05- Le vide destructeur/constructeur de la matière

C’est le rétablissement de l’unité entre ces univers apparemment différents auquel mènent les études physiques récentes. Elles prouvent que la matière existe en un certain sens dans le vide tout comme le vide existe en un certain sens dans la matière. Le vide est le mode d’existence de base de la matière/lumière. C’est lui qui donne naissance à l’univers matière/lumière tel que nous le connaissons. Le fonctionnement de la matière/lumière ne peut se comprendre que par l’interaction permanente avec le « vide ». Ce sont ces interactions qui permettent de comprendre aussi bien les lois de la physique quantique que celles de la gravitation relativiste ainsi que ce qui les relie, la physique quantique des champs. Qu’est-ce qui différencie le vide de la matière/lumière ? C’est que l’espace-temps y est complètement désordonné par une agitation de type thermique. Cela produit des apparitions/disparitions de particules de masse et de lumière. Aucun corpuscule du vide n’est durable. Aucun ne peut être observé par une expérience fondée sur la matière/lumière. Les corpuscules du vide ont été appelés « virtuels » pour cette raison et parce qu’ils ne peuvent être mis en évidence par un calcul du bilan d’énergie. Ce sont des quanta mais, comme le temps est très agité, l’énergie n’est pas mesurable. Ils correspondent à la moitié d’un quanta de matière/lumière. On trouve des particules, des antiparticules et des photons dits virtuels dans le vide. Et tout laisse à penser qu’ils sont tout ce qu’il y a de plus réels. Ils interagissent cependant avec la matière/lumière. Et tout d’abord, cette agitation du vide est source du caractère flou de la matière/lumière exprimé dans les inégalités d’Heisenberg.
Contrairement à la matière/lumière qui fonctionne par unités entières de un quanta h, les fluctuations du vide ont lieu par demi quanta, h/2, en plus ou demi quanta en moins, qui correspondent à des particules et antiparticules virtuelles fusionnant en un photon virtuel puis se redécomposant en un couples particule/antiparticule virtuels (comme électron/positon ou quark/antiquark).
Il suffit qu’une particule virtuelle reçoive l’énergie nécessaire pour devenir réelle. Il suffit qu’une particule réelle perde de l’énergie pour redevenir virtuelle. Cette énergie peut être portée par un photon lumineux. Du coup, un photon d’énergie suffisante rend réelle une particule virtuelle. Inversement, l’émission d’un photon rend virtuelle une particule réelle. Ce sont les diagrammes de Feynman qui décrivent ces processus. L’apparence durable de la particule provient des échanges permanents avec les corpuscules virtuels de matière/lumière. En effet, la particule interagissant avec le vide disparaît sans cesse mais elle réapparaît de façon très proche et la nouvelle particule a les mêmes caractéristiques que l’ancienne ce qui donne cette apparente stabilité à la matière/lumière. En fait le photon réel comme la particule réelle ne sont jamais les mêmes. Le mouvement est identique au changement. La particule qui se déplace dans le vide n’est jamais la même particule. La particule ne se contente pas de changer de place. La particule réelle n’est jamais la même. L’effet « réel » est échangé d’une particule virtuelle à une autre. Cet effet « saut » d’une particule virtuelle à une autre. La particule réelle disparaît pour devenir virtuelle et une autre particule virtuelle proche devient réelle. Tel est le processus physique de base décrit par les diagrammes de Feynman.

Si on veut suivre une particule de matière sur sa trajectoire dans le vide, on constate qu’elle disparaît brutalement. On ne sait pas très bien si la particule qui la remplace un peu plus loin est vraiment la même. Il est impossible de suivre continûment une particule. Du coup, il n’est plus possible de parler de la particule comme d’une chose ni de son mouvement comme d’une trajectoire. Ce qui fait disparaître la particule, c’est son interaction avec le vide. Le vide construit la matière et la détruit sans cesse. Le combat du vide et de la matière est permanent. Inversement le vide fait apparaître des particules (en même temps que des antiparticules). Ce qui produit l’onde autour de la particule, c’est ce mouvement de construction et de destruction de la particule réagissant avec le vide. Le vide peut détruire momentanément la particule parce que celle-ci n’est rien d’autre qu’une structure et pas une boule ni un autre volume de « plein ».

Les inégalités d’Heisenberg caractérisent l’action du corpuscule et la réaction du vide ainsi que l’inverse. Il ne peut y avoir interaction que pour une quantité d’action égale ou supérieure à la constante de Planck. Par exemple, le produit de l’énergie du corpuscule par le temps de réaction du milieu (donc la durée de vie du corpuscule) ne peut être inférieur à h. Ces inégalités ne traduisent pas un simple calcul de la constante h mais une limite fondamentale de l’univers matière/lumière. Ainsi la constante h peut en être absente : le produit du nombre de photons par la phase de l’onde ne peut être inférieur au nombre un. Il s’agit encore une fois d’une relation entre l’aspect corpusculaire et sa précision et celle de l’onde associée se propageant dans le vide.

Le mécanisme d’interaction de la matière et du vide est fondé sur l’action et la réaction. Il s’agit d’une succession à l’infini d’action et de réaction qui fonctionne comme des rétroactions du type action = inhibition de l’inhibition. Cela signifie que le caractère « ondulatoire » du rayonnement est une réaction du vide sur le corpuscule lumineux et de réaction du corpuscule lumineux sur le vide. Les deux se combattant en permanence, cela donne cette apparence d’onde dans le vide et un processus de création/annihilation pour le corpuscule. Ce processus apparemment cyclique est le suivant :
corpuscule photon —> couple particule/antiparticule —> photon , etc…
Le corpuscule lumineux participe d’une dynamique de groupe car il suffit que les corpuscules soient en phase pour qu’ils soient entourés d’un milieu qui transmet un signal au rythme correspondant au processus de création/annihilation du corpuscule. C’est ce que l’on appelle la fréquence de l’onde. Inversement le corpuscule lumineux peut être inhibé par une onde destructive. C’est la disparition du corpuscule par interférence. Elle est à la base des étonnements sur les expériences des fentes de Young qui ne peuvent s’interpréter à la fois que par une vision corpusculaire et ondulatoire car il y a le côté discret et la réaction du vide. Et surtout elles ne peuvent s’interpréter que par l’inhibition de l’inhibition mécanisme de base de la lumière.

C’est aussi le mécanisme de base de la matière. Cette fois la constante d’interaction est appelée constante de structure fine. Les rétroactions successives de la matière et du vide sont décrites en détail dans les diagrammes de Feynman. Cela mène au calcul de Feynman dit électrodynamique quantique. On y trouve des sommations infinies de termes qui correspondent aux rétroactions successives des interactions du vide et du corpuscule.

Les études sur le vide se sont multipliées depuis Feynman. Il faut citer les travaux d’Andrei Sakharov, Edgar Gunzig, Simon Diner, Gabriele Venziano, Hal Puthof, Bernhard Haisch, Alfonso Rueda et bien d’autres. Il en ressort une image très nouvelle du rôle basique du vide dans la dynamique de la matière et de la lumière. Le vide est à la base de l’ensemble des phénomènes qu’étudie la physique. C’est le vide qui produit les structures matière et lumière. C’est lui qui les freine une matière accélérée mais est comme rien pour le mouvement rectiligne uniforme (inertie). La masse exprime la résistance du vide. La gravitation n’est pas une force fondamentale mais un effet2 induit par les forces électromagnétiques du vide en présence de matière. L’expansion de l’univers est lui aussi réinterprété en liaison avec la gravitation comme l’effet inverse. Ainsi, actuellement l’univers vide entre les galaxies continue de s’étendre mais les galaxies continuent de se rapprocher, s’avalant mutuellement en constituant de nouvelles étoiles. L’agitation du vide, comme celle des molécules, est mesurée par une pression (effet Casimir) qui a été mise en évidence entre deux plaques métalliques ou entre deux miroirs très proches. Du coup, l’équation à la base de l’univers est celle qui égalise la pression du vide et la densité d’énergie. Les fluctuations du vide entraînent des niveaux positifs et négatifs d’énergie correspondants à des particules et des antiparticules identiques sauf en ce qui concerne les charges qui sont de même valeur absolue mais de signe opposé (positives et négatives).

1 La constante de couplage électromagnétique est l’amplitude d’émission ou d’absorption d’un photon réel par un électron réel. L’inverse de son carré vaut à peu près 137,0359.

2 Andrei Sakharov : « Il faut considérer l’hypothèse identifiant l’action de la gravitation avec un changement dans l’action des fluctuations quantiques du vide. »