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04- Le vide, … pas si vide

mercredi 23 juin 2010, par Robert Paris

Einstein, après avoir démoli la notion d’éther dans la relativité restreinte, reconnaît l’existence physique du vide dans la relativité généralisée dans son étude : « L’éther et la théorie de la relativité » :

« Pour nous résumer, nous dirons donc que l’espace est, selon la théorie de la relativité générale, doté de qualités physiques et qu’en ce sens il existe un éther. D’après la théorie de la relativité générale, un espace sans éther est impensable, car dans un tel espace non seulement la lumière ne pourrait se propager, mais aussi les règles et les horloges ne pourraient pas exister et il n’y aurait donc pas de distances spacio-temporelles au sens de la physique. Mais il ne faut pas s’imaginer cet éther comme doté de la propriété qui caractérise les milieux pondérables : être constitué de parties que l’on peut suivre au cours du temps ; on ne doit pas lui appliquer le concept de mouvement. »

Victor Weisskopf dans « La révolution des quanta » :

« En 1927, Dirac, en cherchant l’équation qui serait capable de rendre compte du comportement de l’électron et satisferait tout à la fois à la théorie quantique et à la théorie de la relativité einsteinienne, (…) s’aperçut qu’il y avait une autre solution (que l’électron) de charge positive. (…) Chaque fois qu’on construit une théorie quantique relativiste pour décrire une particule, la théorie fait apparaître la nécessité de postuler une « antiparticule » symétrique, de charge opposée. Ces antiparticules forment ce qu’on appelle l’antimatière, dénuée de tout le mystère dont on entoure parfois son nom : ce n’est en fait rien qu’une autre forme de la matière, composée d’antiparticules ayant des charges opposées à celles des particules ordinaires. (…) Dirac, tirant les conclusions de la découverte du positron (antiparticule de l’électron), put proposer une description toute nouvelle du vide. Jusqu’alors, on s’était représenté le vide comme réellement vide, on aurait extrait toute forme de matière et de rayonnement, ne contenait strictement rien, et, en particulier, aucune énergie. C’est à Dirac que l’on doit d’avoir, en deux étapes, repeuplé le vide et fait en sorte que le vide ne soit plus vide. »

Werner Heisenberg
dans « La partie et le tout, Le monde de la physique atomique » :

« Un quantum de lumière qui passe à côté d’un noyau atomique peut se transformer en une paire de particules : un électron et positron. Est-ce que cela signifie, en fait, que le quantum de lumière se compose d’un électron et d’un positron ? (…) On peut dire, peut-être, que le quantum de lumière se compose « virtuellement » d’un électron et d’un positron. Le mot « virtuellement » indique qu’il s’agit là d’une possibilité. (…) Le quantum de lumière se compose aussi virtuellement de quatre particules (deux électrons et deux positrons) et ainsi de suite. (… ) On pourrait dire, dans ce cas, que chaque particule élémentaire se compose virtuellement d’un nombre quelconque d’autres particules élémentaires. Car, si l’on envisage des collisions extrêmement énergétiques, un nombre arbitraire de particules (en fait autant de particules et d’antiparticules) pourra être créé dans ces collisions. (…) Peut-être existe-t-il encore de très nombreuses particules élémentaires que nous ne connaissons pas encore parce que leur durée de vie est trop courte. (…) On peut alors faire comme si la particule élémentaire se composait d’un grand nombre d’autres particules élémentaires, éventuellement diverses. (…) La particule élémentaire n’est en fait plus élémentaire ; elle constitue, au moins virtuellement, une structure très compliquée. (…) Etant donné que la durée de vie de ces nouvelles structures paraît plus brève que celle de toutes les particules élémentaires connues jusque-là, il peut exister encore de nombreuses autres particules de cette sorte, particules qui ont échappé jusque-là à l’observation grâce à une durée de vie encore plus courte que celle du méson pi. »

Maurice Jacob dans « Au cœur de la matière » :

« Le vide est animé par la création continuelle et la disparition rapide de paires électron-positron. Ce sont des paires virtuelles mais cela va compliquer notre processus d’absorption qui ne demande qu’un temps très bref durant lequel ces paires virtuelles ont bien le temps de se manifester. L’électron, de charge négative, va ainsi attirer les positrons de ces paires virtuelles en repoussant leurs électrons. « Approchant » de l’électron, le photon va ainsi le « voir » entouré d’un « nuage » de charge positive dû aux positrons virtuels attirés. Il aura l’impression que la charge de l’électron est plus faible que celle annoncée. C’est une version quantique de l’effet d’écran. (…) Revenons à notre électron absorbant un photon tout en s’entourant d’un nuage virtuel contenant plus de positrons que d’électrons. Si le transfert augmente, le photon peut « voir » avec plus détail. Il « attrapera » l’électron avec une partie plus faible de ce nuage positif qui l’entoure. Le photon aura l’impression que la charge de l’électron augmente avec le transfert qu’il apporte. (…) L’effet principal peut être conçu comme la transformation de photon en une paire électron-positron, qu’il réabsorbe avant l’interaction. (…) La diversité sort de la structure du vide. (…) Le vide du modèle standard a une structure. Il se comporte d’une façon analogue à un corps supraconducteur. (…) Si le temps d’observation est de dix puissance moins 21 secondes (…) des paires électron-positron peuvent spontanément apparaître. Si le temps d’observation tombe à dix puissance moins 24 secondes, (…) le vide peut bouillonner de pions. Sur un temps de dix puissance moins 26 secondes, une particule Z peut se manifester. (…) Quand on atteint un temps de dix puissance moins 44 secondes, la gravitation devient quantique. »

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« Aujourd’hui le vide n’est pas le rien. Il serait même l’acteur central de l’histoire de la matière et de l’Univers, le partenaire privilégié de la physique. Vide et matière ne sont plus deux manifestations séparées de la nature mais deux aspects d’une même réalité. »
Edgard Gunzig et Isabelle Stengers
Dans « Le vide »

« Comment pouvons-nous imaginer le début de l’univers ? Un aspect essentiel est le passage de particules virtuelles à des particules réelles. Les particules virtuelles sont des particules qui se créent par paires, qui vivent un certain temps et puis se recombinent par suite du principe d’incertitude de Heisenberg. Les particules réelles, au contraire, ne doivent plus se recombiner ; elles ne sont plus tenues par un fil l’une à l’autre. Donc la création de l’univers, la création de la matière telle que nous la connaissons, correspond avant tout à une création de possibilités, créant à la fois des phénomènes désordonnés et des phénomènes hautement organisés. »
Le physicien-chimiste Ilya Prigogine
dans « Temps à devenir »

« Le vide qui émerge est riche : tour à tour un aimant, un diélectrique, un supraconducteur et une phase thermodynamique. »
S. Saunders dans « La philosophie du vide »

« Ce vide bouillonne d’activité. Il peut même exister sous plusieurs formes et manifester une structure. (...) Le vide bouillonne de particules à très faible échelle de temps. (...) Si le temps d’observation est de 10-21 s, (…) des paires électron-positon peuvent spontanément apparaître. Si le temps d’observation tombe à 10-24 s, (...) le vide peut bouillonner de pions. Sur un temps de 10-26 s, une particule Z (...) peut se manifester. Quand on atteint (...) 10-44 secondes (...) le tissu même de l’espace-temps se trouve soumis à ces fluctuations quantiques. »
Maurice Jacob
dans « Au cœur de la matière »

« La lumière est émise par des gaz atomiques dilués, avec des longueurs d’onde spéciales si insensibles aux influences extérieures qu’on peut s’en servir pour fabriquer des horloges précises au cent millième de milliardième. Mais ces longueurs d’onde ont un décalage détectable au dix millionième qui n’aurait pas dû exister dans un monde idéal ne contenant rien d’autre que l’atome. Des calculs difficiles mais bien contrôlés ont alors révélé que ce décalage était un effet électrique du vide de l’espace, pas très différent de celui que rencontre un électron lorsqu’il passe à l’intérieur d’un câble métallique ou d’une puce d’ordinateur. Autrement dit, l’espace apparemment vide ne l’est pas du tout, il est plein de « quelque chose ». Le mouvement sympathique de ce « quelque chose » quand la matière passe change légèrement les propriétés de celle-ci, exactement de la même façon que le mouvement sympathique des électrons et des atomes dans une vitre de fenêtre modifie les propriétés de la lumière qui la traverse, et provoque sa réfraction. (…)
C’est en général avec la force nucléaire qu’un étudiant rencontre pour la première fois cette idée : le vide de l’espace n’est pas réellement vide. Etre confronté à ce fait – un rite de passage de la physique – est à la fois exaltant et perturbant. (…) A l’intérieur d’un noyau, il y a fondamentalement les protons et les neutrons, mais leur comportement a été modifié par le milieu où ils se meuvent, le vide apparemment vide de l’espace. Le milieu n’est passif que lorsque l’expérience est faite délicatement (…) Mais si l’expérience est violente, la nature dynamique du milieu apparaît et toutes les théories s’écroulent.
La violence est courante en physique nucléaire : les forces à l’œuvre entre protons et neutrons sont si énormes ! (…) Paradoxalement, l’un des rares effets délicats en physique nucléaire est la fission thermique de l’uranium. Un stupéfiant accident de la nature permet à un neutron qui ne va pas plus vite qu’une molécule d’air de déclencher la réaction, ce qui multiplie l’énergie du neutron par cent millions. C’est cette propriété particulière de l’uranium qui rend possibles les réacteurs nucléaires à eau. (…)
Les propriétés de l’espace vide qui sont pertinentes pour notre vie ont tous les signes distinctifs des phénomènes émergents, caractéristiques d’un état de la matière. (…) Les similitudes entre le vide de l’espace et les états à basse température sont légendaires en physique. (…) D’ailleurs, plus on étudie les descriptions mathématiques des états froids, plus on s’habitue à utiliser les terminologies parallèles de la matière et de l’espace de manière interchangeable. Au lieu d’un état de la matière, nous parlons d’un vide. Au lieu de particules, nous parlons d’excitations. Au lieu de mouvements collectifs, nous parlons de « quasi-particules ». (…) On estime que le vide, quand on le refroidit à partir de très hautes températures, passe par des « marches » successives qu’on appelle des transitions d’unification, où les forces connues de la nature se séparent séquentiellement des forces fondamentales qui les engendrent. (…)
Grâce aux études menées avec les grands accélérateurs de particules, nous avons compris aujourd’hui que l’espace ressemble d’avantage à une vitre de fenêtre qu’au vide newtonien idéal. Il est rempli d’un « matériau » qui est normalement transparent mais que l’on peut rendre visible en le frappant assez fort pour en détacher un morceau. Le concept moderne du vide de l’espace, confirmé quotidiennement par l’expérience, est un éther relativiste. »

Le physicien Robert B. Laughlin dans « Un univers différent »

Pour fonder sa théorie de la relativité, Einstein a proposé de se promener (seulement par la pensée, bien entendu) en accompagnant un photon lumineux. En effet, nous avons besoin pour voir l’univers de changer de poste d’observation. D’ordinaire, nous nous positionnons toujours comme une matière qui reçoit de la lumière et non comme un grain de lumière ! C’est ainsi qu’il a conçu le renversement d’image de l’espace-temps qui résulte de la constance de la vitesse de la lumière dans le vide. Il faut maintenant réaliser un nouveau renversement de vision consistant à cesser de regarder le vide depuis la matière pour examiner la matière depuis le … vide ! C’est la matière à petite échelle qui nous a permis de découvrir les propriétés du vide mais il faut maintenant montrer que les propriétés de la matière découlent historiquement de celles du vide, que le fonctionnement de la matière est en interaction permanente avec le vide.

La première idée sur le vide est que, sans énergie et sans mouvement, il ne pouvait qu’être stable et figé. Il s’avère au contraire instable et plein de fluctuations d’énergie et, du coup, possédant des propriétés fondamentales pour la compréhension de la matière et de la lumière.

« Les fluctuations du champ électromagnétique qui subsistent dans le vide ont des effets observables bien connus des physiciens. Un atome isolé dans le vide n’interagit qu’avec les fluctuations du vide et c’est cette interaction qui est responsable des processus d’émission spontanée qui font passer l’atome de ses niveaux d’énergie élevée vers son niveau fondamental. Dans ce niveau, l’atome est encore couplé au vide et ce couplage est accompagné d’effets tels que le déplacement de Lamb des fréquences d’absorption. Quand deux atomes sont couplés aux mêmes fluctuations du vide, l’interaction des atomes avec les fluctuations de champ induit une attraction entre eux, appelée force de Van der Waals. (...) Alors qu’il étudie ce problème, Casimir découvre en 1948 qu’une force s’exerce également entre deux miroirs placés dans le vide. Les fluctuations du vide sont modifiées par la présence de la cavité et leur énergie dépend de la distance entre les deux miroirs. Le vide exerce donc une force qui attire les deux miroirs l’un vers l’autre. Cette force de Casimir ne dépend que de deux constantes fondamentales, la vitesse de la lumière c et la constante de Planck h, de la distance et de facteurs numériques simples. (...) elle ne dépend pas en particulier de la charge de l’électron. »

« L’existence des fluctuations quantiques joue un rôle central dans la description moderne de la structure de la matière. »

« Fulling et Davies ont montré en 1976 qu’un miroir parfait en mouvement dans le vide émettait du rayonnement dès que ce mouvement correspondait à une accélération non uniforme. « écrivent Marc-Thierry Jaeckel, Astrid Lambrecht et Serge Reynaud dans « relativité du mouvement dans le vide », texte tiré de l’ouvrage collectif « Le vide ».

Effet du miroir en mouvement dans le vide, effet Unruh, effet Casimir, effet Ahoronov-Böhm, fentes de Young, nuage de polarisation, etc, l’importance du vide ne peut plus être méconnue :

• le vide fluctue en énergie
• le vide est un milieu diélectrique qui polarise les particules
• le vide est porteur des ondes
• le vide permet les transitions de fermions par échanges de photons virtuels
• le vide limite les trains d’ondes
• le vide matérialise et dématérialise
• le vide a une énergie, une température, une pression

Loin d’être marqué par une immobilité parfaite comme on le pensait, le vide est le siège de l‘agitation bien plus instable que la matière. Le contenu du vide est très réel : des fluctuations d’énergie désordonnées en tous sens, désordonnées dans l’espace comme dans le temps. Nous trouvons dans le vide quelque chose qui ressemble à une particule matérielle ou à un photon (rayonnement), elle s’évanouit très rapidement. C’est si rapide que ce n’est pas perceptible à notre échelle. Nous disons qu’il s’agit d’objets « virtuels » qu’il conviendrait plutôt d’appeler éphémères relativement à la matière et hors du temps relativement au vide lui-même.

« Au commencement était l’action. » d’après « Faust » de Goethe. Avec Planck, la physique a donné raison à Goethe en donnant comme base du réel le quantum d’action. Mais la question est : où sont les quanta réels qui interviennent en physique. Est-ce les particules matérielles ? Est-ce les photons du rayonnement ? Non. Ces « objets » sont d’énergie constante (c’est-à-dire une énergie divisée par un temps) donc ne sont pas une certaine quantité d’action. C’est le vide qui fournit des « objets » (particules et photons dits virtuels car éphémères) qui sont un quantum, deux, trois, ... quanta. Et au « commencement » était ... le vide. Attention, comme on l’a déjà dit, le vide de la physique n’est pas un lieu sans agitation et sans rien. La meilleure preuve de cette agitation (du type agitation thermodynamique des molécules) c’est la pression qu’elle exerce sur la matière. Ainsi, en rapprochant deux grandes plaques métalliques, on remarque que celles-ci sont collées par une pression extérieure … du vide. C’est l’effet Casimir ou la pression du vide .

Quelles sont les propriétés de ce vide quantique ? Tout d’abord nous remarquons qu’il s’agit d’un autre monde que celui des particules de la même manière que nous avions remarqué que le monde des particules était très différent du monde à notre échelle (macroscopique) que nous voyons et où nous raisonnons. Que se passe-t-il de si étonnant dans ce monde du vide ? Tout d’abord nos notions de temps et de distance sont bouleversées car le temps peut être parcouru dans les deux sens, vers le passé comme vers le futur ! Ensuite les durées de vie sont bien plus courtes et les énergies bien plus grandes. Les constantes ne sont pas respectées : on peut se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière et on peut trouver des quantités inférieures à la constante de Planck. Cela provient du fait que ce monde infra-vitesse de la lumière et infra-Planck est plus vieux que ces deux transformations : libération de la lumière et création de particules durables déterminées par la relation durée de vie multipliée par bande d’énergie égale constante de Planck ou de multiples de celle-ci.

Quelles sont les preuves que ce vide que l’on ne peut pas mesurer à l’aide de procédés matériels, puisqu’il est d’un niveau inférieur, existe bien, soit un vide physique. On a vu qu’il était nécessaire de considérer un vide possédant des propriétés mais cela pourrait très bien être un artefact mathématique comme un grand nombre de physiciens continuent de le considérer. Une première remarque consiste à constater que les constantes universelles fondamentales sont toutes liées aux propriétés du vide, en l’absence de matière. Par exemple, les constantes c et h apparaissent dans la pression du vide appelée l’effet Casimir. Un autre argument est l’existence de fluctuations en l’absence de matière. Il s’agit donc d’un bruit du vide, produit spontanément, sans action d’aucun milieu matériel. D’autre part, Claude Fabre a démontré (dans l’ouvrage collectif « Le vide ») que l’on peut agir par des méthodes optiques sur ce milieu vide pour comprimer les fluctuations du vide qui ont donc une réalité physique puisqu’elles sont transformables par une action physique.

Particules et photons du vide sont dits « virtuels » parce qu’il sont si éphémères que nos instruments matériels ne sont pas capables de les détecter. Il y a une question de durée de vie des particules éphémères mais le vide, c’est aussi un monde nouveau. « L’analyse mathématique en termes de perturbation peut, comme nous l’ont appris des diagrammes de Feynman, être transcrits sur un mode imagé. C’est alors qu’interviennent les particules virtuelles qui assument la transformation de modes de vibration d’un champ à l’autre Une particule virtuelle a certes les mêmes propriétés (charge électrique, spin, ...) qu’une particule réelle, mais elle n’est pas contrainte par les relations relativistes entre masse, impulsion et énergie qui définissent l’existence physique d’une particule réelle. » écrivent Edgard Gunzig et Isabelle Stengers dans « Le vide », ouvrage collectif de Simon Diner et Edgard Gunzig. On a d’abord pensé qu’il ne s’agissait que de l’ombre des vrais objets, réels eux. Par contre, ils ont des effets bien réels et mesurables en microphysique par exemple sur l’électron ou les quarks du proton. Avec des processus optiques quantique non-linéaire au laser (voir Claude Fabre dans « Le vide » cité précédemment), on a également mis en évidence l’action des « objets » du vide sur le rayonnement. On a d’abord pensé qu’il ne s’agissait que de l’ombre des vrais objets, réels eux.

Quelle est la base réelle de la matière, de la lumière et du vide ? Il s’agit de trouver des caractéristiques fondamentales du réel. Cela suppose des caractéristiques inchangées dans les chocs, dans les compositions/décompositions, dans les créations/annihilations et que l’on retrouve aussi bien dans le vide, dans la matière et dans la lumière, sous toutes leurs formes. Le seul paramètre qui réponde à ces demandes est celui de la charge électrique e : charge positive (par exemple celle de l’électron) ou charge négative (celle du proton). On trouve partout cette charge, y compris dans la particule de masse neutre électriquement comme le neutron. Ce dernier comprend un électron et un proton ainsi qu’une particule neutre. Chaque particule « neutre » peut ainsi être décomposée en un nombre égal de particules d’électricités opposées (un nombre entier de charges e) et en particules neutres. Cela signifie que la charge électrique est inchangée dans les transformations, chocs ou décompositions. Mais cette remarque n’est pas la seule qui nous amène à choisir la charge électrique comme élément de base. La lumière peut également se décomposer en particules de charges opposées, les particules dites virtuelles. Bien des expériences démontrent en effet que le photon, neutre électriquement est sensible au champ magnétique. Cela signifie qu’il se comporte comme un petit aimant, un dipôle électrique : électron et positon virtuels tous les deux. Le vide est également neutre électriquement mais la matière le décompose en dipôles virtuels (électrons/positons). Tout choc suffisamment énergétique en fait autant, produisant des dipôles virtuels.

Les phénomènes les plus étranges de la physique quantique s’interprètent ainsi :

–  le vide est plein de dipôles virtuels de particules positives et négatives
–  les particules virtuelles s’attirent et se repoussent selon leur charge
–  les dipôles virtuels très proches forment un ensemble qui apparaît comme neutres
–  la proximité d’une autre charge peut éloigner à nouveau les pôles
–  les éléments des dipôles proches peuvent se recomposer en échangeant leurs éléments
–  l’énergie du vide est stockée et déstockée au travers du rapprochement et de l’éloignement des dipôles
–  le photon est composé d’un dipôle virtuel
–  toute particule est entourée d’un nuage de polarisation composé de dipôles virtuels
–  la particule matérielle n’est pas un objet permanent car les particules virtuelles du nuage de polarisation les plus proches se recomposent avec la particule. C’est la particule qui faisait partie du dipôle qui devient la nouvelle particule matérielle avec les mêmes caractéristiques. Cela signifie que tout se passe comme si la particule sautait d’un point à un autre.

Atome : rétroaction de la matière/lumière et du vide (de la microphysique à l’astrophysique)

* 01- Les contradictions des quanta

* 02- La matière, émergence de structure au sein du vide

* 03- Matière et lumière dans le vide

* 04- Le vide, … pas si vide

* 05- Le vide destructeur/constructeur de la matière

* 06- La matière/lumière/vide : dialectique du positif et du négatif

* 07- La construction de l’espace-temps par la matière/lumière

* 08- Lumière et matière, des lois issues du vide

* 09- Matière noire, énergie noire : le chaînon manquant ?

* 10- Les bulles de vide et la matière

* 11- Où en est l’unification quantique/relativité

* 12- La symétrie brisée

* 13- Qu’est-ce que la rupture spontanée de symétrie ?

* 14- De l’astrophysique à la microphysique, ou la rétroaction d’échelle

* 15- Qu’est-ce que la gravitation ?

* 16- Big Bang ou pas Big Bang ?

* 17- Qu’est-ce que la relativité d’Einstein ?

* 18- Qu’est-ce que l’atome ?

* 19- Qu’est-ce que l’antimatière ?

* 20- Qu’est-ce que le vide ?

* 21- Qu’est-ce que le spin d’une particule ?

* 22- Qu’est-ce que l’irréversibilité ?

* 23- Qu’est-ce que la dualité onde-corpuscule

* 26- Le quanta ou la mort programmée du continu en physique

* 25- Lumière quantique

* 26- La discontinuité de la lumière

* 27- Qu’est-ce que la vitesse de la lumière c et est-elle indépassable ?

* 28- Les discontinuités révolutionnaires de la matière

* 30- Qu’est-ce qu’un système dynamique ?

* 31- Qu’est-ce qu’une transition de phase ?

* 32- Quelques notions de physique moderne

* 33- Qu’est-ce que le temps ?

* 34- Henri Poincaré et le temps

* 35- La physique de l’état granulaire

* 36- Aujourd’hui, qu’est-ce que la matière ?

* 37- Qu’est-ce que la rupture de symétrie (ou brisure spontanée de symétrie) ?

* 38- Des structures émergentes au lieu d’objets fixes

* 39- Conclusions provisoires sur la structure de la matière

* 40- L’idée du non-linéaire

Michel Cassé dans « Dictionnaire de l’ignorance » :

« Le niveau de description ultime susceptible de fonder la singularité du vide est la théorie quantique des champs, qui combine les concepts de la relativité restreinte et ceux de la physique quantique. (…) le vide y est le ciment permanent de l’univers, les particules en jaillissent et y replongent comme des poissons volants, non sans servir de monnaie d’échange entre les particules stables et durables qui donnent sa chair au monde, et qui proviennent d’ailleurs elles-mêmes de la pulvérisation du vide primordial. (…) Les particules virtuelles (du vide quantique) sont si fugitives qu’elles sont comme si elles n’étaient pas. Les particules « réelles » et « virtuelles » sont tout aussi existantes les unes que les autres, mais les dernières disparaissent avant même qu’on puisse les observer. (…) Les termes de « fluctuation du vide » et « particules virtuelles » sont équivalents dans la description, le premier appartenant au langage des champs, le second à celui des particules. (…) Les fluctuations électromagnétiques, et donc les photons virtuels qui en sont la contrepartie dans le langage des particules, furent mises en évidence dès 1940, par la mesure du décalage des raies spectrales de l’hydrogène (Lamb shift) dû à un très léger changement des niveaux d’énergie de l’atome correspondant, et par la découverte d’une minuscule attraction entre deux plaques conductrices (effet Casimir). (…) Le vide se peuple d’une invisible engeance. L’inventaire du moindre centimètre cube d’espace frappe de stupeur : les paires électron-positon (+ et -) côtoient toute une faune de quanta. Les paires électron-positon virtuelles, en dépit de leur faible durée de vie, s’orientent dans le champ électrique des charges électriques présentes et modifient leurs effets. Océan de particules virtuelles, on peut s’étonner de voir encore à travers le vide, tant il est poissonneux En lui s’ébattent tous les photons, bosons intermédiaires et gluons nécessaires à la transmission des forces qui charpentent, coordonnent et organisent le monde. Les particules furtives qui émergent du vide et s’y précipitent aussitôt relient entre elles les particules stables et durables de la matière, dites particules réelles (quarks et leptons). (…) Le vide, à la différence de la matière et du rayonnement, est insensible à la dilatation car sa pression est négative. Ceci provient de la relation : pression = opposé de la densité d’énergie qui lui confère son invariance relativiste. La pression négative engendre une répulsion gravitationnelle. De fait, si la gravitation freine l’expansion de l’univers, l’antigravitation ne peut que l’accélérer.

Le vide est écarteur d’espace et créateur de matière

(…) La création de matière (via la lumière) est le fruit de la transmutation du vide indifférencié en entités physiques distinctes. Il y a là une chaîne physique de la genèse : Vide -> Lumière -> Matière et Antimatière. Le vide est une composante de l’univers, distincte de la matière ordinaire et du rayonnement. Vide, rayonnement et matière diffèrent par leur équation d’état (relation entre densité et pression pour le fluide considéré), laquelle influe sur l’expansion de l’univers et est influencée par elle, par le biais des transitions de phase. (…) Sa rage savonneuse à s’étendre indéfiniment, l’univers la tiendrait du vide. Le vide a enflé sa bulle. (…) Il y a autant de vides que de champs. (…) Chaque restructuration profonde, ou brisure de symétrie, modifie l’état du vide. Inversement, chaque modification de l’état du vide induit une brisure de symétrie. L’évolution de l’univers procède ainsi par brisures de symétrie successives qui se soldent par des transitions de phase, lesquelles bouleversent l’apparence globale du cosmos. »

L’astrophysicien Cassé écrit dans « Du vide et de la création » : « Au centre de la nuée du virtuel est encore un virtuel, d’ordre plus élevé. Et ces électrons et positons doublement virtuels s’entourent eux-mêmes de leur propre nuage de corpuscules virtuels, et cela ad infinitum. (…) L’image quantique qui en résulte est un électron (…) protégé par des rangs successifs de photons virtuels (…) L’électron n’est plus l’être simple qu’il était. (…) Il s’habille de vide fluctuant. De même, chaque proton est dépeint comme un microcosme concentrique où s’étagent les différents niveaux de virtualité. Au centre est la particule réelle, sa garde rapprochée est constituée par des particules et antiparticules les plus massives (énergétiques) et donc les plus éphémères, bosons W et Z, paires proton-antiproton et photons gamma. Le second cercle contient les couples positon-électron et les photons de 1 MeV environ. A la périphérie flottent les photons d’énergie déclinante. Chaque particule virtuelle, comme précédemment, s’entoure de son cosmos virtuel et chacune à son tour fait de même et cela indéfiniment. Le vide est constitué d’un nuage virtuel flottant de manière aléatoire. L’activité frénétique autour du moindre électron, du moindre proton, nous éloigne à jamais de l’image paisible que la plupart des philosophes attribuent au mot « vide ». »

Messages

  • Les phénomènes les plus étranges de la physique quantique s’interprètent ainsi :
    le vide est plein de dipôles virtuels de particules positives et négatives
    les particules virtuelles s’attirent et se repoussent selon leur charge
    les dipôles virtuels très proches forment un ensemble qui apparaît comme neutres
    la proximité d’une autre charge peut éloigner à nouveau les pôles
    les éléments des dipôles proches peuvent se recomposer en échangeant leurs éléments
    l’énergie du vide est stockée et déstockée au travers du rapprochement et de l’éloignement des dipôles
    le photon est composé d’un dipôle virtuel
    toute particule est entourée d’un nuage de polarisation composé de dipôles virtuels
    la particule matérielle n’est pas un objet permanent car les particules virtuelles du nuage de polarisation les plus proches se recomposent avec la particule. C’est la particule qui faisait partie du dipôle qui devient la nouvelle particule matérielle avec les mêmes caractéristiques. Cela signifie que tout se passe comme si la particule sautait d’un point à un autre.

    Atome : rétroaction de la matière/lumière et du vide (de la microphysique à l’astrophysique)

  • Difficile de parler du vide !
    Après avoir parcouru ce long article, une remarque me vient à l’esprit. Mais en revenant en haut de page, je m’aperçois qu’elle est déjà là, dans la citation d’Einstein. Je vous l’envoie tout de même. Plutôt que du vide, pourquoi ne pas parler d’espace. C’est l’espace qui semble animé d’un réseau de forces non différencié. Fascinant, cet éternel retour de l’éther qui n’existe pourtant pas ! Imaginons qu’il s’agit de quarks libres, donc de pré-matière d’une certaine façon, formant un tissu d’énergie tourbillonnant à des vitesses supralumineuses. S’ils sont suffisamment ralentis, ils se matérialisent.
    Suggestion : c’est l’interaction avec ce réseau de forces qui fait apparaître des phénomènes ondulatoires quand une particule non virtuelle le traverse.
    L’excitation du contenu de l’espace produirait une réaction ondulatoire au passage de particules de matière en déplacement rapide, comme le passage d’un bateau sur l’eau déclenche des vagues d’amplitudes et d’intervalles variés.
    Ainsi la fameuse dualité onde-particule serait peut-être une illusion ? C’est Albert qui serait content !
    C’est peut-être pas si bête cette idée. Je m’en fais un copier-coller et je me l’envoie ainsi qu’à quelques amis, juste au cas...
    Merci encore pour votre site qui nous excite les neurones !
    Gilles St-Pierre

    • cher gilles

      voici un autre texte pour stimuler tes neurones sur le même thème :

      toujours sur le vide

      et un deuxième aussi sur le vide

      enfin sur le vide et la matière

    • Merci pour ces textes. Je remarque toutefois qu’il y est très peu question des quarks, qui sont une découverte récente et qui demeurent pour le moins énigmatiques. Dans mon hypothèse "tissu de l’espace", j’ai parlé de quarks libres, même si je sais bien qu’en théorie les quarks ne peuvent pas être libres ou déconfinés. Je viens de me farcir le livre de J.P. Luminet "Trous noirs et énergie sombre, Le destin de l’Univers" où il est question d’étoiles étranges ou étoiles à quarks, qui présenteraient un état de la matière jusqu’ici inconnu : le PQG (plasma quarks gluons).
      "En théorie, lorsque le neutronium d’une étoile à neutrons massive est soumis à une pression suffisante causée par la gravité de l’étoile, les neutrons du cœur s’effondrent et fusionnent, libérant les quarks qui les composent, pour former ainsi de la matière étrange. Une graine de cette nouvelle sorte de matière « ronge » de l’intérieur le neutronium, transformant l’étoile entière par cette transition de phase vers une densité de l’ordre de 1 à 2 milliards de tonnes par cm3.
      L’étoile devient alors une étoile étrange, ou une étoile à quarks. La matière étrange est composée de quarks U (up) et D (down) comme les nucléons ordinaires, et S (strange : étrange en anglais) liés entre eux directement par l’interaction dite « de couleur ». Les quarks S apparaissent en plus de ceux des neutrons, car ils forment un nouvel état stable de la matière, comme le neutronium l’était vis-à-vis des nucléons. Cette étoile étrange devient alors une sorte de baryon unique et gigantesque, entouré par une couche de matière plus « ordinaire » : neutronium et matière dégénérée (électrons + nucléons). Une étoile étrange se situe à mi-chemin entre l’étoile à neutrons et le trou noir, tant sur le plan de la masse que sur le plan de la densité, et, si suffisamment de matière est ajoutée à une étoile étrange, elle va s’effondrer sur elle-même pour devenir un trou noir." Wikipédia
      On peut supposer que dans un trou noir, ou à plus forte raison lors du Big Bang (où l’espace autant que la matière sont lancés), des quarks, en particulier des quarks strange auraient pu être libérés. Ces quarks S sont liés par l’interaction dite de couleur avant de l’être par la gravité. Peut-être que cela est en rapport avec les propriétés antigravitationnelles de la fameuse énergie du vide. Je soupçonne que les quarks vont nous réserver encore bien des surprises. Après tout, le Modèle standard ne réussit toujours pas à inclure la gravité. On cherche encore le graviton et le boson de Higgs manque pour expliquer la masse dans l’univers.
      Il est assez évident que l’espace-temps est traversé par des formes d’énergie non découvertes.
      Tout ceci pour tenter de défendre mon hypothèse, qui ceci étant dit, constitue plus pour moi un jeu qu’autre chose. Après tout, le vide me lasse. Mais la singularité m’excite ! J’espère ne pas trop vous ennuyer avec mes spéculations.
      Cordialement.

      Gilles St-Pierre

    • Le vide n’est que singularités.

      Les quarks n’ont effectivement pas fini d’être étudiés étant donné notamment l’incapacité que nous avons de les isoler du fait du confinement.

      A mon avis, ils sont, comme les autres particules, des structures issues du vide, un ordre issu du désordre.

    • Selon moi la très prolifique théorie octuple de Gell-Mann cache une imposture, évidemment non voulue. Elle porte en elle deux possibilités : Les quarks sont constitutifs ou induits. Dans les deux cas, le modèle octuple fonctionne puisqu’il n’a pas de base ontologique !

      Seule la première hypothèse a été retenue et ce sans aucune justification !

      Pourtant il y a au moins 5 raisons pour considérer que les quarks sont induits :

      1/ ils sont confinés, on ne peut pas les séparer.
      2/ ils rajoutent des particules primordiales et donc vont à l’encontre de la voie simplificatrice attendue en remontant aux origines.
      3/ Il n’existe aucune explication de leur apparition.
      4/ la contribution des quarks dans la masse du proton est ridiculement basse.
      5/ La théorie OSCAR explique le proton en admettant leur présence induite mais sans leur participation constitutive. La même théorie a prévu le rayon du proton dernièrement revu à la baisse en négation des prévisions de la QCD (chrono-dynamique-quantique) [2]

      La modèle quantique fonctionne très bien et pourtant il souffre d’au moins 14 grands maux :
      1/ les 20 paramètres libres [1].
      2/ l’interprétation de Gell-Mann.
      3/ la validité à grande échelle du principe d’exclusion de Pauli
      4/la validité à grande échelle de l’aspect binaire de l’annihilation
      5/la localité des paires intriquées et sa non compatibilité avec la limite c de la célérité
      6/ le manque d’explication ontologique concernant l’apparition de l’inertie
      7/ le manque d’explication ontologique concernant l’apparition de l’espace
      8/ le manque d’explication ontologique concernant l’apparition du temps
      9/ la non compatibilité d’un électron ponctuel avec un moment cinétique h/2.
      10/la cause de la non variabilité des paramètres constants.
      11/ l’anomalie du moment magnétique du proton.
      12/ le temps non conforme de la durée de vie du positronium.
      13/ le problème crucial et fondamental de l’antimatière
      14/ la violation CPT.

      Voir le premier article fondateur de la théorie OSCAR : http://www.cosmologie-asa.com/

      [1] la dialectique est parfois risible ! notez au passage que l’emploi de ce noble mot est détourné sciemment pour dédramatiser les graves lacunes ontologiques de cette théorie. Il existe un précédent avec l’école "libre" qui n’a comme liberté que de nier la laïcité et donc la tolérance. Il y a également le "monde libre" dans lequel les multinationales se sentent bien. Quand la dialectique est propagandiste elle ne joue pas son rôle informatif.

      [2] http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-le-proton-plus-petit-que-prevu-25516.php

    • Pardon je souhaite Juste changer le nom du site :

      http://www.cosmologie-oscar.com/

  • Bonjour,

    J’ai quelques questions à poser, j’ai un peu fait le tour des divers forums de discussion sur le sujet mais aucune réponse satisfaisante ne m’a été faite.

    Une de mes questions concerne le vide et le paradoxe de Langevin.

    Le ton monte rapidement dès que j’aborde la question, deux visions s’opposent brutalement.
    Les premiers prônent une réversibilité totale de la RR et tentent d’expliquer le paradoxe de Langevin en utilisant l’accélération.
    Les seconds dont je fais partie considèrent que le paradoxe se règle dans le cadre de la RR, c’est la vitesse qui génère la dissymétrie, les situations ne sont pas réversibles, si du point de vue de A, B semble plus lent, alors du point de vue de B, A semble plus rapide, il y a en quelque sorte un sens à la relativité, l’inconvénient est qu’il faut alors être capable de dire qui est immobile et qui est en mouvement, et ça, si l’on considère A et B dans un vide total, c’est impossible, d’où le paradoxe.

    La pensée qui me vient après cette analyse est qu’il ne faut pas chercher à régler le paradoxe en conservant la notion de vide.
    L’éther n’existe pas, l’espace n’existe que de par son contenu, si on me dit qu’entre A et B il n’y a que du vide j’en conclue qu’ils sont au contact.
    On parle aujourd’hui de vide quantique, c’est-à-dire un vide qui ne l’est pas et qui a des effets mécaniques sur ce qui le traverse.

    Ma question est celle-ci :
    Le vide quantique peut-il servir de référentiel au mouvement pour résoudre le paradoxe de Langevin ?

    • Merci beaucoup pour ta question qui en est une vraie et qui nécessite effectivement des études sérieuses. Rappelons d’abord pour nos lecteurs que la "RR" est la Relativité Restreinte d’Einstein, rappelons aussi en quoi elle se distingue de la relativité générale dans son domaine d’application : la RR ne concerne que le mouvement uniforme et la RG concerne également le mouvement accéléré. Rappelons enfin ce qu’est "le paradoxe de Langevin" dit des jumeaux. C’est une expérience de pensée réalisée à propos de la RR : un des deux jumeaux quitte la Terre pour l’espace puis revient. Il se déplace à très grande vitesse (pour que le mouvement soit relativiste et qu’il suscite donc un ralentissement des horloges). Résultat : à l’arrivée les deux jumeaux n’ont plus le même âge !!!

      Inexplicable au sein de la RR et pour cause ! En effet, le fait de faire un aller et retour amène l’un des jumeaux, celui qui quitte la Terre, à avoir un mouvement accéléré. L’aller-retour entraîne un changement de direction et donc un changement de repère galiléen.

      La manière dont le vide est impliqué dans cette affaire dépend de la manière dont il est impliqué en RG ; c’est-à-dire la déformation de l’espace-temps par les masses.

  • Tu écris d’autre part :

    « La pensée qui me vient après cette analyse est qu’il ne faut pas chercher à régler le paradoxe en conservant la notion de vide. L’éther n’existe pas, l’espace n’existe que de par son contenu, si on me dit qu’entre A et B il n’y a que du vide j’en conclue qu’ils sont au contact. On parle aujourd’hui de vide quantique, c’est-à-dire un vide qui ne l’est pas et qui a des effets mécaniques sur ce qui le traverse. »

    Cela ne me semble pas exact. Je pense que tu imagines encore le vide comme un éther du type matériel alors que ce n’est pas le cas. Le vide quantique est formé d’éléments qui apparaissent et disparaissent et, du coup, il peut s’y dérouler des événements à contrario de l’écoulement du temps et la matière n’a pas seulement une interaction avec le vide : elle se meut en tant que déplacement d’une propriété au sein des éphémères du vide, ce qui est très différent de l’idée d’un milieu se contentant d’entourer les particules du vide, d’ « être entre » A et B…

    • Alors non, je ne crois pas en l’éther, j’ai même envie de dire surtout pas !
      Mais oui, je crois en un vide spatial ou vide quantique "matériel", mais c’est une notion à relativiser.
      Car finalement "matériel" je ne sais pas trop ce que cela veut dire, disons que c’est de l’espace-temps mais la matière elle-même n’est-elle pas de l’espace-temps ?

      Néanmoins si je veux rester dans le cadre de ma question je n’ai pas besoin de définir le vide quantique, ce qui m’importe est qu’il y ait une interaction entre ce milieu et l’objet massique qui le traverse, et c’est tout.
      Et là, vous êtes le premier à me répondre qu’il faudrait se poser la question, d’habitude on me répond : "va étudier la théorie et quand t’auras compris reviens nous voir"
      J’apprécie.

      Pour ce qui est des apparitions-disparitions, je suis très perplexe, je me demande si ce ne sont pas des effets secondaires d’une mécanique sous-jacente que nous ne comprenons pas.

    • Einstein non plus ne croyait pas en l’éther mais il a changé d’avis et sa relativité généralisée est une nouvelle conception de l’éther...

      Einstein, après avoir démoli la notion d’éther dans la relativité restreinte, reconnaît l’existence physique du vide dans la relativité généralisée dans son étude : « L’éther et la théorie de la relativité » :

      « Pour nous résumer, nous dirons donc que l’espace est, selon la théorie de la relativité générale, doté de qualités physiques et qu’en ce sens il existe un éther. D’après la théorie de la relativité générale, un espace sans éther est impensable, car dans un tel espace non seulement la lumière ne pourrait se propager, mais aussi les règles et les horloges ne pourraient pas exister et il n’y aurait donc pas de distances spacio-temporelles au sens de la physique. Mais il ne faut pas s’imaginer cet éther comme doté de la propriété qui caractérise les milieux pondérables : être constitué de parties que l’on peut suivre au cours du temps ; on ne doit pas lui appliquer le concept de mouvement. »

  • « L’éther est-il matériel ? De toute façon, s’il est il doit être matériel, il doit être intégré dans le concept de matière. Mais il n’a pas de pesanteur. » écrivait Friedrich Engels dans « Dialectique de la nature »

    « Aujourd’hui le vide n’est pas le rien. Il serait même l’acteur central de l’histoire de la matière et de l’Univers, le partenaire privilégié de la physique. Vide et matière ne sont plus deux manifestations séparées de la nature mais deux aspects d’une même réalité. » écrivent Edgard Gunzig et Isabelle Stengers dans « Le vide », un ouvrage collectif de physique du vide.

  • Bien ! Vous n’êtes pas convaincus tu tout par l’éther du vide quantique. C’est votre droit mais il ne s’agit pas d’une question de conviction mais de preuves scientifiques. Le vide n’est pas une lubie de quelques savants mais une nécessité liée à des expériences scientifiques. Une expérience comme celle des fentes de Young ne peut pas s’expliquer autrement que par le nuage virtuel entourant chaque particule. Ce nuage n’est pas constesté parmi les scientifiques.

    D’ailleurs toutes les question fondamentales ramènent au vide quantique : d’où vient la charge, d’où vient la masse, d’où vient l’énergie, d’où vient la dualité ? A chaque fois, la réponse est : le vide quantique !
    Montrons le simplement.

    Un fil conduit de l’électricité, quoi de plus simple que de chercher d’où vient l’énergie de transport des électrons. En physique, on cherche le vecteur de Poynting. Eh bien, il donne cette réponse : l’énergie vient du vide vers le fil électrique !!!

    Vous vous demandez d’où vient la masse. La réponse de Higgs est : la masse est transportée d’une particule virtuelle du vide à une autre, laquelle devient réelle quand elle a capté ce boson dit de Higgs. La masse est donc un transport d’une propriété du vide. La position de la particule dite réelle est celle de la particule virtuelle qui a reçu ce boson. Qu’est-ce qu’un boson ? C’est un couple particule/antiparticule d’éléments du vide quantique. Et la charge ? C’est celle des particules et antiparticules du vide quantique.

    • Je ne crois pas en l’éther luminifère tel qu’il était imaginé au 19éme siècle, mais je suis d’accord sur le fond avec le la nécessité de disposer d’un référentiel privilégié, le vide ne peut pas être vide.
      J’y vois un composant bel et bien réel qui est à la matière ce que l’énergie est à la masse, il interagit avec tout ce qui le traverse et sert de référentiel au mouvement mais on ne peut le qualifier d’éther, il est l’espace-temps de densité variable et en perpétuel mouvement.

      Je pense qu’il faut changer notre regard sur l’espace, au lieu de voir des astres se déplaçant dans le vide il faut voir un équilibre entre les deux aspects d’un composant universel : la matière massique et le vide énergétique.

      Alors évidemment si la matière et le vide sont fondamentalement issus d’un même composant on comprend que la notion de vide perd tout son sens et que les interactions sont forcement très nombreuses.

    • Vous dites : « il interagit avec tout ce qui le traverse et sert de référentiel au mouvement mais on ne peut le qualifier d’éther ».

      Einstein avait pensé comme vous avant de se raviser : il y a bel et bien un éther.

      Einstein consacre l’annexe 5 de son livre Relativité - Théories spéciale et générale (Relativity - The Special and the General Theory, traduction de Robert Lawson, 1961) à la relativité et [au] problème de l’espace. Il y cite Descartes et Kant et donne raison au premier contre le second, en niant l’existence du vide, c’est-à-dire, précise-t-il, l’existence d’un espace vide de champ. Il note dans sa préface à la 9e édition du livre : « les objets physiques ne sont pas dans l’espace, mais ces objets ont une étendue spatiale. De la sorte, le concept d’ « espace vide » perd son sens. »

      Mais il écrivait ensuite :

      « Une réflexion plus attentive nous apprend pourtant que cette négation de l’éther n’est pas nécessairement exigée par le principe de relativité restreinte.... Nier l’éther, signifie en dernier lieu qu’il faut supposer que l’espace vide ne possède aucune propriété physique. Or les faits fondamentaux de la mécanique ne se trouvent pas en accord avec cette conception....D’après la théorie de la relativité générale, l’espace est doué de propriétés physiques ; dans ce sens par conséquent un éther existe ».

      A. Einstein

      L’éther et la théorie de la relativité. Conférence.1920

      « L’éther pourrait être une réalité physique aussi bonne que la matière. »

      Einstein dans « Sur l’éther » (1924)

      Puis, Albert Einstein explique dans « L’évolution des idées en physique » : « Il fallait une imagination scientifique hardie pour réaliser pleinement que ce n’est pas le comportement des corps qui compte, mais le comportement de quelque chose qui se trouve entre eux (..) qui est essentiel pour comprendre et ordonner les événements. »

    • Là ou je pense diverger d’Einstein c’est sur le mouvement, il semble considérer ce milieu comme fixe et pas moi, la différence entre les deux points de vue c’est éther ou pas éther.
      Cependant je ne pense pas vraiment qu’il se trompe, ce doit être plus subtil que cela.

    • Einstein lui-même a énormément varié sur ces questions. Il a détruit d’abord la notion d’éther puis il y est revenu. Il a d’abord enlevé tout rôle à l’espace vide puis il lui en a redonné. Il a fini par considérer le champ gravitationnel et le vide comme deux notions identiques.

    • En fait, je me réfère à une théorie alternative qui m’a convaincu, c’est la "théorie des quantas d’espace-temps" ou "théorie du point".
      J’aimerais beaucoup recueillir votre réflexion sur le sujet M.Paris, je vous laisse juge de poster ou non ce message mais je suis tenté de vous le déconseiller pour le moment étant donné les réactions hostiles qu’elle peut provoquer.

      Dans cette théorie le vide n’existe pas et il n’existe qu’une seule particule universelle.
      Chose étrange de prime abord, cette particule se défini, fondamentalement, comme étant un point.

      Le passage d’un point à une particule dimensionnée va déterminer les propriétés de la particule, le raisonnement est celui-ci :
      La question qu’il faut se poser est "comment la particule se voit-elle elle-même ?", il n’existe pas d’éther, les composants de l’univers sont l’univers, aucun référentiel pour dire ceci mesure tant, la conséquence est que la particule ne peut mesurer que 1 (une fois elle-même), de son point de vue elle est son propre référentiel.
      Considérons un volume comme étant constitué d’un ensemble de points, les points n’ayant pas de dimension il y en a une infinité, puis adoptons le point de vue précédemment décrit, dès que l’on dit que les points mesurent 1 c’est le volume considéré qui devient infini.
      C’est un changement de point de vue, d’après la théorie nous sommes constitué de ces particules et de ce fait avons ce type de point de vue sur l’univers et la matière.
      C’est là le pilier conceptuel de la théorie, le reste n’est qu’interprétation logique et considérations géométriques.

      Notre particule n’est pas encore totalement définie, il lui manque le temps, il va fonctionner de la même manière que l’espace, à notre particule qui mesure 1 est associé un temps dont la mesure est 1, mais la particule n’est fondamentalement qu’un point et le temps qui lui est associé qu’un instant.
      La particule est un quantum d’espace-temps.
      Il faut ensuite la relativiser, c’est-à-dire permettre à ce que du point de vue d’une particule les autres puissent sembler plus grandes ou plus petites selon le cas, elles ont des "potentiels" variés, et considérer cette propriété fondamentale engendrée par le temps, pour une particule donnée le temps qui lui est associé n’est en fait qu’un instant, il lui est donc impossible de différencier les évènements qui s’y sont produit, tous les évènements qui ont lieu au cours de son quantum de temps lui semblent simultanés.

      Plaçons-nous à l’origine de l’univers, toutes les particules sont identiques et mesurent toutes 1.
      Première remarque : cela donne dès l’origine une dimension à l’univers et nous évite la singularité et une expansion délirante.
      Les particules vont alors adopter des "potentiels" différents en respectant la conservation de l’énergie, ce que certaines gagneront dans un sens d’autres le gagneront dans l’autre, depuis le point de vue initial certaines particules sembleront plus petites et "défiler" plus vite tandis que d’autres sembleront plus grandes et "défiler" plus lentement, observons chaque cas de plus près :

      Depuis le quantum d’espace-temps d’origine, si nous regardons un quantum d’espace-temps plus petit, nous voyons une petite particule dont le quantum de temps est inférieur au notre et donc a le temps de s’écouler plusieurs fois au cours d’un seul de notre quantum de temps, or tous les évènements qui s’y déroulent nous semblent simultanés, conséquence nous verrons plusieurs fois la particule en plusieurs positions différentes en même temps.
      Dans l’expérience des fentes de Young on nous dit c’est comme si la particule passait dans les deux fentes en même temps, la réponse ici est de dire qu’elle passe réellement dans les deux fentes en même temps de NOTRE point de vue, mais du sien elle n’a occupé qu’une seule position à la fois et s’est déplacé en ligne droit, sa perception de l’espace est radicalement différente.

      Toujours depuis le quantum d’espace-temps d’origine si nous regardons maintenant un quantum d’espace-temps plus grand, il faut plusieurs de nos quantas de temps pour en percevoir un seul du sien, ce qui signifie qu’en un seul quantum on ne peut en percevoir l’intégralité, c’est ce que nous appelons le vide spatial qui n’est donc en rien vide mais constitué des mêmes particules que la matière massique.

      La géométrie spatiale ainsi obtenue devient vite complexe à analyser mais elle semble en mesure de répondre à toutes les questions existantes.
      Je suis personnellement incapable de mettre en défaut cette théorie même si certaines observations n’y ont pas encore d’explication détaillée.

      On peut faire apparaitre plusieurs propriétés physiques connues, par exemple :
      A l’équilibre le mouvement d’une particule (d’un quantum d’espace-temps) se fait point par point, instant par instant, un point étant pour elle une fois son quantum d’espace et un instant une fois son quantum de temps, elle fait un bond valant une fois son quantum d’espace à chacun de ses quantas de temps et entre elle nous parait immobile.
      Dans ces conditions on regarde un petit quantum, avec une vue d’ensemble on peut déterminer une vitesse de déplacement mais les quantas nous apparaissant par paquets il y a incertitude sur la position et si on fixe un seul quantum on ne peut déterminer de vitesse.
      Si on regarde maintenant un grand quantum, on ne peut jamais le percevoir intégralement, on ne perçoit même qu’indirectement ses effets sur l’espace alors percevoir son mouvement !
      En un seul de notre quantum de temps il ne peut que nous paraitre immobile et sans consistance.

    • Je n’ai aucun a priori contre aucune théorie. Je suis pour tout examiner sachant que nous ne savons pas comment est le monde.

      Cependant, je n’adhère pas à une telle proposition :

      « Considérons un volume comme étant constitué d’un ensemble de points, les points n’ayant pas de dimension il y en a une infinité. »

      L’infini me semble rejeté en Physique et pour de bonnes raisons : on n’a jamais mesuré quoique ce soit d’infini.

      Un quanta qui est quelque chose ne peut être en nombre infini sinon ce quelque chose devient lui-même infini dans un volume fini.

      Sinon ce quanta n’est rien (le véritable infiniment petit valant... zéro !!!)

    • C’est un obstacle conceptuel important, je vous l’accorde, mais le résultat obtenu ressemble quand même beaucoup à ce que nous observons.
      Peut-être y a-t-il une meilleure manière de présenter la chose, les mots et les idées ne se marient pas toujours très bien, plus probablement l’idée n’est pas encore pleinement mâture.
      Il y a à mes yeux de toute évidence une piste à suivre ici.

  • « Plaçons-nous à l’origine de l’univers, toutes les particules sont identiques et mesurent toutes. » écrivez-vous.

    Mais, justement, le problème est là : une seule origine, aucune contradiction donc aucune possibilité d’évolutions qualitatives or le monde va faire des sauts, passer par des transitions de phase, faire émerger de nouvelles réalités, des niveaux de structures nouveaux dont par exemple la vie...

    Cela n’est pas suffisant pour l’expliquer.

    • Mais si, une contradiction, celle-là même qui vous pose un problème conceptuel, qu’un point puisse avoir une dimension qui de surcroit puisse être relative.
      C’est de cette contradiction originelle que naissent toutes les autres.
      J’y vois même la brique élémentaire de la conscience.

    • Si un point a une dimension, je ne vois pas ce qu’est un point ?

    • un quantum

    • Je comprend bien mais un quantum n’est pas un seul point. Il n’est jamais seul. Il fait partie d’un nuage de points. C’est là sa contradiction.

    • Un quantum est une part indivisible, il n’est pas constitué d’un ensemble de points, il n’est qu’un.

    • Mais justement on ne peut pas descendre en dessous du nuage : le point a besoin du nuage autant que le nuage du point. Concevez-vous la loi du nuage en séparant la gouttelette de l’ensemble du nuage ?

      Lire ici

      Lire aussi

      Et enfin

    • Difficile de répondre à ces remarques alors que je maitrise si mal la mécanique que je décris.
      Je n’ai fait qu’égratigner quelques principes simples, j’ai beaucoup de mal à me projeter dans cette géométrie spatiale, cela reste très intuitif.

      Le système permet à une particule de sembler se trouver en plusieurs positions différentes au même moment, cela justifie déjà une part au moins de la probabilité de présence, mais elle semble bien plate au regard de ce que vous me présentez, je me dis que l’autre part peut être liée à la forme de la particule telle que nous la percevons.

    • Il est manifeste que la réalité apparente de la particule saute d’une position à une autre sans passer par les positions spatiales intermédiaires. Ce constat a toujours été un problème pour les physiciens quantiques et son interprétation est une question déterminante. Les quanta du vide permettent de répondre : ils entourent la particule et la propriété de particule "réelle" leur est donnée par le boson de Higgs. Celui-ci saute d’une particule du nuage à une autre.

    • Dans le cadre de la théorie du point le saut d’une position à une autre ne pose pas de problème, la particule se déplace point par point, instant par instant, mais un point pour elle est une fois elle-même et un instant une fois son quantum de temps, une réalité apparente qui dépend de son "potentiel d’espace-temps".
      c’est l’interprétation de l’espace-temps qui est différente, ici il est granulaire, quantifié, et à toutes les échelles.
      Cette théorie a l’avantage de ne pas nécessiter de boson de higgs ou de matière noire.
      A noter aussi que les photons ne sont plus des particules mais des différences de potentiels se propageant de proche en proche dans la matrice constituée par les quantas du vide.

      L’univers et la matière me semblent plus simples à comprendre ainsi mais il manque encore une donnée importante : quelles lois gèrent les relations entre quantas d’espace-temps ?
      Pourquoi les atomes sont-ils construits de cette manière ?

    • Certes, votre conception ne nécessite pas le boson de Higgs pour le déplacement, à condition d’admettre que le point matériel a une masse et comme les physiciens ont démontré qu’ils n’en avait pas et que c’est un boson qui est nécessaire pour apporter une masse au point en question...

    • La masse n’est pas une propriété intrinsèque des particules mais la conséquence d’une mécanique.

    • Nous sommes d’accord sur le fait que la masse n’est pas intrinsèque mais la mécanique a toujours considéré la masse comme intrinsèque et donc c’est une nouvelle mécanique qui est nécessaire ou une nouvelle physique. Dans cette nouvelle physique, il faut cependant qu’il y ait des masses et qu’on comprenne d’où elles viennent. La physique quantique donne une réponse : comme toute énergie, l’énergie de masse provient du vide, est transmise par des champs du vide et revient ensuite au vide quantique.

    • Certes, il faut définir énergie et masse, j’ai un indice, une direction à suivre.
      Cela part d’une réflexion que je me suis faite sur E=mc², et plus particulièrement sur les unités imbuvables utilisées pour l’énergie, du genre kg.m².s-².
      Si l’on pouvait écrire E en m/s et m en s/m, ce serait plus simple.
      Dans le cadre de la théorie des quantas d’espace-temps, ces unités semblent prendre leur sens :
      Les caractéristiques d’espace et de temps des particules vont déterminer leurs masses ou leurs énergies.
      Avec les particules massiques d’un coté et le vide énergétique de l’autre nous avons les deux aspects possibles de la même particule universelle.
      Quand on regarde une particule massique on la voit plusieurs fois sur un seul de notre quantum de temps tandis qu’il faut plusieurs de nos quantas de temps pour percevoir un seul quantum du vide, dans un cas des secondes par mètre et dans l’autre des mètres par seconde, c caractérisant notre propre quantum d’espace-temps, c’est un peu vague mais pas incohérent.

      Quand à comprendre précisément la mécanique qui engendre les forces (toutes les forces), disons que j’y travaille ....
      Les forces sont induites par des différences de potentiels entre les quantas d’espace-temps et n’ont évidemment pas le même aspect s’il s’agit de comparer deux quantas de matière ou deux quantas de vide ou un de chaque.

      Je pense que pour répondre aux questions restantes il faut comprendre le lien fondamental qui uni espace et temps.

    • Robert Paris : "Je comprend bien mais un quantum n’est pas un seul point. Il n’est jamais seul. Il fait partie d’un nuage de points. C’est là sa contradiction."

      Une question qui me pose bien des tourments depuis longtemps, mais je crois que je commence à franchir l’obstacle.
      Commençons par une réflexion sur l’espace :

      L’univers présenté ici se caractérise par l’absence de vide et le fait qu’il est composé d’un ensemble de points, mais pourquoi certains de ces points nous semblent-ils plus grands que d’autres ?
      Je pourrais me contenter de dire "parce qu’ils ont un quantum d’espace-temps plus grand" mais j’ai envie de comprendre plus profondément cette mécanique.
      Le photon n’ayant pas de masse j’ai émis l’hypothèse qu’il n’était pas une particule mais un défaut se déplaçant de proche en proche dans la matrice espace constituée de quantas d’espace-temps.
      Notre perception de l’espace est gérée par son influence mécanique et les photons qui nous en parviennent, le fait que la lumière met un temps donné pour traverser un espace nous en donne la dimension.
      Est-ce parce que l’espace à une dimension donnée qu’un photon mettra un temps donné à le traverser ou est-ce parce qu’un photon met un temps donné à traverser une portion d’espace que l’on en perçoit la dimension ?
      Fondamentalement et si l’on se place dans le cadre de la présente théorie l’espace est une notion relative tout comme le temps, l’univers étant composé d’un ensemble de points.
      Si c est une vitesse limite et que les photons sans masse se déplacent à c, cela est forcément en lien avec les quantas d’espace-temps du milieu traversé.
      S’il faut, pour traverser un quantum d’espace, un temps donné imposé par le quantum de temps de cet espace, alors on n’a plus besoin que d’un seul quantum pour définir une portion élémentaire d’espace-temps, temps et espace en étant deux manifestations.

      Avec cela comme principe je me sens armé pour aborder la mécanique des atomes :

      Dans le cadre de la théorie du point tout ce qui existe est composé de particules-point sans qu’il ne puisse exister de vide, quand je tente de visualiser une de ces particules je ne vois pas de raison de privilégier une direction à une autre et je visualise une boule mais si je tente d’assembler des boules il reste du vide et le vide ne peut exister.
      Je propose pour franchir cet obstacle de ne pas considérer les particules dans un espace comme absolu mais plutôt de considérer le point de vue de chaque.
      Soit deux particules identiques, avec le même quantum d’espace-temps, elles sont liées entre elles par la proximité immédiate excluant tout vide entre elles, si on se place du point de vue de l’une en tant que boule, l’autre ne nous apparaitra pas comme une autre boule à coté, la perception que l’on en aura sera dictée par son effet physique et on verrait plutôt une épaisse lentille qui couvre une partie de la surface de la boule, si on adopte le point de vue de l’autre on inverse les positions, et un point de vue extérieur aura encore une perception différente.
      Je rajoute une particule pour tenter de couvrir complètement la première car le vide ne peut exister, mais ces particules ayant toutes le même quantum elles ne parviennent pas à la couvrir totalement, le manque de couverture se traduit par une force qui contraint à un échange, pour parvenir à couvrir la première les deux particules ont besoin d’un quantum d’espace temps plus élevé que le sien, ceci est un proton, ces deux particules ont à leur tour besoin d’être couvertes, la première couvre peu car elle est petite, elles en assument elles-mêmes une partie en se liant l’une à l’autre et un électron va compléter le travail mais il ne peut pas couvrir un coté et son opposé en même temps alors il va préférer s’associer à un autre atome d’H pour que chacun couvre les manques de l’autre.
      Si maintenant on tente de fusionner ces deux atomes les particules des noyaux vont établir des relation entre elles ce qui fera diminuer la surface à couvrir pour les électrons qui se retrouvent en surnombre, il faut rajouter des neutrons.

      Visualiser cette mécanique n’est pas simple et pour être honnête je tente surtout ici de construire quelque chose qui colle à la réalité en me basant sur des principes simples, c’est une première tentative forcément imparfaite.

    • Un point profond d’accord entre nous : « Visualiser cette mécanique n’est pas simple » !!!

      En fait, le problème se complique par le fait que

      1°) Le monde est fait d’univers emboités et interactifs. Même le vide est un état fait de plusieurs états emboités.

      2°) Le vide n’est pas absolu mais relatif. Par exemple, une particule virtuelle ne l’est plus par rapport à une autre particule d’énergie suffisamment grande !

      3°) La particule n’est pas un objet, le quanta non plus !

      4°) Nous avons du mal à raisonner sur des réalités dialectique, c’est-à-dire à contradiction interne et fondées sur la négation de la négation.

      Conclusion : on a du pain sur la planche !!

    • Ce n’est pas encore parfaitement au point mais cela commence à se préciser.

      On a une particule universelle capable d’adopter un potentiel variable et qui se définie comme étant un point, le vide n’existe pas dans cette théorie, il faut donc combler tous les espaces avec ça.
      Mais les propriétés particulières de cette particule nous donnent de nombreuses possibilités.
      Dans un système géométrique classique on travaille avec des droites, des courbes, des volumes, chacun étant constitué d’une infinité de points, mais ici on travaille directement avec des points, des points qui de plus sont mobiles et de dimensions variables, cela change radicalement la perception de l’espace.

      Si je visualise une seule particule je ne vois pas de raison de privilégier une direction à une autre, donc j’imagine une sphère. Si je veux en visualiser deux maintenant l’erreur serait d’imaginer deux sphères côte-à-côte, une particule ne peut apparaître comme une sphère que de son propre point de vue, celui qu’elle a sur les autres est dicté par les interactions physiques qu’elle a avec elle, ainsi une particule voisine semblera épouser la forme arrondie et former une épaisse couche sur tout un coté, si on adopte le point de vue de la seconde les positions seront inversées, un point de vue extérieur aux deux est plus compliqué à comprendre surtout si on y ajoute le mécanisme de diffraction spatiale du aux différences de quantas de temps.

      Je considère une particule que j’encadre de deux autres mais cela ne suffit pas à combler tout l’espace, pour y parvenir je dois les étirer dans une direction précise pour un résultat final qui fera penser à une balle de tennis, cet étirement est la cause de la différence de potentiel entre la particule centrale et les deux qui l’entourent, et c’est là que je pense faire le lien, il y a là une loi mathématique bien précise qui se déduit de considérations géométriques que je maîtrise hélas encore mal.

      Du point de vue de la première la seconde s’est étirée d’un bord à l’autre, si on le matérialisait par un trait il serait plus long que le diamètre de la sphère, par contre du point de vue de la seconde ce serait le contraire, il serait plus court mais le rapport serait le même, alors que c’est le même fragment, et si on se place de son point de vue à lui en disant qu’il vaut d, on a : d/d1=d2/d => d2=d²/d1.
      d1 et d2 correspondant au point de vue sur les deux particules depuis un point d’équilibre à la frontière des deux.

      Mais je soupçonne le temps de nous jouer un tour ici, je n’arrive pas à me résoudre à le traiter de la même manière, pas à ce niveau en tout cas, ce n’est pas cohérent, dans ce proton je ne vois pas deux types de quarks différents mais trois particules identiques dotées du même quantum de temps, seules la position et les mouvements relatifs font une différence, et si l’électron que l’on trouve dans la couche suivante à une masse à ce point inférieure c’est parce que lui est sur un quantum de temps supérieur et je pense qu’il est du double.
      Les qwarks u couvrent un seul qwark d et leur quantum de temps est le même mais l’électron de la couche suivante qui couvre les parties extérieures des quarks u est à plus grande distance du centre et en couvre deux.
      Le niveau suivant est ce que l’on appelle communément le vide mais qui ici est composé du même genre de particule, la différence se faisant sur le quantum d’espace-temps.
      Tous les électrons ont le même quantum de temps mais ils peuvent être plus ou moins nombreux, les particules composant le milieu "vide" doivent avoir un quantum de temps suffisant pour couvrir tous les électrons et si ce n’est pas le cas ceux-ci établiront des liaisons entre eux, c’est un changement d’état.

  • Bonjour,

    Il existe une manière simple d’aborder l’expansion, l’énergie sombre et la matière noire, en donnant à l’espace une consistance :
    Si le milieu que l’on appelle "vide" a une constitution "matérielle" mesurable en terme d’énergie alors il est normal qu’il y ait expansion puisque la matière libère de l’énergie, c’est l’énergie émise par les galaxies qui génère l’expansion.
    La présence d’une masse déforme l’espace-temps, si l’on reporte cela sur notre constituant énergétique on peut supposer que sa densité d’énergie est plus importante aux abords d’une masse. L’expansion se manifeste de plus en plus loin des masses, en bout de chaine, ou notre constituant est plus libre de s’étaler, et du coup la même quantité d’énergie génère une expansion plus forte aujourd’hui que par le passé, c’est la part d’accélération de l’expansion et le problème de l’énergie sombre.
    La RG a été conçue sur la base du concept de vide et sa courbe s’aplanie complètement avec la distance, mais un espace matériel, lui, s’étalera toujours autant qu’il lui sera permis, ce n’est pas la même courbe et la différence constitue le problème de la matière noire.

    Mais il y a un problème, il nous vient de la relativité et nous mène aux plus sacrés des fondamentaux tels que définis par A.Einstein.
    Si l’on considère un objet quelconque dans l’espace défini précédemment, on peut dire s’il est immobile ou en mouvement sans avoir besoin d’un autre intervenant, l’espace devient un référentiel privilégié correspondant à ce qui fut nommé "éther luminifère", un concept qu’Albert Einstein a très vite rejeté et c’est ce rejet de l’éther qui semble lui avoir ouvert les portes de la si géniale relativité.

    A la fin du 19éme siècle, Michelson et Morley tentent de démontrer l’existence de l’éther, ils ne parviennent pas à leurs fins alors qu’ils auraient du trouver un résultat positif si l’éther qu’ils ont recherché avait existé, mais quel éther ont-ils recherché et peut-on en considérer un autre qui respecte ce résultat autant que ceux des expériences suivantes comme l’effet Sagnac ou l’expérience Hafele et Keating ?
    Ils ont tenté de déceler l’effet de rotation de la terre sur elle-même et autour du soleil, l’éther ou référentiel privilégié qu’ils ont cherché s’apparente à un référentiel spatial fixe et homogène dans lequel se déplaceraient les astres, cet éther-là, donc, n’existe pas. Pas d’éther, d’accord, mais pas de vide non plus, l’espace est un constituant à part entière et de ce fait se retrouve à jouer le rôle de référentiel privilégié et probablement d’éther luminifère.
    L’effet Sagnac peut tout à fait être interprété comme une mise en évidence de ce référentiel privilégié, l’expérience Hafele et Keating montre que la terre à un mouvement de rotation sur elle-même par rapport à ce référentiel et l’expérience Michelson et Morley que le mouvement de rotation de la terre autour du soleil n’est pas perceptible.
    La terre est donc entourée d’un espace-temps matériel plus dense à sa surface qu’en altitude, changer de niveau pour l’espace-temps exige un échange d’énergie et du coup on a un espace-temps qui suit le mouvement de la terre autour du soleil, mais la terre reste libre de tourner sur elle-même à l’intérieur de cette bulle d’espace-temps (éther luminifère mobile), l’axe référentiel étant déterminé par l’influence de l’environnement dans lequel cette bulle évolue, environnement lui-même sous l’influence du soleil.

    il est tout à fait possible de déterminer un "référentiel privilégié" ou "éther" ou "espace-temps matériel" compatible avec les faits observationnels et expérimentaux connus.
    Regardons de plus près maintenant ce qui bloque avec la relativité.

    A l’époque ou A. Einstein se penche sur le problème, des trois expériences précédemment citées il ne connaît que la première, celle de Michelson et Morley qui interdit formellement l’éther recherché. Il va avoir l’intuition géniale de la relativité et la mettre en application en se passant de référentiel privilégié, ce qui va lui poser un problème.
    Cela va se jouer au niveau de l’invariance de c, avec un référentiel privilégié c reste un invariant pour tout observateur mais par rapport au référentiel privilégié et non par rapport à l’observateur considéré.
    Un train se déplaçant à une vitesse proche de c passe devant un observateur A immobile par rapport au sol (et à l’éventuel référentiel privilégié), un observateur B occupe un wagon dans le train, au moment précis ou le wagon passe devant A un signal lumineux part de chaque extrémité du wagon vers le centre, du fait de l’invariance de c les rayons lumineux vont se rencontrer au milieu, soit pour l’observateur A devant lui et pour l’observateur B au milieu du wagon, le train s’étant déplacé ces deux positions semblent décalées, pour régler cela il invente la relativité de simultanéité rendant la relativité contre-intuitive et faisant apparaître d’innombrables paradoxes.
    Avec un référentiel privilégié on a une simultanéité absolue, pour A les rayons se croisent bien devant lui mais pour B cela ne correspond pas au milieu du wagon mais à la position en face de A, plus de relativité de simultanéité ni paradoxe mais on doit revoir l’idée que l’on se fait de l’invariance de c, et avec, des pans entiers de la physique et astrophysique.

    • petit correctif sur la relativité de simultanéité car j’ai commis une petite erreur semble-t-il, quand j’évoque l’observateur du train je dis que pour lui les signaux partent en même temps et arrivent donc au milieu du wagon alors qu’en fait ils arrivent en face de l’observateur du quai, la solution induite par la relativité de simultanéité consiste en fait à dire que du point de vue du train les signaux ne sont pas partis en même temps, j’ai inversé un peu, je les ai fait partir en même temps pour arriver en des positions différentes au lieu de les faire arriver à la même position en les faisant partir à des moments différents.
      Mais de toute façon cela ne change rien au raisonnement car avec un référentiel privilégié ils partent en même temps pour arriver à la même position.

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