'attention que cette farce des cordes et supercordes ?

A la réflexion j'aurais du faire un sondage .

Si un modo passe par là, pourrait il rectifier et mettre un truc du genre :

Pensez vous que la théorie des cordes mérite autant d'acharnement ?

- Non, il y a d'autres axes de recherche en cosmologie beaucoup plus intéressant et qui méritent plus d'attention .

-Oui, la théorie des cordes est l'avenir de la physique théorique

- Pas d'opinion


Voila merci aux gentil modo qui passera par la .

Ce message a été modifié par dansvot'gueule - dimanche 04 septembre 2005 à 21:18.

Pourrais-tu nous parler de la théorie des cordes en elle-même ? Que stippule-t-elle et sur quoi repose-t-elle ?

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Ouh la . Je l'attendais celle la !

Bon en fait, pour faire très court, la théorie des cordes fait parti des nouvelles théories qui se proposent d'expliquer toute la physique en meme temps. C'est ce qu'on appelle les TOE "theory of everything" (théorie du tout )

En ce qui concerne la théorie des cordes, les cosmologiste ont imaginé que l'univers, tout ce qui nous entoure, serait en fait constitué de cordes minuscules . Des cordes invisibles qui auraient une multitude d'états vibratoires . Et je dis bien imaginer parce que cette théorie (en fait il y en plusieurs, j'y reviendrai) ne repose sur aucune observation . En fait contrairement a toute théorie scientifique elle ne rendait compte de rien, d'aucun phénomène, d'aucune expérience ... C'est aussi ce qui en fait une théorie si particuilère .

En fait cette théorie est issu de l'esprit prolifique d'un certain Gabrièle Veneziano a la fin des années 68 . Il avait imaginer que ces cordes minuscules reliaient entre eux les quarks, c'est a dire les particules constituant les atomes . Pourquoi pas après tout .
Le problème c'est que c'est invérifiable expérimentalement . Donc quoi qu'il arrive, on ne pourra jamais savoir si cette théorie est fondée . C'est déja mal parti ...

Un autre problème de la théorie des cordes classique, c'est qu'elle n'est pas relativiste . En fait le but des théories du tout, c'est d'unifier mécanique quantique (loi qui régissent l'infiniment petit : les atomes et leur constituant ) avec la relativité qui décrit elle, l'infiniment grand . C'est la qu'on a commencé a parler de supercordes .

En fait ces nouvelles cordes obeissent a ce qu'on appelle la supersymétrie . Un truc très compliqué qui établit une relation particulière entre les fermions qui sont des particules de spin 1/2 (commes les electrons, les neutrinos, et les quarks) et les bosons de spin 1 (photons, gluons, gravitons )

(Pour simplifier un peu, disons que le spin d'une particule est son moment cinétique intrinsèque)

Donc nous voila avec ces nouvelles supercordes, d'une dimension infinitésimale (de l'ordre de la fameuse distance de planck). C'est bien beau, mais voila, ça n'est rattaché a rien de vraiment concret. Et depuis 30 ans on essaye tant bien que mal de rattacher ces cordes a quelque chose ... en vain .

Alors pour ce qui est de la théorie en elle meme, les "superstrings men "postulent que tout ce qui constitue l'Univers peut etre assimilé aux états vibratoires de ces cordes le tout dans un univers a 11 dimensions !! (des dimensions minuscules puisque de l'ordre de la longueur de planck)

Ces dimensions peuvent s'enrouler les unes dans les autres en constituant des structures géométriques particulières, appelées structures de Calabi-Yau. Ces structures seraient les constituants ultimes de l'univers . Impossible d'aller en dessous, la longueur de planck l'interdit .

A partir de la, les mathématiciens s'en sont donné a coeur joie, avec force équations toujours plus compliqués pour en arriver a .. rien de vraiment intéressant du point de vue physique . Et pourtant tout ça continue, meme si on y comprend de moins en moins .

Alors bien sur, je ne dis pas que cette théorie est ridicule et qu'elle est fausse . Je n'ai pas la prétention d'avoir les connaissances requises pour en juger, et de toute façon tout est bon a prendre . Seulement, la théorie des cordes est apparue a une époque ou on avait rien d'autre a se mettre sous la main . Alors on a foncé tete baissée la dedans, et au final, on se rend compte qu'on a surtout perdu beaucoup de temps . Mais les physiciens n'avaient que ça a se mettre sous la dent pendant des années alors tant pis pour le reste .

C'est bien dommage, car cela fait maintenant pratiquement un demi siècle que la science fondamentale est au point mort . Il n'y a pas eu la moindre découverte d'envergure en physique fondamentale depuis près de 50 ans en partie a cause de cet engouement insensé pour les cordes .

Et pourtant, il y a bien d'autres théories plus intéressantes, et plus rentables intellectuellement, qui devraient faire l'objet de recherches poussées ...

Mais le pire c'est que ça ne s'arrete pas la !!! Comme je le disais au début il y a plusieurs théories issus des cordes ! Aujourd'hui on parle plus de cordes mais de "branes" (membranes) a 2 dimensions ou de n-branes (branes a n dimensions) encore plus abstraites et plus complexes ... Je trouve ça un peu désolant, puisque aucuns résultats important n'est encore sorti de ces théories qui sont plus du blabla mathématique réservé a une poignés d'initiés, que de véritables théories .

Ok, je vois. Ca reste donc une vue de l'esprit qui utilise la défaillance la plus flagrante de notre systême, celle de ne pouvoir vérifier quoi que ce soit (alors que pour le big bang on peut toujours s'appuyer sur le rayonnement cosmologique de fond). Intéressant. Ils décalent simplement le jeux des dimensions vers l'infinitécimal : outre le fait que tu la dises infondée, d'où cette théorie sort-elle ses 11 dimensions ? Ca fait prophétie.

Sinon, j'imagines quel genre de recherches pourrait nous intéresser plus particulièrement, mais connais-tu des champs d'investigation ou des chercheurs qui crient contre cette théorie ?

Non non, les 11 dimensions ne sortent pas vraiment comme ça, il y a bien sur un raisonnement mathématiqe derrière . En fait les 4 dimensions qu'on connait (les 3 de l'espace et celle du temps) restent inchangées, mais 7 dimensions additionnels apparaissent, résultant de la supersymétrie des supercordes ... bref c'est très compliqué, et je suis mal palcé pour pouvoir expliquer tout ça .

Mais il y a aussi d'autre modèles, toujours avec des cordes, a 26 dimensions cette fois !! ...

En fin de compte toutes ces théories des cordes (6 au total si je ne m'abuse) dessineraient en fait les limites d'une théorie qui les engloberait toutes et qu'on appelle théorie M (Mother ou Mystère c'est selon ) .

Pour ce qui est du reste, il existe bien d'autres axes de recherches comme par exemple la relativité d'échelle de Laurent Nottale, qui est en fait une extension de la relativité d'einstein (donc qui se base déja sur quelque chose d'un peu plus concret que les cordes) et qui parvient déja a expliquer plusieurs phénomènes . Ou bien la théorie des univers géméllaires (qui personnellement me plait bien meme si je ne suis pas physicien)...

Bien sur il y en a d'autres, plus ou moins contredites etc ... Le problème c'est que 'lon déploie tellement d'effort pour la théorie des cordes, que l'on abandonne littéralement d'autres approches plus sensées .

Pour ce qui est des chercheurs qui crient contre ces théories il y en a beaucoup ! En fait la communauté scientifique est un peu divisé sur la question . D'un coté il y a les astronome observationnels qui pensent que les cosmologistes partent dans des délires oniriques sans prendre en compte une quelconque observation, et puis dans le camp des cosmologiste il y a en gros les anti supercordes et les supercordes men .

Mais la question n'est pas d'abandonné la théorie des cordes, je pense juste qu'il ne faut pas mettre tout nos dans le meme panier .

Donc le seul moyen de vérifier cette théorie est pour l'instant impossible puisqu'il s'agit d'observer le comportement des quarks (qui sont de six sortes : bas, haut, étrange, charme, bottom et top).
Le problème de c'est quarks est qu'ils sont inobservables esseulés : ils sont groupés de façon à ce que leur charge électrique reste entière (équivalente à 0), et se regroupent en hadrons de deux sortes - quarks avec anti-quarks forment les mésons et trois quarks de couleurs différentes forment les baryons.

Ces quarks sont maintenus ensemble par l'Intéraction forte (une des 4 grandes forces qui régissent l'univers : forte ou nucléaire, faible, gravitationnelle et électromagnétique), au moyens des gluons de 8 types possibles.

Si j'ai compris le principe, c'est de concrétiser cette intéraction forte par une image logique mais infondée : les quarks sont relliés par des cordes, ce qui expliquerait leur cohésion à ce degré si bas d'infinitécimal. Rien ne permet de l'affirmer sauf l'impossible observation, car on ne saurait même les appréhender s'ils étaient dégroupés.

Dan'vot gueule je voulais savoir de quelle théorie parle s tu lorsque tu dis theories des univers gémélliaires ?
est ce que tu parles de la théorie des multi univers ?
ou est ce celle qui stipule qu'il existe des milliers d'univers regroupé dans un seul Gros univers ??

Non je parle de la théorie des Univers géméllaires .

C'est a l'origine une idée de Andréi Sakharov, un des plus grand physiciens du 20e siècle a qui l'ont doit notamment l'invention du concept de réacteur a fusion nucléaire . (et d'un dramatique dérivé : la Bombe H ... )
Cette idée a ensuite été développé par Jean Pierre Petit, et offre en particulier une solution au problème de la matière sombre . Elle a fait l'oeuvre de nombreuses publications scientifiques, et elle est de plus en plus prise très au sérieux ...

Bref, je ne vais pas faire un résumé de tout ça, j'ai déja bien donné avec les cordes . Mais en gros il s'agit d'imaginer que notre univers est double ce qui expliquerait les galaxies spirales et la masse manquante de l'Univers

Voici un lien qui résume bien je pense :

http://sboisse.free.fr/science/cosmologie/twin.html


Mais si tu veux tout savoir de cette théorie voici le lien de JPP :

http://www.jp-petit.com/science/f200/sommaire_de_f200.htm

Have fun !

Ce message a été modifié par dansvot'gueule - lundi 05 septembre 2005 à 21:16.

A ce que j'avais cru comprendre, les cordes n'étaient plus envisagées comme reliant les quarks, mais comme constituant des particules élémentaires connues.

Qu'est ce qui attire dans cette théorie ?
La beauté de la théorie, je pense (unification de toutes les formes de matière en un seul constituant de base dans certaines versions),
la volonté de trouver des moyens de tester cette théorie (quelqu'un qui validerait des résultats de cette théorie ou qui invaliderais la théorie ferait sans doute une découverte d'importance, j'avais lu un article de quelqu'un qui envisageais dans un futur relativement proche de tester le modèle des cordes avec des dimensions supplémentaires "grandes", il s'agissait de mesurer une variation de l'interaction gravitationnelle à courte distance), l'intérêt mathématique (les mathématiciens se moquent généralement de savoir sur quoi ils travaillent tant que c'est rigolo et que ça peut servir à quelquechose).

Oui c'est une belle théorie je ne le nie pas .

Mais ce que je trouve vraiment dommage, c'est qu'on se jette corps et ame dedans alors que beaucoup d'autres théories plus "faciles" a vérifiées sont délaissées alors qu'elles pourraient apporter rapidement des réponses .

Ce message a été modifié par dansvot'gueule - jeudi 08 septembre 2005 à 22:08.

Ok ca fait longtemps que je ne suis pas intervenu sur ce forum, mais j'aimerai tout de même preciser quelques petites choses :

la theorie des cordes offre un cadre totalement fabuleux, magistral et incoryablement elegant pour unifer la relativite generale et la mecanique quantique.
Lorsque les physiciens ont decortique la theorie des cordes, ils ont vu qu'il en sortait le plus naturelement du monde la graivtation et la mecanique quantique, d'une maniere on ne peut plus elegante.

La theorie des cordes offre un cadre naturelle à ces theories, permet en plus d'expliquer un bon nombre de trucs comme le nombre de famille de particules, elle supprime les infiins de la RG, ...

Pour mettre quelques petits trucs au clair : la theorie des supercordes c'est simpelment la theorie des cocrdes quand on y inclut la supersymetrie, qui est une reformulation du modelee standard et qui, si elle est decouverte, serait une preuve indirecte de la validite de la theorie des cordes.

Au cours de son developpement les physiciens ont créés 5 theorie des cordes différents, et la on pensait que cetait la fin pour cette idee de corde : comment pouvait il y avoir 5 thoery of everything.
Ca nest que dernierement que Witten a montre quelque chose d'absolument invraisemblable : ces 5 theories sont l'expression différente (vu sous des angles differents quoi) (couplage fort/fabile) d'une seule et même theorie, denommée theorie M.

On ne sait aps encore vraiment comment la tester puisqu'on arrive aps vrtaiment a la decortiquer (Grrene dit que la theorie des cordes est la theorie du XXIeme siecle decouverte accidentelement au XXeme, donc on a pas encore tous les outils). On arrive que a obtenir des valeurs approchees de ses predictions, donc cest dur de la tester, neanmoins grace au LHC on pourrait avoir quelques informations sur le fait qu'il existe des dimensions supplementaires ou pas.

Euh...et puis un demi sielce que la science fondamentale est au point mort...c'est que tu suis pas beaucoup les news
Pour les autres theories je parlerais plutot de la loop quantum gravity

Ce message a été modifié par baracuz - dimanche 11 septembre 2005 à 21:49.

Pour ce qui est de la théorie des cordes, c'est très compliqué d'expliquer à quel point le cadre parait "naturel" et "grandiose" : le conflit entre la RG et la MQ est merveilleusement résolu sous la limite de Planck puisque les longueurs réaugmentent.
De plus, et c'est la uassi une chose extremement forte de la theorie des cordes, c'est que bien qu'elle s'inscrive dans un cadre à 11 dimensions, elle s'impose des conditions qui forcent un certain nombre de dimensions a etre étalées....et comme par hasard c'est le nombre de dimension que l'on connait !
http://www.pbs.org/wgbh/nova/elegant/program.html
Excellent (et long) documentaire de Greene sur la theorie des cordes.

Depuis 1950 ? Bah pour ne citer que ca l'age d'or des trous noir depuis 1964 !

Donc clairement, que faudrait it trouver ou démontrer pour que la Théorie des Cordes soit accpeter et adopter et montrer qu'elle unit bien la RG et la MQ ??

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Déja la théorie des cordes unifit clairement la RG et la MQ (c'est pour ca qu'elle a été créée à la base).

La dévouerte de superparticules (donc la validation de la supersymetrie) sera un gros argument un faveur de la théorie ded cordes puisque ces particules ne sont pas prédites par le modèle standard.

Il devrait pouvoir etre possible de testr l'existence de dimensions supplémentaires si elles sont assez grandes (surtout grace au LHC, et oui tout le monde attend 2007 !)
http://www-library.desy.de/preparch/desy/p...7/landsberg.pdf

Pour ma part, je me suis un peu interessé à la théorie des branes; elle dérive de la théorie des cordes avec des dimensions supplémentaires "grandes" mais pas infinie (donc différente de notre, longueur, largeur et profondeur).

Cela à pour concéquence que l'on peut espérer constater leurs effets. Je m'explique: le graviton, particule qui porte la force de garvitation, est la seule particule qui peut interragir avec ces dimensions (car "la cordes" qui le décrit est fermée - en forme d'anneau si vous voulez - et n'a donc pas "d'extrémités" ratachée à la brane - l'ensemble de nos 3 dimensions d'espace infinies - elle peut donc se "ballader" librement) et donc cette interraction devrait se retrouver dans l'expression de la force de gravitation. Or à notre echelle cette force est en 1/r² ce qui tendrait à montrer qu'il n'y a que 3 dimensions d'espace.
Cependant, le fait que nos dimensions supplémentaire soit de taille finie implique que leurs effets ne sont visible que lorsqu'on etudie la force de gravitation à leurs echelles. Et justement la loi en 1/r² de la gravitation, n'a jusqu'alors pas etait testé à des echelles inférieures au milimètres. Si l'on constatait que la loi se modifie à ces echelles, la théorie des branes pourrait bien etre juste. Le seul ennuis c'est qu'on peut toujours supposer qu'on a rien trouvé parce que les dimensions supplémentaires sont encore plus petites ... d'où le cercle viscieux ...

Pour ce qui est du monopole de ces théories, il ne faut pas oublier que ce que nous essayons de présenter n'est que le principe général de ces théories. De toutes ces théories (cordes, branes, supersyméties, supercordes) découle des dizines de modèles différents et qui necessitent chacun un budjet propre ... d'où la facture globale astronomique.

Autre chose, en plus d'unifier la MQ et la RG, la théorie des branes peut expliquer une bonne partie des erreurs constatée dans le modèle standard. Par exemple la masse noire pourrait etre expliquée par l'effet d'une dimension supplémentaire infinie (c'est possible mais là mathématiquement çà se corse un peu trop pour moi ...) qui nous serait inaccéssible mais par laquelle pourrait voyager les gravitons, nous donnant alors l'impression qu'il manque de la masse à l'univers ...