De l'autre côté
La théorie des cordes est un domaine actif de recherche traitant de l'une des questions de la physique théorique : fournir une description de la gravité quantique c'est-à-dire l'unification de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité générale.
La principale particularité de la théorie des cordes est que son ambition ne s'arrête pas à cette réconciliation, mais qu'elle prétend réussir à
unifier les quatre interactions élémentaires connues, on parle de théorie du tout.
La théorie des cordes a obtenu des premiers résultats théoriques partiels. Dans le cadre de la thermodynamique des trous noirs elle permet de
reproduire la formule de Bekenstein et Hawking pour l'entropie des trous noirs. Elle possède également une richesse mathématique notable : en particulier, elle a permis de découvrir la symétrie
miroir en géométrie.
Les physiciens aiment l’élégance, l’économie, la simplicité. Ils rêvent de théories très générales, permettant d’expliquer d’un seul coup le plus de phénomènes possible. Le XXe siècle a vu surgir deux théories de ce type, unanimement considérées comme des monuments de l’intelligence humaine.
La première, la relativité, est l’œuvre d’un seul homme, Albert Einstein. La seconde, la mécanique quantique, est l’œuvre collective de certains des plus grands physiciens de tous les temps. La relativité générale offre une explication de la gravité, de la forme de l’Univers à grande échelle.
Elle s’intéresse aux très grandes distances, aux très grandes masses. C’est la théorie de la relativité qui prédit l’existence de trous noirs, par exemple.
La mécanique quantique décrit l’infiniment petit, les atomes et leurs constituants élémentaires. Ces deux théories sont les plus précises jamais inventées par l’homme. Ainsi, les prédictions de la mécanique quantique sont confirmées par les résultats expérimentaux avec une précision de neuf chiffres après la virgule !
Ce sont ces deux théories qui font de la physique la « reine des sciences ».
Mais, comme nous l’avons dit, les physiciens aiment l’élégance, l’économie des moyens. Depuis des décennies, ils ont donc cherché à rassembler la relativité et la mécanique quantique en une « théorie du tout ». Einstein lui-même s’y est essayé – et s’est cassé les dents. Au point que ce rêve d’une théorie ultime est devenu le Graal de la science moderne… Or le problème est grave, car les deux théories semblent être incompatibles entre elles !
Aujourd’hui, l’unification de la gravité et de la mécanique quantique est en voie de réalisation : le résultat risque de bouleverser toutes nos
conceptions. C’est cette découverte, appelée « théorie des cordes » – et ses conséquences surprenantes –, qui est le sujet de L’Univers élégant.
Brian Greene nous offre donc une visite guidée de la physique contemporaine et un aperçu saisissant de ce que sera la physique de demain. Une physique où les particules auront la forme de cordes vibrantes, infiniment minuscules, et où il sera peut-être possible – qui le sait ? – de faire un trou dans la trame de l’espace-temps pour se rendre d’un endroit à un autre – dans le présent, le passé ou le futur…
« Depuis trente ans, l'ingénieur civil Erik Reitzel étudie les structures minimales, c'est à dire les structures fonctionnelles qui utilisent un minimum de matériaux. Pour ce faire, il analyse les forces de la nature, ces "forces invisibles" , que le documentaire se propose de faire découvrir à travers la mise en scène de différentes expériences, effectuées par Erik Reitzel lui-même, et d'animations en 3D. La nature offre ce champ d'expériences possible : au cours de longues promenades, l'ingénieur observe et compare les structures des systèmes naturels et humains... »
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