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Derrière les courbures de l’espace-temps (10) : Un espace-temps prometteur


N.B. : Le livre « DERRIÈRE LES COURBURES DE L'ESPACE-TEMPS » présente ma vision personnelle de l’univers, obtenue au travers d’une enquête débridée à la croisée de la vie et des deux infinis. Il propose une explication, certes imaginaire mais cohérente et possible, de l’origine de l’eau, des espèces vivantes et de l’univers lui-même. On y parle entre autres d’énergie, de vie, de chaîne alimentaire, de quanta d’espace-temps ou « bulles d’espace-temps », de gravitation quantique, d’énergie noire, de matière noire, d’antimatière, de trous noirs, de relativité générale, de bosons de Higgs, d’univers unifié, de fractales, de chaos, de théorie du tout et du Big Bang. L’extrait présenté ci-dessous correspond au chapitre « UN ESPACE-TEMPS PROMETTEUR » de ce livre (© Anne Spiteri, 2020 - Edition 2020 mise à jour en 2021 - ISBN numérique 979-10-262-5242-9).
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Résumé de ce chapitre

Où l'on découvre que le paradigme d'espace-temps en quanta d'énergie éphémères que la matière consomme respecte les grands acquis de la relativité générale et de la physique quantique, mais en leur donnant un éclairage fondamentalement différent ; que revoir leurs fondements est le prix à payer pour unifier et faire progresser ces deux grandes théories ; que pour tester ce nouveau paradigme, il faut une modélisation mathématique adaptée et une incursion expérimentale dans les boîtes noires du transfert d'énergie de l'espace-temps à la matière, de la gravitation et du cycle de l'énergie ; et enfin que bosons de Higgs et bulles d'espace-temps ne font probablement qu'un.

Le prix de l'unification

Le décryptage du rêve a permis d'aboutir à un nouveau paradigme pour l'espace-temps et son lien avec la matière : l'espace-temps des sciences de la vie n'est ni celui de la physique quantique ni celui de la relativité générale, mais un simple empilement de bulles d'énergie que la matière consomme. Ce nouvel espace-temps est le cœur et l'essentiel du message contenu dans le rêve. Il unifie la physique quantique et la relativité générale, ainsi que les trois forces non gravitationnelles et la gravitation. Comment le tester autrement qu'en l'appliquant à la croisée des infinis ? Primo, en évaluant le prix de cette unification. Le paradigme d'espace-temps en empilement de quanta d'énergie éphémères et infinitésimaux responsables de la création et du maintien énergétique de la matière respecte les grands acquis de la relativité générale et de la physique quantique. Mais il leur donne un éclairage fondamentalement différent. D'une part en effet, les déformations gravitationnelles de l'espace-temps relativiste ne sont que l'interprétation géométrique de flux de bulles d'espace-temps : tout se passe comme si le continuum d'espace-temps de la relativité générale se courbait en présence de matière et d'énergie, alors qu'il n'y a que des flux de bulles d'énergie consommés par la matière-énergie. D'autre part, les champs de la physique quantique ne sont que l'interprétation mathématique des propriétés d'un empilement chaotique de trois familles de quanta infinitésimaux d'énergie : les trois forces non gravitationnelles sont l'expression de la fission stimulée de bulles d'espace-temps. Adopter ce paradigme implique donc de revoir profondément les notions de continuum d'espace-temps et de champs quantiques, mais aussi d'autres notions comme l'absence de dimensions supplémentaires ou la propagation de la lumière dans le vide. Car une cinquième dimension de brins de flux d'énergie soutient l'espace-temps des bulles ; et les photons virtuels qu'il produit sont le support physique de la propagation des ondes électromagnétiques. On ne fait pas d'univers unitaire sans casser des œufs : accepter de revoir leurs notions fondamentales, c'est le prix à payer pour l'unification des deux grandes théories que sont la relativité générale et la physique quantique. Si elles paraissent irréconciliables, c'est qu'elles ne sont toutes deux que des approximations certes performantes mais réductrices de la réalité. Il faut donc les bousculer jusque dans leurs fondements pour lever leurs blocages ; en particulier pour la relativité générale, on n'unifiera jamais l'univers en se contentant de quantifier ce qui n'est qu'une représentation géométrique. L'unification de ces deux grandes théories permettra à chacune de pousser encore plus loin sa connaissance de l'univers. Il faudra juste replacer leurs grandes équations dans un contexte plus global rassemblant toutes les dimensions de l'univers. Ainsi, dans l'équation de la relativité générale, les aléas de la constante cosmologique disparaîtront avec la prise en compte de l'énergie indifférenciée comme producteur d'espace-temps ; les singularités de la physique quantique disparaîtront de même puisque que l'on n'a accès qu'à l'énergie des quanta d'espace-temps et non à l'énergie infinie de la dimension sous-jacente. En partant de bases fondamentalement différentes pour l'espace-temps et le vide quantique, on devrait donc aboutir à une vision presque identique des apparences de l'univers mais qui permettra de mieux le connaître. Secundo, en modélisant l'espace-temps des bulles et son lien avec la matière. Cela implique la création d'un nouveau formalisme mathématique plus adapté, comme cela a déjà été fait pour la « théorie des cordes » et la « gravitation quantique à boucles »1. Car si le nouveau paradigme d'espace-temps peut apparaître comme un mélange de cordes et de boucles, c'est seulement de loin. En effet, il y a bien un iota de cordes dans les brins de flux d'énergie dont est fait tout l'univers, mais ce paradigme pose que l'espace-temps lui-même est fait de ces brins assemblés en bulles, exclut les gravitons et ne nécessite pas onze dimensions supplémentaires ; et il y a bien un iota de boucles dans les bulles d'espace-temps, mais ces bulles ne sont pas liées entre elles en formant un réseau relationnel géométrique, ne sont pas les quanta d'un champ gravitationnel et ont besoin d'une dimension supplémentaire. Peut-être d'ailleurs que les « bullistes » seront les « Jacob » des cordistes et des bouclistes, et que la nouvelle théorie mathématique unifiera celles des cordes et des boucles en un formalisme encore plus puissant ? Avis aux amateurs. Tertio, il faut expérimenter. La plupart des expériences vont bien entendu tourner autour de la détection des bulles d'espace-temps. La compréhension de la finesse de l'architecture et du fonctionnement de ces merveilles infinitésimales exclu les méthodes bourrins. En effet, de même qu'on ne peut pas se contenter d'étudier une cellule vivante en la broyant et en l'ultracentrifugeant, on ne peut pas se contenter du point de vue destructeur de collisions de plus en plus énergétiques pour étudier l'univers infinitésimal. En particulier pour le Big Bang, un collisionneur de particules peut recréer localement certaines conditions physiques de la naissance de l'univers, mais en aucun cas le niveau originel de l'énergie indifférenciée ; on ne peut donc pas espérer voir les choses exactement comme elles se sont produites. On peut par contre concevoir des simulations numériques voire hydrodynamiques pour découvrir la conformation et les symétries internes d'une bulle élémentaire à double flux fermé qui pourraient donner par combinaison toutes les particules connues ; ou pour montrer que la configuration doublement binaire et auto-reproductive de la première bulle a pu apparaître naturellement. Chacune des suggestions rencontrées tout au long de cet ouvrage peuvent en fait inspirer des idées concrètes d'expérimentation pour détecter les bulles d'espace-temps ; nous allons les regrouper selon trois axes. Premier axe, pénétrer dans la boîte noire du transfert d'énergie de l'espace-temps à la matière-énergie. La matière extrait-elle vraiment l'énergie du vide pour se maintenir ? Les couples de fermions-antifermions virtuels du vide quantique présentent-ils vraiment une dissymétrie temporelle ? Les ondes électromagnétiques utilisent-t-elles vraiment l'énergie du vide pour se propager ? Une fois que l'on aura compris comment la matière extrait l'énergie du vide, on pourra espérer obtenir notre l'énergie autrement qu'au détriment de l'écosystème terrestre. Deuxième axe, pénétrer dans la boîte noire de la dynamique gravitationnelle. Lorsqu'on excite le vide quantique, engendre-t-on vraiment de la gravitation et de la matière noire ? Puisque j'ai écrit ce livre en hommage à mon père, je me dois de citer ici l'une de ses dernières expériences2 sur la gravitation où, grâce à un bouchon en plastique et une bassine empruntée à ma mère, il explique avoir mis en évidence une force gravitationnelle liée à l'activité de la centrale nucléaire proche de chez lui : « Pour pouvoir réaliser cette expérience, il est préférable de se trouver au maximum dans un rayon d'environ 50 à 70 km de la centrale. Vérifier sur une carte des positions des centrales nucléaires qu'aucune de ces installations ne se trouve à l'opposé de votre position, auquel cas les attractions se neutraliseraient (voir leurs positions sur le site d’EDF ; les centrales ont des périodes d'arrêt pour maintenance ou rechargement de combustible ; cartes éditées par l'Autorité de Sûreté Nucléaire). Le matériel pour effectuer cette expérience est tout ce qu'il y a de plus simple : 1-un récipient d'un minimum d'environ 50 cm de diamètre et une dizaine de cm de profondeur ; 2-une plaque transparente en verre ou plastique pour recouvrir le récipient et le protéger de toutes perturbations ; 3-un bouchon en plastique (de bouteilles d'eau minérale ou de lait) pourvu qu'il soit assez lisse et très propre, il faut le nettoyer à chaque essai, il va ainsi flotter sur l'eau, on peut le lester en partie pour augmenter sa masse sans le faire couler. Remplir le récipient d'une eau très propre, voire d'eau distillée, et recouvrir de la plaque transparente. Au bout d'un certain temps de repos, déposer délicatement près du centre le flotteur, et recouvrir à nouveau pour qu'aucune perturbation ne soit produite par l'air ambiant. Il faut s'armer de patience car à une cinquantaine de km de la station par exemple, le flotteur se déplacera d'environ 5 cm en une heure ou deux. Sur une centaine d'essais, dans 80 % des cas le flotteur va se diriger vers la centrale vers laquelle il sera attiré ; dans 15 % des cas il va rester bloqué par une minuscule poussière en suspension ou une impureté indétectable ; et dans le reste des cas il va prendre une autre direction pour des raisons encore inexpliquées. Les centrales diminuent quelquefois le fonctionnement des réacteurs ce qui peut amener des difficultés de détection ». Ses explications par les neutrinos lui appartiennent. Mais selon le nouveau paradigme d'espace-temps présenté ici, la perturbation locale du flux de bulles à cause des réactions nucléaires peut effectivement engendrer une gravité locale d'origine autre que terrestre, même si sa faible intensité la rend difficile à détecter. L'excitation d'une zone de vide sidéral pourrait permettre de différencier la gravitation par courbure de l'espace-temps de la gravitation par flux de bulles, puisque cette dernière doit aussi engendrer de la matière noire : existe-t-il des corps célestes de densité pas trop faible qui ne seraient pas accompagnés de matière noire ? Nous avons vu que l'antigravitation, à ne pas confondre avec l'expansion, n'était pas compatible avec le modèle d'espace-temps en bulles, et que la gravitation ne pouvait pas disparaître sauf peut-être au zéro absolu : ces deux pistes pourraient aussi permettre de démentir la gravitation par flux de bulles. Troisième axe, pénétrer dans la boîte noire du cycle de l'énergie en s'approchant, au moins très localement, du zéro absolu effectif. Le processus de fission des bulles donc l'activité du vide quantique se bloquent-ils vraiment au zéro absolu, avec des effets sur la matière, la lumière, la masse ou la gravitation ? Vérifie-t-on que la matière voit son énergie vitale disparaître, donc qu'elle se désorganise voire s'effondre sur elle-même ? Ou que les nuages de particules virtuelles disparaissent, donc que la lumière ne peut plus se propager et que la matière n'a plus de masse par viscosité spatio-temporelle ? Ou enfin que toute dynamique gravitationnelle est bloquée, autrement dit que l’excitation d’une portion de vide quantique au zéro absolu n’engendre plus ni gravitation ni matière noire ?

Bosons de Higgs ou bulles d'espace-temps ?

L'enquête a permis de découvrir la vie cachée du mollusque d'Einstein. Mais n'aurait-on pas déjà découvert les bulles qui se cachent derrière ses courbures ? Car comme le montrent les six exemples qui suivent, l'espace-temps des bulles présente beaucoup de similitudes avec le champ de Higgs et ses bosons. Primo, l'espace-temps des bulles et le champ de Higgs sont tous deux apparus au Big Bang et ils emplissent tous deux le vide quantique, l'espace-temps des bulles étant lui-même le vide quantique. Secundo, de par leur constitution en paires symétriques et antinomiques et leur absence d'accroches, les bulles sont des bosons, ce que sont aussi les Higgs. De plus, en tant que bosons, les bulles et les Higgs ont en commun de ne pas être des bosons de jauge médiateurs de l'une des trois forces non gravitationnelles. Tertio, la masse de la matière est une masse par viscosité spatio-temporelle liée aux particules virtuelles de l'espace-temps des bulles, tandis que la masse des bulles elles-mêmes est liée à la densité de l'empilement dans lequel elles s'insèrent. Les bulles et les bosons de Higgs ont donc tous deux un type de masse qui leur est spécifique et qui est assimilable à une auto-interaction. Quarto, le champ de Higgs et l'espace-temps des bulles confèrent tous deux une masse à toutes les particules élémentaires sauf aux photons et aux gluons. Ces deux particules sont en effet les seules à ne pas interagir avec le champ de Higgs ; or ce sont aussi les seules à être complètement dépourvues d'accroches, donc de masse par viscosité spatio-temporelle. Quinto, il y a trois sortes de bulles correspondant aux trois forces non gravitationnelles, les bulles composées des forces nucléaires faibles et fortes étant issues par fusion des bulles de la force électromagnétique, seules bulles produites directement par l'énergie indifférenciée. Or il n'est pas exclu qu'il y ait aussi plusieurs sortes de bosons de Higgs, dont une sorte principale à l'instar du rôle particulier joué par la bulle élémentaire. Sexto, le champ de Higgs est un champ instable ; or c'est aussi le cas de l'espace-temps des bulles en tant qu'empilement jointif capable de changer instantanément de densité et de composition. Il y a aussi quelques différences entre l'espace-temps des bulles et le champ de Higgs, comme le montrent les deux exemples qui suivent. Primo, l'espace-temps des bulles est responsable de la masse de la matière et de sa liaison à l'énergie par la formule m = E/c2 ; ce sont les fissions des bulles et notamment des bulles à gluons pour les noyaux atomiques qui, via les particules élémentaires virtuelles qu'elles libèrent, fournissent à la matière une masse par viscosité spatio-temporelle et une énergie par le processus de transfert d'énergie. Tandis que le champ de Higgs, lui, n'est censé être responsable que de la masse des particules élémentaires donc de seulement 2 % de la masse de la matière, l'énergie des liaisons quarks-gluons expliquant l'essentiel de la masse des noyaux atomiques. Il faudra sans doute attendre que la science investigue la boîte noire du lien énergétique entre l'espace-temps et la matière pour effacer cette différence ; différence qui n'a d'autant pas lieu d'être que le mécanisme de Higgs ressemble singulièrement aux processus de formation de la matière noire et de transfert d'énergie : les bulles s'agglutinent autour de la matière entraînant un frottement via leurs particules virtuelles, exactement comme la foule de Higgs s'agglutine autour d'une particule et la freine. Secundo, les bulles d'espace-temps ne sont les quanta d'aucun champ quantique alors que le champ de Higgs est un champ quantique. Les quanta du champ de Higgs ont toutefois la particularité d'être des bosons de masse et non des bosons de jauge comme ceux des trois autres champs quantiques de l'univers. Au final, le grand nombre de similitudes entre les bulles d'espace-temps et les bosons de Higgs fait qu'il s'agit très probablement de la même réalité : le champ de Higgs ne serait donc pas un champ quantique mais un empilement de bulles d'énergie qui est l'espace-temps lui-même et qui unifie les trois forces non gravitationnelles et la gravitation. C'est pour cela que le boson de Higgs n'est pas un boson de jauge et qu'il y a probablement trois sortes de Higgs interdépendants, chacun étant une bulle d'espace-temps à l'origine de l'une des trois sortes de bosons de jauge3. Ce seraient donc les particules virtuelles libérées lors de la fission des Higgs qui réalisent le couplage entre l'espace-temps et la matière, conférant à cette dernière une masse et une énergie. Le boson de Higgs étant une bulle d'espace-temps, le nom de « particule d'espace-temps » lui conviendrait bien mieux que son surnom actuel de « particule de Dieu ». Mais il faut reconnaître que ce surnom est étonnement bien trouvé puisque « le Vieux », qui ne peut s'amuser par définition qu'avec des particules de Dieu, joue précisément avec des dés qui sont des bulles d'espace-temps ! Dans le même ordre d'idée, les hypothétiques « neutrinos stériles »4 sont probablement les premières5 esquisses éphémères d'espace-temps réalisées par les brins de flux de l'énergie indifférenciée, énergie fondamentalement neutre mais tout le contraire de stérile. Ces neutrinos quasiment indétectables qui apparaissent et disparaissent sans cesse au milieu de nous, viennent donc bien du fin fond de l'univers et y repartent, à condition d'interpréter les confins de l'univers comme sa profondeur invisible d'énergie indifférenciée. Malgré leurs incursions éphémères dans l'espace-temps, comme des poissons qui sautent hors de l'eau, ils sont foncièrement liés au compartiment de l'énergie indifférenciée. Ils ont donc été là et seront là avant et après tous les espaces-temps et tous les univers. Et si les photons indissociables de notre espace-temps et de son espèce particulière de bulle nous permettent de voir un peu de notre univers, peut-être ces neutrinos stériles nous permettront-ils un jour de voir à travers tous les univers !





Notes (retourner à la page web précédente pour retrouver le corps du texte)

1 C’est-à-dire à « réseau de spin ».

2 Cf. « Attraction universelle : le rôle du Neutrino » de novembre 2005 sur son blog d’astronomie.

3 Cf. le schéma « les particules liées aux trois familles de bulles » dans L'ESPACE-TEMPS ET LA MATIÈRE.

4 Neutrinos distincts des neutrinos électroniques et encore hypothétiques.

5 Premières de façon historique comme de façon permanente.


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