Cet article est la suite de mon article "équation du tout ... et information partie 1":  

http://lesmerveillesdelaconnaissance.over-blog.com/article-equation-du-tout-et-information-partie-1-106513501.html  

 


6) Les particules caméléon et l'énergie noire.


 Les particules caméléon par Amanda Weltman. 

 

 

 

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particule caméléon

a) Tout d'abord faisons connaissance avec deux chercheurs dont les travaux on abouti à la découverte de ces particules.


*physics.upenn -Justin Khoury: Mes intérêts de recherche se situent à l'interface de la physique des particules et la cosmologie. Thèmes de recherche:  matière noire, particules caméléons et symmetron, développement de nouvelles théories de l'univers primitif, alternatives au paradigme inflationniste, comme l'Univers ekpyrotique, dans lequel les graines de la formation des structures sont générées dans une longue phase de contraction lente avant le big bang.


*fairlady.com -amanda weltman (cosmologiste):  Amanda Weltman a contribué aux études de cosmologie des cordes. Elle est est maître de conférences au Département de mathématiques et de Mathématiques Appliquées membre du centre astrophysique, cosmologie et gravité, Université de Cape Town. Elle travaille dans les domaines de transition de la cosmologie des cordes qui étudient des moyens physiques pour tester la théorie des cordes dans le cadre de la cosmologie. 

In this book we study the problem of moduli stabilisation in a cosmological context of string theory. 


matiere_noire_vs_energie_noire.jpg

podcastscience.fm/dossiers -l'énergie noire

b) l'idée: futura-sciences.com explique cette idée proposée par Justin Khoury et Amanda Weltman en 2003, simple mais subtile. Rappelons que l’énergie noire ne semble se manifester qu’à des distances énormes, au niveau des amas de galaxies, et qu’elle accélère l’expansion de l’Univers. Elle se comporte donc comme une sorte d’anti-gravité. On peut raisonnablement se demander si ses effets ne sont pas perceptibles à l'échelle du système solaire, dont on rendrait compte par des extensions de la théorie de la relativité générale comme celles faisant intervenir un champ scalaire. Malheureusement, il y a des bornes issues des observations dans le système solaire et avec les pulsars binaires émettant des ondes gravitationnelles qui contraignent fortement l’existence d’un champ scalaire associé à la gravitation

Certaines des théories avec champ scalaire induisent aussi des modifications dans le temps et dans l’espace de la constante de structure fine, la constante de couplage intervenant dans les processus électromagnétique décrit par la QED. Il y a eu quelques annonces suggérant des valeurs différentes de cette constante au début de l’histoire de l’Univers maisToutefois, de la même façon qu’il a fallu se rendre compte que les neutrinospouvaient osciller et changer de masse, il se pourrait que la masse et la constante de couplage avec la matière, la gravitation et le champ électromagnétique d’une particule décrite par un champ scalaire, dépendent de la densité de matière du lieu où elle interagit. jusqu’à présent, les observations réalisées par exemple au niveau des quasars restent non concluantes.

Toutefois, de la même façon qu’il a fallu se rendre compte que les neutrinos pouvaient osciller et changer de masse, il se pourrait que la masse et la constante de couplage avec la matière, la gravitation et le champ électromagnétique d’une particule décrite par un champ scalaire, dépendent de la densité de matière du lieu où elle interagit.

Des photons peuvent-ils devenir des camélons ? Selon Khoury et Weltman, on pourrait imaginer que la particule soit massive et avec un couplage très faible au niveau du système solaire et des galaxies, mais au contraire légère et avec un couplage fort au niveau des amas de galaxies, là où la densité de matière est beaucoup plus faible. Ceci permettrait alors de réconcilier les observations. S’adaptant selon son environnement, une telle particule a donc tout naturellement été nommée une particule caméléon.

Bien sûr, cette explication, de prime abord, évoque fortement un épicycle à la Ptolémée. Mais elle ne l'est guère plus que l’introduction de l’oscillation des neutrinos pour expliquer le problème du déficit en neutrinos solaire ou bien la découverte de la liberté asymptotique des quarks. Là aussi, une valeur différente de la constante de couplage en fonction de la distance entre quarks sert à expliquer pourquoi on n’observe jamais de quarks isolés.

Mais il y a mieux ! En effet, les équations proposées par Khoury et Weltman décrivent un champ scalaire qui ressemble beaucoup à un autre invoqué pour résoudre la problème de la matière noire, en l'occurrence l'axion.

 

On peut alors imaginer de tester la théorie avec les expériences en cours portant sur la recherche de l’axion. Cela vient d’être fait par un groupe de chercheurs travaillant au Fermilab et dirigé par Aaron Chou, en collaboration avec Amanda Weltman.

L’expérience réalisée dans le cadre de la collaboration GammeV n’a pour le moment rien donné d’autre que de poser des bornes à la masse de ces particules caméléons. Mais les chercheurs pensent pouvoir améliorer la sensibilité du dispositif.


c) Pour jean-paul baquiast  dans admiroutes.asso.fr, la cinquième force associée aux particules caméléon (qui se manifesterait ainsi dans l'énergie noire), dépendrait de la densité de matière les entourant. Cette masse serait faible sur Terre où la densité de matière ordinaire est très élevée, ce qui les rendrait non inobservables, du moins difficilement observables, mais elle serait forte dans l'espace cosmologique. On objectera que l'agent proposé pour la 5e force semble un peu ad hoc, c'est-à-dire avoir été défini pour répondre à la question posée. Ainsi, pour trouver l'auteur introuvable d'un crime commis dans l'obscurité, la police ferait l'hypothèse que ce crime aurait été commis par une personne habillée de noir.

La portée d'une force dépend de la masse des particules créant le champ associée. Plus légère est la particule, plus grande est la portée de la force. Les champs électromagnétiques produisent des photons dépourvus de masse, la portée de la force électromagnétique est donc quasi infinie. Au contraire les particules transmettant les forces nucléaires sont très lourdes. La portée de la force ne dépasse pas les frontières de l'atome. 

Il n'est donc pas aberrant d'imaginer une particule dont la masse serait inversement proportionnelle à la densité de matière l'environnant. Il en serait de même du champ de force en découlant. Dans l'espace, en l'absence d'autres masses, la masse de la particule Caméléon, quasi inobservable sur Terre, serait multipliée par quelques 10 puissance 20. Ces particules pourraient alors produire, sous forme d'énergie, des forces très puissantes s'exerçant sur des millions d'années-lumière de distance. 


d) La masse des neutrinos? press.web.cern: Les chercheurs de l’expérience OPERA au laboratoire du Gran Sasso (Italie) de l’INFN1 ont annoncé ce jour la première observation directe d’une particule tau dans un faisceau de neutrinos du muon envoyé par le CERN2 à travers l’écorce terrestre, à 730 km de distance (OPERA (acronyme de l'anglais Oscillation Project with Emulsion-tRacking Apparatus) est une expérience internationale de physique des particules, destinée à observer et étudier le phénomène d'oscillation de neutrinos. Elle utilise un faisceau de neutrinos muoniques à haute intensité et à haute énergie produit par le Super Proton Synchrotron (SPS) du CERN àGenève et dirigé vers un détecteur souterrain installé au Laboratori Nazionali del Gran Sasso (en) (LNGS), en Italie, à environ730 km de distance. Les expériences ont commencé en été 2006).

L’observation d’oscillations du neutrino, en refermant un chapitre de la connaissance de la nature des neutrinos, ouvre la voie à une nouvelle physique. Selon les théories sur lesquelles s’appuient les physiciens pour expliquer le comportement des particules fondamentales – ce qu’on appelle le modèle standard - les neutrinos ne possèdent pas de masse. Or, pour qu'ils puissent osciller, les neutrinos doivent avoir une masse ; il doit donc manquer quelque chose dans le modèle standard.


e) Pour conclure ce chapitre.

Consulter l'autre article de mon blog Au commencement du temps 4-6) le secret de l'énergie noire


 

 

7) Max Tegmark et l'hypothèse d'un Univers "mathématique".


a) Qui est Max Tegmark? c'est un "unusualcosmologiste d'origine suédoise actuellement en poste au Massachusetts Institute of Technology. Il aime la nature et les longues promenades qui aident à réfléchir.

Il est à la base de nombreux projets d'étude du fond diffus cosmologique comme COBE,WMAP ou Sloan Digital Sky Survey. Il est aussi l'auteur de l'hypothèse de l'univers mathématique (en)1, une théorie du Tout dont le postulat est tout objet mathématique a une existence physique qui s'inscrit dans sa démarche de catégorisation des différentes théories de multivers.

 

On peut lire dans discovermagazine.com:  "Cosmologists are not your run-of-the-mill thinkers, and Max Tegmark is not your run-of-the-mill cosmologist. Throughout his career, Tegmark has made important contributions to problems such as measuring dark matter in the cosmos and understanding how light from the early universe informs models of the Big Bang. But unlike most other physicists, who stay within the confines of the latest theories and measurements, the Swedish-born Tegmark has a night job. In a series of papers that have caught the attention of physicists and philosophers around the world, he explores not what the laws of nature say but why there are any laws at all.

According to Tegmark, “there is only mathematics; that is all that exists.” In his theory, the mathematical universe hypothesis, he updates quantum physics and cosmology with the concept of many parallel universes inhabiting multiple levels of space and time. By posing his hypothesis at the crossroads of philosophy and physics, Tegmark is harking back to the ancient Greeks with the oldest of the old questions: What is real?

Tegmark has pursued this work despite some risk to his career. It took four tries before he could get an early version of the mathematical universe hypothesis published, and when the article finally appeared, an older colleague warned that his “crackpot ideas” could damage his reputation. But propelled by optimism and passion, he pushed on".


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news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature -fonds cosmologique primordial 

Le monde de Tegmark:

web.mit.edu/physics -Max Tegmark  space.mit.edu -tegmark

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TV Documentaries

 

b) Avec "les enfants du big bang", Nous sommes à la recherche de l'équation suprême, de la théorie ultime qui expliquera les mécanismes de l'Univers et révolutionnera la vie sur Terre.

Pour Max Tegmark, "les équations n'expliquent pas l'Univers, elles sont l'Univers et nous vivons tous à l'intérieur d'équations." Il est persuadé que l'équation ultime existe et que sa solution est l'Univers. "Nous pouvons voir l'équation du tout partout, et nous en faisons tous partie." 

"Les physiciens ont été en mesure de décrire les équations qui décrivent si parfaitement notre monde tout simplement parce qu'elles exposent très parfaitement les vraies mathématiques, c'est à dire notre réalité. Les équations sont une porte ouverte sur l'Univers et celui-ci n'est que mathématiques pures. Au premier regard, l'Univers n'a rien à voir avec les mathématiques, il n'y a pas de chiffres géants dans le ciel, mais en y regardant de plus près on y distingue des motifs et das formes mathématiques tout autour de nous." Par exemple, un jet d'eau dessine une parabole qui a une équation très simple y = x2. Cette forme mathématique est présente dans la nature à un niveau fondamental puisqu'elle décrit la force de gravité de n'importe quel objet (peu importe la matière dont il est fait). Il y a 400 ans, Galilée écrivait que l'Univers est un immense livre écrit en langage mathématique, mais cette réalité est encore plus cruciale aujourd'hui, car nous avons décelé de nombreuses irrégularités mathématiques, nous avons découvert  la mécanique quantique, la théorie de la relativité, et la position moderne quant à la théorie moléculaire est celle  des particules. Je pense que la réponse à la question: pourquoi les mathématiques décrivent aussi bien la nature mérite une explication. Lorsque nous regardons l'Univers qui nous entoure, nous apercevons des formes partout..." 

Nous découvrons partout des motifs, des régularités, et même des nombres, depuis les dimensions de notre espace-temps, jusqu'aux constantes fondamentales qui sont si bien réglées et dont une variation infime ne permettrait pas l'existence de l'Univers tel que nous le connaissons ni la vie sur notre Terre. Non seulement ces nombres existent, mais sont essentiels pour comprendre l'essence même de note réalité. 

Nous revenons donc à un concept assez perturbant, soutenu par la théorie actuelle de la mécanique quantique. Dans les couches "inférieures de la réalité, rien n'est solide, seule l'information existe, en d'autres mots, il existe des nombres qui soutiennent un système de règles que nous ne comprenons pas encore. Les seules propriétés qu'a un électron, ce sont des nombres (SPIN ou charge)... au final, il n'y a rien du tout, excepté des nombres et...les mathématiques". Les mathématiques sont peut-être la seule et unique vérité, mais au vu de nos limites et de l'immensité et l'étrangeté de l'Univers, il paraît impossible de résoudre ce problème. pourra-t-on jamais savoir comment l'Univers fonctionne? "Il n'existe aucune garantie de trouver cette ultime équation, mais je pense qu'on a toutes nos chances...La seule garantie de ne pas échouer complètement, c'est de ne pas essayer. Si j'ai tort et que l'Univers n'a rien d'intrinsèquement mathématique, alors la physique est condamnée à disparaître, nous rencontrerons un obstacle impossible à franchir. Mais si j'ai raison, alors l'avenir est plein de possibilités..." dit Max Tegmark.

 


Alors, ainsi que nous le trouvons en conclusion de la vidéo "les enfants du big bang -théorie du tout", nous apercevrons peut-être l'Esprit de Dieu!


http://video.google.fr/videoplay?docid=-113118402290800825


 


Pourquoi notre Univers a-t-il un réglage aussi fin?

 


Liens: 

doublecause.net -Trinh Xuan Thuan: la convergence entre science et spiritualité

news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature -fonds cosmologique primordial 

endgametime.wordpress.com -deanne: the-awakening-quantum-mechanics-of-the-human-brain-and-consciousness

Les constantes fondamentales et le réglage fin.fr.wikipedia.org -Constante fondamentale

feynman.phy.ulaval.ca -unités et constantes fondamentales

astronomes.com -le réglage des constantes fondamentales

podcastscience.fm -les constantes fondamentales de l'univers

asmp.fr/travaux/gpw/philosc/rapport -le principe anthropique et le réglage des constantes fondamentales

rue89.com -les frères bogdanov sont ils créationnistes? (leur thèse est proche "du dessein intelligent"

lefigaro.fr -jean staune: l'hypothèse d'un créateur est scientifique

elisabrune.com/pdf -GriffeDivine: Si les propriétés de l'univers avaient été un tant soit peu différentes, la vie ne serait jamais apparue

 

 

8) épilogue.


Dans mes articles Au commencement du temps je donne "ma lecture" du livre des frères Bogdanov.  Leur approche du Big Bang les amène à faire l'hypothèse qu'à "l'instant zéro", le temps est "imaginaire pur", c'est dire information. Le chapitre 5) De l'énergie à l'information est particulièrement explicite. Il débute par cette mise en exergue: "A la lumière de ces analogies, le « Tout est information » mérite d’être étudié de plus près. Cette théorie s ’appuie sur l’idée qu’à la base de tout ce qui existe, il y a une information abstraite capable de s’exprimer en un nombre infini de formes et qui demande à être connue. A cette fin, elle doit se transformer : elle se condense jusqu’à l’état de probabilité. Le nombre infini de formes devient un nombre fini, mais néanmoins considérable, de probabilités qui elles-mêmes engendrent un petit nombre de virtualités lesquelles, à leur tour, donnent lieu à la réalité telle que nous la connaissons".

Nous sommes très proches des affirmations de Max Tegmark. Cela m'amène à confirmer la rédaction d'un dernier article "Au commencement du temps 4-9) L'Univers information. J'y développerai aussi les idées dérivées du "platonisme".


fr.wikipedia.org -Platonisme_(doctrine_philosophique)

 

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