La renaissance du temps article 10 ( La renaissance du temps par la chaleur et la lumière -chapitre 17 du livre)
J'écris mon blog pour partager ma soif de connaissances, mes réflexions et mes passions et mes lectures. Dans ces articles, je voudrais partager "ma lecture" du livre de Carlo Rovelli "par-delà le visible". Ecrire ce que je retiens de mes lectures me permet de réfléchir à la compréhension que j'en ai. je mets entre guillemets les passages qui me semblent importants ou qui me frappent. Et par dessus tout je fais des recherches sur internet pour compléter ma lecture avec le maximum de liens que souhaite responsables, qui permettent aux lecteurs d'approfondir la connaissance du sujet.
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| The singular universe and the reality of time |
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Mes articles: La renaissance du temps article 1: (Partie II chap. 8) Einstein insatisfait - L'erreur et le dilemme cosmologique
Autres liens: http://www.philipmaulion.com/article-bienvenu-au-moment-present-de-lee-smolin-117515126.html: Bienvenue au ‘Moment Présent’ de Lee Smolin. http://www.philipmaulion.com/2017/05/emergence-pourquoi-les-physiciens-recourent-ils-a-cette-notion.htm:l Emergence : pourquoi les physiciens recourent-ils à cette notion ?
Lee Smolin et Roberto Mangabeira Unger ont construit un ensemble d'hypothèses constituant une philosophie de la nature 1 :
« La gravitation quantique à boucles décrit l’espace comme un réseau dynamique de relations »2.
Grosso modo, l'espace-temps ne serait pas continu et uniforme, mais granulaire et discontinu. Il existerait un espace et un temps indivisibles. Cette théorie simple à se représenter et élégante a fait ses preuves sur plusieurs points de vue, comme l'explication des aires et des volumes en géométrie, mais laisse à désirer encore sur la dynamique
Dans son livre The Life of the Cosmos, Smolin propose d'appliquer la sélection naturelle à la cosmologie, de sorte que l'univers que nous connaissons serait le résultat de l'évolution par mutation d'univers plus anciens. C'est la théorie des univers féconds.
Smolin avance qu'un univers pourrait en engendrer un autre lors de la formation d'un trou noir. Les constantes fondamentales de la physique, comme la célérité de la lumière dans le vide, seraient différentes d'un univers à l'autre.
boucles.html#.XBQYhVxKj4Y: La gravitation quantique à boucles
Pour commencer à connaître avec quelques sites internet regroupés sur une même page pour une lecture plus aisée et des liens supplémentaires.
(Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe)
(La renaissance du temps le livre numérique: https://books.google.fr/books?id=O3z1nXjcDu4C&printsec=frontcover&hl=fr#v=onepage&q&f=false) Lee Smolin et la physique contemporaine par matierevolution.fr http://www.drgoulu.com/2015/01/28/la-renaissance-du-temps/#.WEuqNNThA_7 (la renaissance du temps 1/2) http://www.drgoulu.com/2015/12/31/la-renaissance-du-temps-22/ (la renaissance du temps 2/2) http://medias.dunod.com/document/9782100706679/Feuilletage.pdf (la renaissance du temps Dunod: quelques pages à feuilleter) https://monblogdereflexions.blogspot.com/2018/12/la-gravitation-quantique- La gravitation quantique à boucles avec Carlo Rovelli: Pour s'initier avec quelques sites http://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/la-mecanique-quantique-est-en-171058 (la mécanique quantique est en crise par Bernard Dugué) http://www.paris8philo.com/article-33714241.html: à propos de rien ne va plus en physique: " |
billet de Jean Zin, pour une physique pluraliste, qui nous paraît essentiel pour comprendre les enjeux des théories physiques actuelles qui souvent tendent vers l'impossible, hors toute avancée, toute brèche se fait par dissymétrie, sans souci du qu'en-dira-t-on il suffit de voir l'attitude de Grigori Perelman, si non-chalante vis-à-vis de la communauté scientifique, ou devrait-on dire l'etablishment. Jean Zin reste un grand guetteur de ce qui se passe en science, nous vous recommandons ses articles." (/grit-transversales.org/article05a9.html?id_article=335 a été supprimé)
1) Préambule: Ceci est la suite des articles de mon blog à propos des univers multiples d'Aurélien Barrau pour les quels je retiens ici les commentaires utiles:
-Mon article 1: D'après Aurélien Barrau, Univers multiples Chap 1): les propositions nouvelles face aux problèmes:et paradoxes de la physique "peuvent constituer une "pulsion inchoactive" qui poussera vers une découverte sans précédent ou bien vers un réenchantement de ce que l'on savait déjà sans en avoir pris la "dé-mesure" et finalement vers une nouvelle sacralisation du "monde".
-Mon article 2: D'après Aurélien Barrau, Univers multiples. La gravitation quantique chap. 9 L) Voir la Conclusion: [...] aujourd'hui, la physique est en crise, le monde est en crise. Avec Lee Smolin et son "rien ne va plus en physique", Carlo rovelli Parle de la schizophrénie bipolaire des physiciens (voir une révolution inachevée). La vision anthropique de Trin Xhuan Thuan et la vision biblique du monde, qui s'origine dans les mythes de l'Un et de l'ordre, émergeant du Chaos initial, semblent exclus de la vision de bien des physiciens et cosmologues qui découvrent, comme l'a fait Jean Pierre Luminet, que l'Univers ne peut avoir été infiniment dense et donc que le big bang ne peut avoir été tel qu'on se l'imaginait depuis de nombreuses décennies. La possibilité d'un avant big bang a été mise en évidence avec un (ou des?) univers précédent qui se serait condensé jusqu'à une taille extrêmement petite mais non nulle et qui aurait "rebondi" en un big bounce pour donner notre Univers actuel en expansion après le phénomène d'inflation cosmique. Un des derniers rebondissements de ces recherches, avec Lee Smolin, pourrait bien aboutir avec sa "renaissance du temps" à une solution de la contradiction entre la physique quantique et la théorie de la relativité. A priori, ce serait une théorie unifiée des interactions fondamentales.
2) La renaissance du temps, mes précédents articles - résumé.
Nous avons vu dans -à propos d'Aurélien Barrau chap.9 (mon article 2)- que de nombreuses théories nouvelles ou hypothèses proposent l'unification de la physique ou tout au moins des explications aux dilemmes et paradoxes que la cosmologie moderne a mis en évidence.
Mais, dans mes articles sur "la renaissance du temps", voir l'article 1 chapitre 8, Lee Smolin prévient: Le paradigme newtonien ne peut même pas apporter un embryon de réponse à ces questions et dilemmes: Pourquoi ces lois? Pourquoi ces conditions initiales de l'univers? Quel mécanisme les a t-il sélectionnées parmi une multitude infinie de possibilités? etc. Il appelle "erreur cosmologique" (voir mon article 1 chapitre 2), le fait d'appliquer à l’Univers entier dans sa globalité des lois établies et vérifiées sur des sous-systèmes. Dans le paradigme newtonien, ce que nous appelons une loi doit s'appliquer dans tous les cas. Mais l'application d'une loi à n'importe quel morceau d'univers implique une approximation, parce que nous devons négliger toutes les interactions entre ce morceau et le reste de l'univers. Donc les applications vérifiables d'une loi sont toutes des approximations. Lee Smolin fait remarquer en particulier que les lois se vérifient sur beaucoup de sous-systèmes. Mais si on veut appliquer une loi de la nature sans approximation, c'est à l'univers entier qu'il faudrait l'appliquer, alors que nous n’avons qu’un seul Univers sous la main. Et un seul cas n'apporte pas suffisamment d'indices pour justifier l'affirmation qu'une loi particulière de la nature s'applique. C'est ce que Lee Smolin appelle le dilemme cosmologique (faire de la physique dans une boite: on considère un petit sous-système isolé du reste de l’univers dans lequel on néglige certains effets pour ne s’intéresser qu’à certaines variables qui définissent un espace de configuration, atemporel. ). Et pourquoi cette loi et pas une autre? De plus, beaucoup de théories cosmologiques (théorie des cordes, équation d’Einstein …) admettent en réalité une infinité de solutions, parmi lesquelles une seule correspond à notre univers. Doit-on se résoudre à admettre l’existence d’une infinité d’Univers inaccessibles pour pouvoir justifier le notre par un principe anthropique?
Nous pensions, dit Lee Smolin, savoir comment répondre à ces questions. Une théorie unique mathématiquement cohérente pourrait incorporer les 4 lois fondamentales de la nature. Mais cet espoir a été anéanti. On se trouve face à ce qu'il appelle "le défi cosmologique". On vient de voir qu'il faudrait étendre la science à une théorie de l'Univers entier. Le défi est qu'il ne peut pas exister de composante statique qui puisse servir de cadre de référence, car tout dans l'Univers change et il n'existe aucun extérieur., rien qui puisse être qualifié de fond par rapport auquel les mouvements du reste de l'Univers (que nous négligeons). Or, toutes les théories physiques divisent le monde en deux parties, une partie « dynamique », qui change, et une statique, qui contient un « fond » de choses immuables, comme les constantes fondamentales. Le « défi cosmologique » consiste à formuler une théorie de l’univers « indépendante du fond », purement dynamique afin de ne rien supposer d’extérieur à l’Univers: "Lorsqu’on fait de la « physique dans une boite », le « fond » comprend notamment les conditions initiales, et la méthode expérimentale permet de contrôler les conditions initiales afin de s’assurer que les lois sont indépendantes de ces conditions. En cosmologie, cette distinction entre « lois » et « conditions initiales » aggrave le problème qu’elle résout « dans une boite » : si nos observations du fond diffus cosmologique ne correspondent pas bien à la théorie de l’inflation cosmologique, faut-il corriger la loi ou les conditions initiales? Smolin critique aussi les théories effectives qui décrivent bien ce qui se passe à une certaine échelle de grandeur, mais en négligeant l’influence de ce qui est beaucoup plus grand ou plus petit." Pour Smolin, la théorie issue du défi cosmologique doit tenir compte de tout, sans rien négliger."
J'ai poursuivi "ma lecture" avec l'article 2 (le défi cosmologique chapitre 9), l'article 3 (Nouveaux principes de cosmologie chapitre 10), l'article 4 (les lois évolutives chapitre 11), l'article 5 (la mécanique quantique et le libération de l'atome chapitre 12), l'article 6 (le combat de la relativité et du quantum chapitre 13). Puis j'ai fait une pause pour approfondir l'interprétation non dominante de la mécanique quantique de Bohm dans La physique quantique version variables cachées et le dialogue Bohm et Krishnamurti.
L'article 7 (La renaissance du temps par la relativité chapitre 14) conclut par: "La notion globale de temps que nous venons de voir implique qu'en chaque événement il existe un observateur privilégié dont l'horloge mesure la passage du temps. Mais il n'y a aucun moyen de le choisir par une mesure qu'on pourrait faire dans une petite région, ce qui confirme le principe de relativité à des échelles plus petites que celle l'univers. Ce choix d'un temps global particulier est déterminé par la façon dont est distribuée la matière dans l'univers. La dynamique des formes constitue donc "un pont" entre le principe de relativité et le temps global qu'exigent les théories telles que celle à laquelle aspire Lee Smolin avec des lois évolutives ou celles qui expliquent les phénomènes individuels au moyen de variables cachées. Il y a une grandeur par contre qui n'a pas le droit de changer lorsqu'on agrandit ou qu'on rapetisse les échelles, c'est le volume de l'univers à chaque instant, même s'in évolue au cours du temps. Ceci donne donc un sens à la taille totale de l'univers et à son expansion et nous fournit une horloge physique universelle. LE TEMPS VIENT D'ÊTRE REDECOUVERT".
Dans l'article 8 (l'émergence de l'espace chapitre 15), nous avons abandonné provisoirement le temps pour examiner l'espace. Le Dr Goulu nous le présente ainsi: "Ce long chapitre est le plat de résistance du livre. C’est là que ça passe où ça casse, et j’ai mis plus de deux semaines à le digérer avec peine. Il commence très fort: L’aspect le plus mystérieux du monde est juste sous nos yeux. Rien n’est plus banal que l’espace, et pourtant lorsque nous l’examinons de près, rien n’est plus mystérieux. Je crois que le temps est réel et essentiel à une description fondamentale de la nature. Mais je crois probable que l’espace va s’avérer n’être qu’une illusion. [...] Selon Smolin, l’existence d’un temps réel est indispensable pour réconcilier les deux pans de la physique, mais l’espace ne l’est pas. Parmi les théories ayant exploré l’idée que l’espace émerge d’une structure de graphe plus fondamentale, la première est la “triangulation dynamique causale” [...].
L'article 9 a débuté avec une synthèse (chapitre 3) effectuée par le DrGoulu du chapitre 16 (vie et mort de l'univers) du livre de Lee Smolin: "La vision intemporelle de la physique basée sur le paradigme de Newton a montré son impuissance face aux questions les plus basiques de l’univers : pourquoi est-il intéressant (…) au point que des créatures comme nous puissions y être et nous en émerveiller ? Mais si nous adoptons la réalité du temps, nous rendons possible une physique asymétrique par rapport au temps dans laquelle l’univers peut naturellement faire évoluer de la complexité et de la structure. Et ainsi nous évitons le paradoxe d’un univers improbable".
Après avoir étudié au chapitre 3-2 (de cet article) La physique moderne et la thermodynamique, s'est posée (au chapitres 3-3) la question : "notre univers est-il en équilibre"? La réponse étant négative nous avons examiné au chapitre 3-4 la question de la flèche du temps et le problème qu'elle pose (son illusion?). Puis nous avons effectué au chapitre 3-5) un retour à la question qui a été à l'origine de la réflexion de Lee Smolin: le temps est-il fondamental? Est-il asymétrique? En effet, si nous avons besoin de conditions initiales asymétriques pour expliquer notre univers alors que les lois de la nature sont temporellement symétriques, cela n'affaiblit-il pas l'argument en faveur d'un temps irréel, qui n'existe pas, comme le présente la cosmologie moderne (Carlo Rovelli dit: "il faut oublier le temps")? Au chapitre 5 nous avons réexaminé une réflexion qui est présente dans notre questionnement depuis le début du livre de Lee Smolin (et donc dans mes articles): Pouvons-nous dire de notre univers qu'il est improbable (en raison de l’ajustement fin qui réfère à l’étonnante précision des constantes physiques de la nature et de l’état premier de l’Univers)? En effet, pour expliquer l’état présent de l’univers, même la meilleure théorie scientifique suppose que les constantes physiques de la nature et l’état premier de l’Univers aient des valeurs extrêmement précises. Pour Lee Smolin, la seule façon d'échapper à l'erreur cosmologique et au paradoxe d'un univers improbable est de baser l'explication de la complexité et du fait que l'univers a un richesse intéressante sur une physique qui soit temporellement asymétrique, qui rend de fait l'univers inévitable plutôt qu'improbable et d'adopter la réalité du temps.
Nous pouvons aborder maintenant "ma lecture du chapitre 17: "La renaissance du temps par la chaleur et la lumière".
3) "La renaissance du temps par la chaleur et la lumière" (chapitre 17).
3) "La renaissance du temps par la chaleur et la lumière" (chapitre 17).
3-1) L'univers "leibnizien".
Dans l'article 9, nous venons de considérer l'une des plus grandes énigmes cosmologiques : Pourquoi l'univers est intéressant et paraît devenir de plus intéressant au cours du temps. Les tentatives de s'attaquer à cela, basées sur la vision intemporelle qu'implique le paradigme newtonien se sont avérées infructueuses et conduisent à des paradoxes: l'affirmation que l'univers unique est improbable conduit au paradoxe du cerveau de Boltzmann. Dans le chapitre 17, Lee Smolin va expliquer comment les principes d'une nouvelle théorie cosmologique, tels que ceux énoncés dans le chapitre 10 (voir mon article 3 au chapitre 2: les nouveaux principes de cosmologie). Ils peuvent mener à une compréhension de pourquoi l'univers est intéressant, sans buter sur les paradoxes que nous avons rencontrés dans l'article 9 (chapitre 16 du livre).
Commençons par la question: l'univers peut-il contenir deux instants identiques? Chaque instant est unique nous répond la flèche du temps et jusqu'ici, l'univers est différent à différents instants. La question est de savoir si la progression des instants est accidentelle ou reflète un principe plus profond. Dans les théories qui procèdent du paradigme newtonien, la flèche du temps semble accidentelle alors que dans un univers éternel on doit s'attendre à de nombreuses paires d'instants identiques. Mais il y a un principe plus profond qui dit que deux instants ne peuvent être identiques: c'est le principe de l'identité des indiscernables de Leibniz qui a été décrit dans l"article 3 (ma lecture du chapitre 10 du livre) au chapitre 2-2. Ce principe a été vu comme une conséquence du principe de raison suffisante de Leibniz et comme l'essence de la philosophie du "relationalisme". Ce principe affirme qu'il ne peut y avoir 2 objets dans l'univers qui soient distincts s'ils sont indiscernables. En particulier si des objets se distinguent l'un de l'autre seulement par leurs propriétés observables, il ne peut y avoir deux objets discernables ayant exactement les mêmes propriétés. Le principe de Leibniz découle de l'idée fondamentale que les propriétés des corps obéissent au "relationalisme": "La notion de relationalisme s'oppose à celle de substantialisme et s'est introduite historiquement à propos de la conception de l'espace et du temps. La conception substantialiste de l'espace et du temps considère qu'ils existent comme entités indépendantes au même titre que la matière et constituent un cadre pour l'existence des objets et des phénomènes. L'espace c'est l'étendue et le temps c'est la durée où sont plongés les objets matériels. Une conception qui remonte à Démocrite où les atomes et le vide ont même statut, mais qui a pris corps chez Newton avec son espace et son temps absolus et a envahit toute la physique classique La conception relation listé de l'espace et du temps considère que ce sont les formes d'existence des objets matériels, l'espace exprimant l'existence même des objets et le temps exprimant la succession des états. L'espace traduit les relations entre objets, leur disposition mutuelle, et le temps les relations entre les états et les événements. La conception relationaliste considère que l'espace et le temps sont l'expression de la coordination de ce qui existe dans l'univers. Cette conception a été essentiellement développée par Leibniz. Citons le : « Je ne dis pas du tout que la matière et l'espace sont la même chose, j'affirme seulement que sans matière il n'y a pas d'espace et que l'espace en lui même ne constitue pas une réalité absolue ». Ce n'est pas pour autant que le relationalisme constitue une doctrine idéaliste opposée au matérialisme. Car le relationalisme reconnaît l'objectivité de l'espace et du temps et son universalité, car rien ne peut exister en dehors de l'espace et du temps".
Qu'en est-il de deux particules comme deux électrons dont l'un est dans un des atomes de mon PC et l'autre sur la lune? Ce ne sont pas des particules identiques, car leur position est l'une de leurs propriétés. Du point de vue relationnel, on peut dire qu'ils sont discernables car ils ont des environnements distincts. Mais l'espace absolu n'existe pas et il n'y a aucun moyen de demander ce qui se passe en un point précis à moins d'avoir un moyen de spécifier cet endroit, par exemple en notant ce qui est unique dans la vue depuis cet endroit. Mais si on affirme que deux objets dans l'espace ont exactement les mêmes propriétés et le même environnement, cela veut dire que quelle que soit la distance depuis laquelle on les observe, on découvrira la même organisation dans l'espace pour tout le reste. Et dans ce cas, il serait impossible d'expliquer à un observateur comment distinguer un objet de l'autre. En conséquence, il est impossible que le monde contienne deux objets identiques. Plus de détails, voir le chapitre 10 du livre pages 126 et 127 ([...] si les propriétés d'un corps, les propriétés par lesquelles nous l'identifions et le distinguons des autres corps, sont des relations avec d'autres corps, alors il ne peut pas y avoir deux corps ayant exactement le même ensemble de relations au reste de l'univers. Si deux choses ont exactement les mêmes relations avec tout le reste dans l'univers, c'est qu'elles sont une seule et même chose. C'est là le principe de Leibniz, l'identité des indiscernables, une conséquence du principe de raison suffisante). Ainsi affirme Lee Smolin, dans ces pages, il n'y a aucune symétrie fondamentale dans l'univers dans son ensemble.
Il en est de même des événements dans l'espace-temps. Il ne peut y avoir non plus deux instants identiques, car le principe d'identité des indiscernables nécessite qu'il ne puisse y avoir dans l'espace-temps deux événements avec exactement les mêmes propriétés observables. Ce que j'observe, un ciel étoilé par exemple, est un panorama de l'univers depuis un lieu particulier à un instant particulier. Si; comme nous l'avons supposé pour la nouvelle physique à construire (nouvelle théorie à laquelle aspire lee Smolin) est relationnelle, alors les photons qui nous arrivent du ciel étoilé constituent la réalité intrinsèque de cet événement particulier (moi, en train de lever la tête vers le ciel, à cet endroit et à cet instant particuliers). Le principe de l'identité des indiscernables nous dit que le panorama que ce que chaque observateur peut voir depuis chaque événement dans l'histoire de l'univers est unique. Cela implique que notre univers ne peut avoir de symétries exactes comme nous l'avons vu au chapitre 10 du livre. Les symétries que la science postule et qui sont présentes dans toutes nos théories physiques avec le concept de groupe sont utiles pour l'analyse de petites parties de l'univers s'avèrent approchées ou bien rompues.
Dans un tel univers où chaque instant est unique et ne se répète jamais, il n'y a jamais de réalisation complète des conditions pouvant donner du sens au paradigme newtonien. Cette méthode demande la répétition de nombreuses expériences pour vérifier leur reproductibilité et pour distinguer l'effet d'une loi générale des effets des modifications des conditions initiales. Cela peut être obtenu approximativement, mais jamais exactement car plus allons dans les détails, plus il apparaît qu'aucune expérience ni événement ne peut être la copie exacte d'un autre. Les univers hypothétiques dans lesquels chaque instant et chaque événement sont absolument uniques et qui satisfont le principe d'identité des indiscernables sont appelés par Lee Smolin univers Leibniziens.
Dans l'article 9, nous venons de considérer l'une des plus grandes énigmes cosmologiques : Pourquoi l'univers est intéressant et paraît devenir de plus intéressant au cours du temps. Les tentatives de s'attaquer à cela, basées sur la vision intemporelle qu'implique le paradigme newtonien se sont avérées infructueuses et conduisent à des paradoxes: l'affirmation que l'univers unique est improbable conduit au paradoxe du cerveau de Boltzmann. Dans le chapitre 17, Lee Smolin va expliquer comment les principes d'une nouvelle théorie cosmologique, tels que ceux énoncés dans le chapitre 10 (voir mon article 3 au chapitre 2: les nouveaux principes de cosmologie). Ils peuvent mener à une compréhension de pourquoi l'univers est intéressant, sans buter sur les paradoxes que nous avons rencontrés dans l'article 9 (chapitre 16 du livre).
Commençons par la question: l'univers peut-il contenir deux instants identiques? Chaque instant est unique nous répond la flèche du temps et jusqu'ici, l'univers est différent à différents instants. La question est de savoir si la progression des instants est accidentelle ou reflète un principe plus profond. Dans les théories qui procèdent du paradigme newtonien, la flèche du temps semble accidentelle alors que dans un univers éternel on doit s'attendre à de nombreuses paires d'instants identiques. Mais il y a un principe plus profond qui dit que deux instants ne peuvent être identiques: c'est le principe de l'identité des indiscernables de Leibniz qui a été décrit dans l"article 3 (ma lecture du chapitre 10 du livre) au chapitre 2-2. Ce principe a été vu comme une conséquence du principe de raison suffisante de Leibniz et comme l'essence de la philosophie du "relationalisme". Ce principe affirme qu'il ne peut y avoir 2 objets dans l'univers qui soient distincts s'ils sont indiscernables. En particulier si des objets se distinguent l'un de l'autre seulement par leurs propriétés observables, il ne peut y avoir deux objets discernables ayant exactement les mêmes propriétés. Le principe de Leibniz découle de l'idée fondamentale que les propriétés des corps obéissent au "relationalisme": "La notion de relationalisme s'oppose à celle de substantialisme et s'est introduite historiquement à propos de la conception de l'espace et du temps. La conception substantialiste de l'espace et du temps considère qu'ils existent comme entités indépendantes au même titre que la matière et constituent un cadre pour l'existence des objets et des phénomènes. L'espace c'est l'étendue et le temps c'est la durée où sont plongés les objets matériels. Une conception qui remonte à Démocrite où les atomes et le vide ont même statut, mais qui a pris corps chez Newton avec son espace et son temps absolus et a envahit toute la physique classique La conception relation listé de l'espace et du temps considère que ce sont les formes d'existence des objets matériels, l'espace exprimant l'existence même des objets et le temps exprimant la succession des états. L'espace traduit les relations entre objets, leur disposition mutuelle, et le temps les relations entre les états et les événements. La conception relationaliste considère que l'espace et le temps sont l'expression de la coordination de ce qui existe dans l'univers. Cette conception a été essentiellement développée par Leibniz. Citons le : « Je ne dis pas du tout que la matière et l'espace sont la même chose, j'affirme seulement que sans matière il n'y a pas d'espace et que l'espace en lui même ne constitue pas une réalité absolue ». Ce n'est pas pour autant que le relationalisme constitue une doctrine idéaliste opposée au matérialisme. Car le relationalisme reconnaît l'objectivité de l'espace et du temps et son universalité, car rien ne peut exister en dehors de l'espace et du temps".
Qu'en est-il de deux particules comme deux électrons dont l'un est dans un des atomes de mon PC et l'autre sur la lune? Ce ne sont pas des particules identiques, car leur position est l'une de leurs propriétés. Du point de vue relationnel, on peut dire qu'ils sont discernables car ils ont des environnements distincts. Mais l'espace absolu n'existe pas et il n'y a aucun moyen de demander ce qui se passe en un point précis à moins d'avoir un moyen de spécifier cet endroit, par exemple en notant ce qui est unique dans la vue depuis cet endroit. Mais si on affirme que deux objets dans l'espace ont exactement les mêmes propriétés et le même environnement, cela veut dire que quelle que soit la distance depuis laquelle on les observe, on découvrira la même organisation dans l'espace pour tout le reste. Et dans ce cas, il serait impossible d'expliquer à un observateur comment distinguer un objet de l'autre. En conséquence, il est impossible que le monde contienne deux objets identiques. Plus de détails, voir le chapitre 10 du livre pages 126 et 127 ([...] si les propriétés d'un corps, les propriétés par lesquelles nous l'identifions et le distinguons des autres corps, sont des relations avec d'autres corps, alors il ne peut pas y avoir deux corps ayant exactement le même ensemble de relations au reste de l'univers. Si deux choses ont exactement les mêmes relations avec tout le reste dans l'univers, c'est qu'elles sont une seule et même chose. C'est là le principe de Leibniz, l'identité des indiscernables, une conséquence du principe de raison suffisante). Ainsi affirme Lee Smolin, dans ces pages, il n'y a aucune symétrie fondamentale dans l'univers dans son ensemble.
Il en est de même des événements dans l'espace-temps. Il ne peut y avoir non plus deux instants identiques, car le principe d'identité des indiscernables nécessite qu'il ne puisse y avoir dans l'espace-temps deux événements avec exactement les mêmes propriétés observables. Ce que j'observe, un ciel étoilé par exemple, est un panorama de l'univers depuis un lieu particulier à un instant particulier. Si; comme nous l'avons supposé pour la nouvelle physique à construire (nouvelle théorie à laquelle aspire lee Smolin) est relationnelle, alors les photons qui nous arrivent du ciel étoilé constituent la réalité intrinsèque de cet événement particulier (moi, en train de lever la tête vers le ciel, à cet endroit et à cet instant particuliers). Le principe de l'identité des indiscernables nous dit que le panorama que ce que chaque observateur peut voir depuis chaque événement dans l'histoire de l'univers est unique. Cela implique que notre univers ne peut avoir de symétries exactes comme nous l'avons vu au chapitre 10 du livre. Les symétries que la science postule et qui sont présentes dans toutes nos théories physiques avec le concept de groupe sont utiles pour l'analyse de petites parties de l'univers s'avèrent approchées ou bien rompues.
Dans un tel univers où chaque instant est unique et ne se répète jamais, il n'y a jamais de réalisation complète des conditions pouvant donner du sens au paradigme newtonien. Cette méthode demande la répétition de nombreuses expériences pour vérifier leur reproductibilité et pour distinguer l'effet d'une loi générale des effets des modifications des conditions initiales. Cela peut être obtenu approximativement, mais jamais exactement car plus allons dans les détails, plus il apparaît qu'aucune expérience ni événement ne peut être la copie exacte d'un autre. Les univers hypothétiques dans lesquels chaque instant et chaque événement sont absolument uniques et qui satisfont le principe d'identité des indiscernables sont appelés par Lee Smolin univers Leibniziens.
3-2 Univers Boltzmannien. Ceci est en contraste avec l'univers conçu par Ludwig Boltzmann, vision de la cosmologie dans laquelle l'essentiel de l'histoire de l'univers est dominé par des périodes d'équilibre thermique où l'entropie évolue vers un maximum et où il n'y a ni structure ni organisation. Ces longues périodes aux allures de mort thermique sont ponctuées d'épisodes relativement courts durant lesquels on peut voir émerger de la structure et de l'organisation dues à une fluctuation statistique, qui se dissipent suite à la tendance à la croissance de l'entropie.
3-3 Vivons-nous dans un univers de type boltzannien, ou bien leibnizien?
3-3 Vivons-nous dans un univers de type boltzannien, ou bien leibnizien?
C'est la question dont le futur dépend. Dans un univers leibnizien, le temps est réel; aucun instant n'est pareil à un autre. Dans un univers boltzmannien, il y a une multitude d'instants qui se répètent, exactement ou à n'importe quel degré de précision. Cela signifie que tous les instants de cet univers sont comme tous les autres parce qu'à l'équilibre, ils sont grosso modo les mêmes dit Lee Smolin. Les quantités globales qui les mesurent, comme la température ou la densité sont uniformes et même si elles fluctuent autour de ces moyennes, elles ne le font jamais assez pour influencer les niveaux macroscopiques de structure et d'organisation. Si on attend assez longtemps, l'univers s'approchera de la répétition de n'importe quelle configuration, autant que l'on voudra. Ces quasi-récurrences sont séparées par un temps appelé temps de récurrence de Poincaré, qu'on a vu dans l'article 9 au chapitre 3-2 (Les gaz et seconde loi de la thermodynamique) : [le théorème de Poincaré dit que, pour presque toutes les « conditions initiales », un système dynamique conservatif dont l'espace des phases est de « volume » fini va repasser au cours du temps aussi près que l'on veut de sa condition initiale, et ce de façon répétée.].Mais si le temps de cet univers de Boltzmann est éternel, chaque instant se répète un nombre infini de fois.
Dans un univers leibnizien, c'est tout l'inverse: par définition, aucun instant ne se répète jamais.
Un univers ne peut être à la fois boltzannien et leibnizien, alors, de quelle sorte est le notre? Si le temps est réel, il devrait être impossible que deux instants soient distincts et identiques, donc le temps ne peut être pleinement réel que dans un univers leibnizien. Ce dernier sera complexe, générant une large palette de motifs et de structures et en changement perpétuel pour s'assurer que chaque instant peut être distingué de tout autre par les structures et les motifs qu'il contient. C'est bien le cas de qui apparaît de notre univers, qui doit donc être de type leibnizien.
3-4) Complexité, auto-organisation, diversité...
Le fait que notre univers semble satisfaire le principe de l'identité des indiscernables n'enlève pas la totalité du mystère. En effet, ce ne sont pas les principes qui agissent sur la matière, mais les lois. Ce que nous avons besoin de savoir, c'est comment un principe est satisfait en agissant par le biais des lois. La relation "tortueuse" entre la gravitation et la thermodynamique donne un élément de réflexion sinon une réponse. Une composante de notre univers leibnizien actuel est presque à l'équilibre thermique avec le rayonnement micro-ondes cosmologique (CMB). C'est une relique de l'univers primordial qui a surgi environ 380 000 ans après le big bang. L'équilibre règne dans de très vastes régions de l'espace intergalactique et interstellaire, mais une grande partie de l'univers est loin de l'équilibre. C'est le cas des étoiles avec leurs environnements. Elles sont en équilibre dynamique entre l'énergie générée par les réactions nucléaires dans leurs noyaux, qui tendent à les faire exploser, et la gravitation, qui voudrait les faire s'effondrer. Une étoile attendra l'équilibre seulement quand elle sera à court de combustible nucléaire en se stabilisant sous forme d'une naine blanche, d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir selon sa masse (le trou noir peut devenir le moteur d'un système qui engloutit de la matière puis la recrache en l'accélérant). Tous ces systèmes ne sont toutefois pas à l'équilibre, ce sont des états stationnaires dynamiques d'équilibre. Une étoile est donc, dans l'espace-temps, un système amené loin de l'équilibre par un flux continu d'énergie qui le traverse. Celle-ci provient à la fois de l'énergie nucléaire et de l'énergie potentielle gravitationnelle lentement convertie en lumière stellaire. Cette lumière illumine alors la surface d'éventuelles planètes, les amenant aussi dans leurs propres états loin de l'équilibre. Ceci est un autre principe général, le principe d'auto-organisation pilotée: "Les flux d'énergie à travers des systèmes ouverts (systèmes ayant des limites et pouvant échanger de l'énergie avec leur milieu) tendent à les conduire vers des états de plus grande organisation." Après le principe de raison suffisante et le principe d'identité des indiscernables, le principe d'auto-organisation pilotée est le troisième principe qui, ainsi que le dit Lee Smolin est "l'ange gardien sur le terrain, fait le boulot dans les myriades d'étoiles et de galaxies pour garantir un univers diversifié et complexe". Le flux d'énergie à travers un système peut conduire à des motifs et des structures complexes, preuves que ces systèmes sont loin de l'équilibre thermodynamique, comme l'avait mis en évidence Ilya Prigogine avec l'auto-organisation des structures dissipatives, qu'on peut mettre en évidence simplement en observant les cellules de Bénard formées par un liquide qui bout dans une casserole. Un autre exemple est la structure ridée crée par les vents dans les dunes de sable (et rides). La vie est à l'autre bout du spectre. Entre ces deux extrêmes se trouvent de nombreuses choses, écosystèmes qui résultent toutes d'un flux stationnaire d'énergie à travers le système. Cela implique que tous les systèmes complexes auto-organisés ne sont jamais des systèmes isolés. Ces flux produisent des systèmes leibniziens. Les êtres vivants, en particulier, tendent à exister en nombreuses copies, mais chacune d'entre elles est distinguable des autres et plus on grimpe dans l'échelle de la complexité, plus les individus sont différentiables les uns des autres.
Or, nous avons vu dans l'article 9 en particulier que la deuxième loi de la thermodynamique ne peut être appliquée que pour un système isolé (ou fermé comme le précise le site), circonscrit dans une boite, qui empêche matière et énergie d'être échangées avec l'extérieur. Mais aucun être vivant n'est un système isolé. Aristote, nous dit Lee Smolin, avait raison lorsqu'il disait avoir compris que notre monde terrestre est maintenu loin de l'équilibre par le flux d'énergie qui le traverse. C'est pour ne pas avoir su apprécier cette idée que de nombreux scientifiques ont été conduits à voir un conflit entre la deuxième loi de la thermodynamique et le fait que la sélection naturelle ait produit des structures de plus en plus improbables. En fait, il n'y a aucune contradiction. La biosphère n'est pas un système isolé et la deuxième loi qui dit que l'entropie est croissante ne s'y applique pas. La sélection naturelle doit être vue comme un mécanisme d'auto-organisation qui peut être spontanément générée suite à la tendance qu'ont les systèmes à s'auto-organiser en étant pilotés de manière externe (au système). Les systèmes hautement complexes ne peuvent pas être à l'équilibre parce que l'ordre n'y est pas aléatoire; une grande entropie et une grande complexité ne peuvent pas coexister. Cependant, un système de faible entropie n'est pas forcément un système complexe, comme le serait une rangée d'atomes disposée en ligne. .
Pour caractériser la complexité, Lee Smolin et Julian Barbour ont inventé la notion de diversité d'un système: "Un système possède une grande diversité si on peut distinguer les deux composantes de toutes les paires des ses sous-systèmes au moyen d'une quantité d'information minimale sur la manière dont elles sont connectées ou reliées au tout" voir Extremal variety as the foundation of a cosmological quantum theory: https://arxiv.org/abs/hep-th/9203041 (https://arxiv.org/pdf/hep-th/9203041.pdf) et aussi: the dynamics of difference; https://arxiv.org/pdf/1712.04799.pdf. Par exemple, dans une cité, la diversité fait que je peux dire, d'un simple coup d'oeil à quel angle de rue je me situe. Lee Smolin évoque en pages 240 et 241 comment de tels systèmes sont auto-organisés par des mécanismes de rétro-action (positive en accélérant un phénomène, ou négative en atténuant le signal) et ont donné les structures qui caractérisent notre univers actuel sur une aussi large gamme d'échelles, depuis depuis l'organisation des molécules en cellules vivantes jusqu'à l'organisation des galaxies en amas et en feuillets séparés par d'immenses vides et dont les motifs pourraient être formés par la matière noire et maintenus par ses interactions.
3-5) Complexité et entropie.Lorsque nous regardons en arrière, nous voyons un univers qui évolue d'un état moins structuré vers un état plus structuré. Il y a de bonnes raisons de penser que dans l'univers primordial la matière et le rayonnement étaient presque à l'équilibre comme le suggère le CMB qui à l'époque du découplage (ou recombinaison) avait environ 380 000 ans. Le découplage désigne la formation des atomes neutres par association des électrons et des noyaux atomiques, précédemment indépendants les uns des autres quand le libre parcours moyen des photons était très faible; ils étaient alors diffusés par la « brume d'électrons » Ce rayonnement fossile, émis environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque l'Univers observable était à la fois beaucoup plus petit, dense et chaud (le CMB était à une température d'environ 3 000 degrés Kelvin). Dilué et refroidi par l'expansion de l'Univers, il possède désormais une température moyenne très basse, de l'ordre de 3 kelvins (K). Avant le découplage, la matière était en équilibre avec le rayonnement, équilibre, autant que la science moderne la sache, équilibre uniquement perturbé par des fluctuations aléatoires de densité. De la première seconde, le site astropolis.fr nous apprend: "Dans cet univers minuscule, où règne une température quasi infinie, toute l’énergie de l’univers est concentrée (comprenez toute l’énergie des futures milliers de milliards de galaxies, comprenant chacune des centaines de milliards d’étoiles, de quoi donner le vertige !!) … mais pourtant la matière à proprement parler n’existe pas encore. Ce qui pose un problème : Nous associons à cet univers une idée de temps et d’espace, aussi infimes soient-elles … Or c’est l’énergie et la matière qui impriment sa forme à l’espace et détermine comment le temps s’écoule. Sans matière, il semble que les notions de temps et d’espace soient difficiles à caractériser, sur des distances et des durées de l’ordre du mur de Planck. Il n’empêche que, si la matière n’existe pas encore comme nous la connaissons, il règne dans l’univers un vide dit quantique, soumis à de nombreuses fluctuations. Des fluctuations qu’on pourrait se représenter comme une sorte de bouillonnement, où des pseudo particules (virtuelles ou fantômes) de matière et d’antimatière apparaîtraient et disparaîtraient, telles des bulles de savon, en s’entrechoquant. Le principe d’incertitude d’Heisenberg nous dit que plus la durée de vie d’une particule élémentaire est brève et plus son énergie sera incertaine. C’est grâce à cette incertitude que la nature prête de l’énergie pour engendrer des particules élémentaires, étant donné que masse et énergie sont équivalentes (E = mc²). La nature, récupère alors son énergie afin d’équilibrer ses comptes et les particules fantômes disparaissent. Nous verrons plus tard que la matière prendra le pas sur l’antimatière … Le monde que nous connaissons serait donc le résultat de ces fluctuations quantiques du vide." Puis après le découplage du rayonnement (celui-ci n'interagissant plus avec ou n'étant plus couplé à la matière), dans l'espace-temps qui est devenu le notre, les structures initiales ont germé à partir de petites fluctuations de densité aléatoires, et ces structures ont grossi alors que l'univers croissait. Les galaxies se sont formées, puis les étoiles, puis ... la vie! Ce n'est pas là ce que que suggère une application naïve de la deuxième loi de la thermodynamique: à mesure que le temps passe, les systèmes doivent devenir de plus en plus désordonnés, moins complexes et moins structurés. C'est le contraire que nous voyons se passer dans notre univers où la complexité augmente avec le temps et les structures les plus complexes sont les plus récentes. Ainsi, l'univers ne se contente pas d'être boltzmannien, il le devient de moins en moins avec le temps qui passe. Mais cela n'abroge pas la seconde loi, car elle s'applique aux systèmes isolés et ceux-là viennent à l'équilibre avec le temps. De plus, la formation de complexité est compatible avec un accroissement d'entropie lorsque cet accroissement et la croissance de complexité se produisent en des lieux différents. Prenons l'exemple de la biosphère terrestre qui s'est organisée pendant environ 4 milliards d'années, depuis l'origine de la vie. Son organisation croissante est pilotée par le flux d'énergie du soleil arrivant sur terre sous forme de photons visibles pour l'essentiel, énergie captée par la photosynthèse dans les plantes. Celle-ci capture l'énergie des photons via des liaisons chimiques. En catalysant des réactions chimiques, celles-ci ont pu créer des molécules qui ont enclenché les processus qui ont abouti à la vie telle qu'on la connait. L'énergie des photons dont il vient d'être question circule alors dans la biosphère et s'échappe sous forme de chaleur et finalement est rayonnée vers le ciel et au-delà (vers le soleil peut-être?) sous forme de photons infrarouge, d'énergie moindre. Ces quantum d'énergie, en catalysant des molécules complexes, ont fait baisser l'entropie de notre biosphère. Mais une fois rayonnés en lumière infrarouge vers l'espace, ces photons accroissent l'entropie du système solaire dans son ensemble. "Tant que l'augmentation d'entropie causée par le chauffage d'un grain quelque part dans l'espace est plus grande que la diminution d'entropie causée par la création moléculaire, le résultat à long terme est en accord avec la seconde loi" dit lee Smolin. Donc, si on peut considérer que le système solaire est un système isolé, le fait que certaines de ses parties connaissent l'auto-organisation n'est pas incompatible avec une augmentation (globale) de son entropie. Le système complet tend à parvenir à l'équilibre, mais tant que notre étoile-soleil émettra des photons chauds vers l'espace glacé, l'équilibre est remis à plus tard. Le fait que les étoiles existent est relié à la raison pour laquelle notre univers est loin de l'équilibre depuis environ 14 milliards d'années.
3-6) Epilogue: l'approche de Lee Smolin, pourquoi notre univers est-il intéressant?
La question devient maintenant: pourquoi existe-il des étoiles? Si comme le dit la deuxième loi, l'univers doit tendre vers l'entropie et le désordre, comment se fait-il que les étoiles qui entraînent l'univers loin de l'équilibre, soient partout? Mais si l'univers est leibnizien, alors quelque chose comme les étoiles doit exister. Qu'est ce qui dans les caractéristiques des lois la nature garantit leur apparition? Une première caractéristique est un ajustement incroyablement précis des paramètres qui gouvernent la physique. Ces réglages, qui incluent les masses des particules élémentaires (d'abord le proton et le neutron) et les 4 forces fondamentales (les interactions nucléaire forte, électromagnétique, nucléaire faible, gravitationnelle), rendent la fusion nucléaire possible. La différence de masse entre proton et neutron est cruciale: "Le moindre écart à cette différence aurait profondément changé le contenu de l’Univers. Si la différence de masse avait été inférieure à 0,05 %, les atomes d’hydrogène se seraient transformé en un neutron et un neutrino suivant un processus de capture électronique. Entre 0,05 et 0,14 %, beaucoup plus de noyaux d’hélium auraient été produit pendant les premières minutes de l’Univers. Et au-delà de 0,14 %, les neutrons se seraient désintégrés très vite en protons : la synthèse d'éléments plus lourds que l'hydrogène aurait été alors presque impossible. La différence de masse du proton et du neutron revêt ainsi une importance cruciale". La fusion nucléaire a été ainsi rendue possible, car les atomes d'hydrogène, au lieu de se mouvoir de façon chaotique, écrasés les uns contre les autres au coeur de l'étoile, ont pu réagir de manière nouvelle: ils fusionnent pour devenir de l'hélium et une poignée d'éléments légers. Ceci est l'origine de l'atome génétique et de l'aventure qui a mené à la vie, ce que les lois de la thermodynamique ne peuvent pas prédire. La seconde caractéristique est en rapport avec la comportement des systèmes tenus ensemble par les forces de gravitation que Lee Smolin qualifie de systèmes "anti-thermodynamiques". La plupart des systèmes que l'on observe obéissent à la deuxième loi de la thermodynamique: la chaleur s'écoule des corps les plus chauds vers les plus froids vers un état d'équilibre dans lequel les deux corps ont lors la même température. Ce comportement rend le système à l'équilibre stable vis à vis de petites perturbations. Mais tous les systèmes ne fonctionnent pas ainsi. On peut imaginer un gaz qui se refroidit lorsqu'on ajoute de l'énergie. C'est contre intuitif, mais de tels gaz existent, qui sont nécessairement instables. Supposons qu'on commence avec tout ce type de gaz dans une pièce à une même température. Une petite fluctuation déplace une quantité d'énergie d'un côté (le gauche par exemple) vers le côté droit. Alors le côté gauche alors que le côté droit se refroidit. Ceci pousse plus d'énergie à s'écouler du côté gauche (chaud), vers la droite (côté froid). Le côté gauche deviendra de plus en plus chaud et le côte droit, vers lequel va l'énergie, deviendra de plus en plus froid. Il y a alors un emballement, causant une instabilité. Répétons alors le scénario dans le côté chaud en supposant qu'une nouvelle fluctuation apparaisse, refroidissant un peu la région centrale de ce côté chaud. Le même phénomène produit une contre-réaction positive qui va refroidir plus le centre et réchauffer la région qui l'entoure. La petite fluctuation grossit pour devenir une structure et... on obtient un motif complexes de régions chaudes et de régions froides. Un tel système élabore naturellement des motifs complexes, mais il est difficile de prévoir vers quoi il va s'acheminer, parce qu'il y a un nombre énorme de configurations de motifs vers lesquels il pourrait évoluer. Les systèmes qui se tiennent par la gravitation sont eux-aussi à l'instar des ces derniers systèmes, anti-thermodynamiques, et se comportent de cette manière bizarre: les étoiles, les galaxies, les trous noirs se refroidissent lorsqu'on y injecte de l'énergie. Cela veut dire qu'ils sont instables. Les instabilités les conduisent loin de l'équilibre et stimulent la formation des structures dans l'espace et le temps. Pourquoi en est-il ainsi? Ce qui distingue la gravitation des autres forces, c'est qu'elle est de longue portée et universellement attractive. Considérons une planète du système solaire. Si on y "met" de l'énergie, elle ira plus loin de l'étoile, mais là, elle se déplacera plus lentement sur cette orbite plus éloignée. Ainsi, injecter de l'énergie dans le système décroît la vitesse de la planète, ce qui abaisse la température du système, car la température est reliée à la vitesses moyenne des éléments composant le système, c'est une mesure de l'agitation des particules, plus précisément de leur énergie cinétique. A l'inverse, si on prélève de l'énergie au système solaire, la planète doit réagir en tombant plus près de l'étoile (le soleil) où elle se déplacera plus vite. Ainsi, prélever de l'énergie au système revient à le chauffer. Ce comportement anti-thermodynamique se manifeste aussi dans les amas d'étoiles. Si un amas devait agir thermodynamiquement, il atteindrait l'équilibre. Dans ce cas, toutes les étoiles auraient la même vitesse moyenne et resteraient groupées pour toujours. Au lieu de cela, on observe que que l'amas se dissipe lentement. Pourquoi? Régulièrement, une étoile passe au voisinage d'une étoile double, deux étoiles qui orbitent l'une autour de l'autre. Un passage rapproché peut conduire à les deux étoiles à resserrer leur orbite (se rapprocher l'une de l'autre). Cette réduction orbitale relâche de l'énergie qui est transférée à la troisième étoile. Celle-ci peut avoir maintenant assez d'énergie pour s'échapper de l'amas et commencer son voyage dans l'espace. Au bout d'une longue période, il ne reste de l'amas que quelques étoiles doubles très rapprochées et des nuages d'étoiles rapides filant loin de l'amas. Et Lee Smolin conclut ce chapitre par:
"Cela ne contredit pas la deuxième loi de la thermodynamique, mais seulement son interprétation naïve. La loi disant que l'entropie devrait normalement augmenter traduit juste le fait que plus il y a de façons de que quelque chose se produise, plus cette chose sera probable. Les systèmes thermodynamiques normaux finissent dans l'état unique et ennuyeux de l'équilibre uniforme; les systèmes gravitationnels finissent dans un état parmi de nombreux états possibles hautement hétérogènes.
Ainsi, le fait que notre univers soit intéressant a une explication triple.
-Le principe d'auto-organisation pilotée agit sur une myriade de sous-systèmes et d'échelles, du moléculaire au galactique évoluant vers des états de complexité toujours croissante.
-Les moteurs qui pilotent ce processus sont les étoiles, qui existent en raison d'une combinaison d'un réglage fin des lois fondamentales et de la nature anti-thermodynamique de la gravitation (comme on l'a vu dans cet article).
-Mais ces forces peuvent produire un univers rempli d'étoiles et galaxies seulement si les conditions initiales de l'univers sont fortement asymétriques par rapport au temps.
Tout ceci peut être mis en contexte et dans une certaine mesure compris à l'intérieur du paradigme newtonien. Même si nous continuons à penser dans ce paradigme, l'organisation du monde semble reposer sur semble reposer sur de colossales improbabilités (la particularité extrême du choix des conditions initiales). La triste conclusion est que la seule sorte d'univers qui paraisse naturel de la perspective intemporel du paradigme newtonien est un univers mort en équilibre qui n'est évidemment pas celui dans lequel nous vivons. Mais depuis la perspective de la réalité du temps, il est parfaitement naturel que l'univers et ses lois fondamentales soient asymétriques dans le temps, avec une flèche du temps importante qui englobe l'accroissement de l'entropie pour les systèmes isolés ainsi que la croissance continuelle de structure et de complexité".
L'article suivant (article 11) donnera "ma lecture" du chapitre 18 du livre de Lee Smolin (infinité de l'espace ou infinité du temps?) et le chapitre 19 (le futur du temps)..
Dans un univers leibnizien, c'est tout l'inverse: par définition, aucun instant ne se répète jamais.
Un univers ne peut être à la fois boltzannien et leibnizien, alors, de quelle sorte est le notre? Si le temps est réel, il devrait être impossible que deux instants soient distincts et identiques, donc le temps ne peut être pleinement réel que dans un univers leibnizien. Ce dernier sera complexe, générant une large palette de motifs et de structures et en changement perpétuel pour s'assurer que chaque instant peut être distingué de tout autre par les structures et les motifs qu'il contient. C'est bien le cas de qui apparaît de notre univers, qui doit donc être de type leibnizien.
3-4) Complexité, auto-organisation, diversité...
Le fait que notre univers semble satisfaire le principe de l'identité des indiscernables n'enlève pas la totalité du mystère. En effet, ce ne sont pas les principes qui agissent sur la matière, mais les lois. Ce que nous avons besoin de savoir, c'est comment un principe est satisfait en agissant par le biais des lois. La relation "tortueuse" entre la gravitation et la thermodynamique donne un élément de réflexion sinon une réponse. Une composante de notre univers leibnizien actuel est presque à l'équilibre thermique avec le rayonnement micro-ondes cosmologique (CMB). C'est une relique de l'univers primordial qui a surgi environ 380 000 ans après le big bang. L'équilibre règne dans de très vastes régions de l'espace intergalactique et interstellaire, mais une grande partie de l'univers est loin de l'équilibre. C'est le cas des étoiles avec leurs environnements. Elles sont en équilibre dynamique entre l'énergie générée par les réactions nucléaires dans leurs noyaux, qui tendent à les faire exploser, et la gravitation, qui voudrait les faire s'effondrer. Une étoile attendra l'équilibre seulement quand elle sera à court de combustible nucléaire en se stabilisant sous forme d'une naine blanche, d'une étoile à neutrons ou d'un trou noir selon sa masse (le trou noir peut devenir le moteur d'un système qui engloutit de la matière puis la recrache en l'accélérant). Tous ces systèmes ne sont toutefois pas à l'équilibre, ce sont des états stationnaires dynamiques d'équilibre. Une étoile est donc, dans l'espace-temps, un système amené loin de l'équilibre par un flux continu d'énergie qui le traverse. Celle-ci provient à la fois de l'énergie nucléaire et de l'énergie potentielle gravitationnelle lentement convertie en lumière stellaire. Cette lumière illumine alors la surface d'éventuelles planètes, les amenant aussi dans leurs propres états loin de l'équilibre. Ceci est un autre principe général, le principe d'auto-organisation pilotée: "Les flux d'énergie à travers des systèmes ouverts (systèmes ayant des limites et pouvant échanger de l'énergie avec leur milieu) tendent à les conduire vers des états de plus grande organisation." Après le principe de raison suffisante et le principe d'identité des indiscernables, le principe d'auto-organisation pilotée est le troisième principe qui, ainsi que le dit Lee Smolin est "l'ange gardien sur le terrain, fait le boulot dans les myriades d'étoiles et de galaxies pour garantir un univers diversifié et complexe". Le flux d'énergie à travers un système peut conduire à des motifs et des structures complexes, preuves que ces systèmes sont loin de l'équilibre thermodynamique, comme l'avait mis en évidence Ilya Prigogine avec l'auto-organisation des structures dissipatives, qu'on peut mettre en évidence simplement en observant les cellules de Bénard formées par un liquide qui bout dans une casserole. Un autre exemple est la structure ridée crée par les vents dans les dunes de sable (et rides). La vie est à l'autre bout du spectre. Entre ces deux extrêmes se trouvent de nombreuses choses, écosystèmes qui résultent toutes d'un flux stationnaire d'énergie à travers le système. Cela implique que tous les systèmes complexes auto-organisés ne sont jamais des systèmes isolés. Ces flux produisent des systèmes leibniziens. Les êtres vivants, en particulier, tendent à exister en nombreuses copies, mais chacune d'entre elles est distinguable des autres et plus on grimpe dans l'échelle de la complexité, plus les individus sont différentiables les uns des autres.
Or, nous avons vu dans l'article 9 en particulier que la deuxième loi de la thermodynamique ne peut être appliquée que pour un système isolé (ou fermé comme le précise le site), circonscrit dans une boite, qui empêche matière et énergie d'être échangées avec l'extérieur. Mais aucun être vivant n'est un système isolé. Aristote, nous dit Lee Smolin, avait raison lorsqu'il disait avoir compris que notre monde terrestre est maintenu loin de l'équilibre par le flux d'énergie qui le traverse. C'est pour ne pas avoir su apprécier cette idée que de nombreux scientifiques ont été conduits à voir un conflit entre la deuxième loi de la thermodynamique et le fait que la sélection naturelle ait produit des structures de plus en plus improbables. En fait, il n'y a aucune contradiction. La biosphère n'est pas un système isolé et la deuxième loi qui dit que l'entropie est croissante ne s'y applique pas. La sélection naturelle doit être vue comme un mécanisme d'auto-organisation qui peut être spontanément générée suite à la tendance qu'ont les systèmes à s'auto-organiser en étant pilotés de manière externe (au système). Les systèmes hautement complexes ne peuvent pas être à l'équilibre parce que l'ordre n'y est pas aléatoire; une grande entropie et une grande complexité ne peuvent pas coexister. Cependant, un système de faible entropie n'est pas forcément un système complexe, comme le serait une rangée d'atomes disposée en ligne. .
Pour caractériser la complexité, Lee Smolin et Julian Barbour ont inventé la notion de diversité d'un système: "Un système possède une grande diversité si on peut distinguer les deux composantes de toutes les paires des ses sous-systèmes au moyen d'une quantité d'information minimale sur la manière dont elles sont connectées ou reliées au tout" voir Extremal variety as the foundation of a cosmological quantum theory: https://arxiv.org/abs/hep-th/9203041 (https://arxiv.org/pdf/hep-th/9203041.pdf) et aussi: the dynamics of difference; https://arxiv.org/pdf/1712.04799.pdf. Par exemple, dans une cité, la diversité fait que je peux dire, d'un simple coup d'oeil à quel angle de rue je me situe. Lee Smolin évoque en pages 240 et 241 comment de tels systèmes sont auto-organisés par des mécanismes de rétro-action (positive en accélérant un phénomène, ou négative en atténuant le signal) et ont donné les structures qui caractérisent notre univers actuel sur une aussi large gamme d'échelles, depuis depuis l'organisation des molécules en cellules vivantes jusqu'à l'organisation des galaxies en amas et en feuillets séparés par d'immenses vides et dont les motifs pourraient être formés par la matière noire et maintenus par ses interactions.
3-5) Complexité et entropie.Lorsque nous regardons en arrière, nous voyons un univers qui évolue d'un état moins structuré vers un état plus structuré. Il y a de bonnes raisons de penser que dans l'univers primordial la matière et le rayonnement étaient presque à l'équilibre comme le suggère le CMB qui à l'époque du découplage (ou recombinaison) avait environ 380 000 ans. Le découplage désigne la formation des atomes neutres par association des électrons et des noyaux atomiques, précédemment indépendants les uns des autres quand le libre parcours moyen des photons était très faible; ils étaient alors diffusés par la « brume d'électrons » Ce rayonnement fossile, émis environ 380 000 ans après le Big Bang, lorsque l'Univers observable était à la fois beaucoup plus petit, dense et chaud (le CMB était à une température d'environ 3 000 degrés Kelvin). Dilué et refroidi par l'expansion de l'Univers, il possède désormais une température moyenne très basse, de l'ordre de 3 kelvins (K). Avant le découplage, la matière était en équilibre avec le rayonnement, équilibre, autant que la science moderne la sache, équilibre uniquement perturbé par des fluctuations aléatoires de densité. De la première seconde, le site astropolis.fr nous apprend: "Dans cet univers minuscule, où règne une température quasi infinie, toute l’énergie de l’univers est concentrée (comprenez toute l’énergie des futures milliers de milliards de galaxies, comprenant chacune des centaines de milliards d’étoiles, de quoi donner le vertige !!) … mais pourtant la matière à proprement parler n’existe pas encore. Ce qui pose un problème : Nous associons à cet univers une idée de temps et d’espace, aussi infimes soient-elles … Or c’est l’énergie et la matière qui impriment sa forme à l’espace et détermine comment le temps s’écoule. Sans matière, il semble que les notions de temps et d’espace soient difficiles à caractériser, sur des distances et des durées de l’ordre du mur de Planck. Il n’empêche que, si la matière n’existe pas encore comme nous la connaissons, il règne dans l’univers un vide dit quantique, soumis à de nombreuses fluctuations. Des fluctuations qu’on pourrait se représenter comme une sorte de bouillonnement, où des pseudo particules (virtuelles ou fantômes) de matière et d’antimatière apparaîtraient et disparaîtraient, telles des bulles de savon, en s’entrechoquant. Le principe d’incertitude d’Heisenberg nous dit que plus la durée de vie d’une particule élémentaire est brève et plus son énergie sera incertaine. C’est grâce à cette incertitude que la nature prête de l’énergie pour engendrer des particules élémentaires, étant donné que masse et énergie sont équivalentes (E = mc²). La nature, récupère alors son énergie afin d’équilibrer ses comptes et les particules fantômes disparaissent. Nous verrons plus tard que la matière prendra le pas sur l’antimatière … Le monde que nous connaissons serait donc le résultat de ces fluctuations quantiques du vide." Puis après le découplage du rayonnement (celui-ci n'interagissant plus avec ou n'étant plus couplé à la matière), dans l'espace-temps qui est devenu le notre, les structures initiales ont germé à partir de petites fluctuations de densité aléatoires, et ces structures ont grossi alors que l'univers croissait. Les galaxies se sont formées, puis les étoiles, puis ... la vie! Ce n'est pas là ce que que suggère une application naïve de la deuxième loi de la thermodynamique: à mesure que le temps passe, les systèmes doivent devenir de plus en plus désordonnés, moins complexes et moins structurés. C'est le contraire que nous voyons se passer dans notre univers où la complexité augmente avec le temps et les structures les plus complexes sont les plus récentes. Ainsi, l'univers ne se contente pas d'être boltzmannien, il le devient de moins en moins avec le temps qui passe. Mais cela n'abroge pas la seconde loi, car elle s'applique aux systèmes isolés et ceux-là viennent à l'équilibre avec le temps. De plus, la formation de complexité est compatible avec un accroissement d'entropie lorsque cet accroissement et la croissance de complexité se produisent en des lieux différents. Prenons l'exemple de la biosphère terrestre qui s'est organisée pendant environ 4 milliards d'années, depuis l'origine de la vie. Son organisation croissante est pilotée par le flux d'énergie du soleil arrivant sur terre sous forme de photons visibles pour l'essentiel, énergie captée par la photosynthèse dans les plantes. Celle-ci capture l'énergie des photons via des liaisons chimiques. En catalysant des réactions chimiques, celles-ci ont pu créer des molécules qui ont enclenché les processus qui ont abouti à la vie telle qu'on la connait. L'énergie des photons dont il vient d'être question circule alors dans la biosphère et s'échappe sous forme de chaleur et finalement est rayonnée vers le ciel et au-delà (vers le soleil peut-être?) sous forme de photons infrarouge, d'énergie moindre. Ces quantum d'énergie, en catalysant des molécules complexes, ont fait baisser l'entropie de notre biosphère. Mais une fois rayonnés en lumière infrarouge vers l'espace, ces photons accroissent l'entropie du système solaire dans son ensemble. "Tant que l'augmentation d'entropie causée par le chauffage d'un grain quelque part dans l'espace est plus grande que la diminution d'entropie causée par la création moléculaire, le résultat à long terme est en accord avec la seconde loi" dit lee Smolin. Donc, si on peut considérer que le système solaire est un système isolé, le fait que certaines de ses parties connaissent l'auto-organisation n'est pas incompatible avec une augmentation (globale) de son entropie. Le système complet tend à parvenir à l'équilibre, mais tant que notre étoile-soleil émettra des photons chauds vers l'espace glacé, l'équilibre est remis à plus tard. Le fait que les étoiles existent est relié à la raison pour laquelle notre univers est loin de l'équilibre depuis environ 14 milliards d'années.
3-6) Epilogue: l'approche de Lee Smolin, pourquoi notre univers est-il intéressant?
La question devient maintenant: pourquoi existe-il des étoiles? Si comme le dit la deuxième loi, l'univers doit tendre vers l'entropie et le désordre, comment se fait-il que les étoiles qui entraînent l'univers loin de l'équilibre, soient partout? Mais si l'univers est leibnizien, alors quelque chose comme les étoiles doit exister. Qu'est ce qui dans les caractéristiques des lois la nature garantit leur apparition? Une première caractéristique est un ajustement incroyablement précis des paramètres qui gouvernent la physique. Ces réglages, qui incluent les masses des particules élémentaires (d'abord le proton et le neutron) et les 4 forces fondamentales (les interactions nucléaire forte, électromagnétique, nucléaire faible, gravitationnelle), rendent la fusion nucléaire possible. La différence de masse entre proton et neutron est cruciale: "Le moindre écart à cette différence aurait profondément changé le contenu de l’Univers. Si la différence de masse avait été inférieure à 0,05 %, les atomes d’hydrogène se seraient transformé en un neutron et un neutrino suivant un processus de capture électronique. Entre 0,05 et 0,14 %, beaucoup plus de noyaux d’hélium auraient été produit pendant les premières minutes de l’Univers. Et au-delà de 0,14 %, les neutrons se seraient désintégrés très vite en protons : la synthèse d'éléments plus lourds que l'hydrogène aurait été alors presque impossible. La différence de masse du proton et du neutron revêt ainsi une importance cruciale". La fusion nucléaire a été ainsi rendue possible, car les atomes d'hydrogène, au lieu de se mouvoir de façon chaotique, écrasés les uns contre les autres au coeur de l'étoile, ont pu réagir de manière nouvelle: ils fusionnent pour devenir de l'hélium et une poignée d'éléments légers. Ceci est l'origine de l'atome génétique et de l'aventure qui a mené à la vie, ce que les lois de la thermodynamique ne peuvent pas prédire. La seconde caractéristique est en rapport avec la comportement des systèmes tenus ensemble par les forces de gravitation que Lee Smolin qualifie de systèmes "anti-thermodynamiques". La plupart des systèmes que l'on observe obéissent à la deuxième loi de la thermodynamique: la chaleur s'écoule des corps les plus chauds vers les plus froids vers un état d'équilibre dans lequel les deux corps ont lors la même température. Ce comportement rend le système à l'équilibre stable vis à vis de petites perturbations. Mais tous les systèmes ne fonctionnent pas ainsi. On peut imaginer un gaz qui se refroidit lorsqu'on ajoute de l'énergie. C'est contre intuitif, mais de tels gaz existent, qui sont nécessairement instables. Supposons qu'on commence avec tout ce type de gaz dans une pièce à une même température. Une petite fluctuation déplace une quantité d'énergie d'un côté (le gauche par exemple) vers le côté droit. Alors le côté gauche alors que le côté droit se refroidit. Ceci pousse plus d'énergie à s'écouler du côté gauche (chaud), vers la droite (côté froid). Le côté gauche deviendra de plus en plus chaud et le côte droit, vers lequel va l'énergie, deviendra de plus en plus froid. Il y a alors un emballement, causant une instabilité. Répétons alors le scénario dans le côté chaud en supposant qu'une nouvelle fluctuation apparaisse, refroidissant un peu la région centrale de ce côté chaud. Le même phénomène produit une contre-réaction positive qui va refroidir plus le centre et réchauffer la région qui l'entoure. La petite fluctuation grossit pour devenir une structure et... on obtient un motif complexes de régions chaudes et de régions froides. Un tel système élabore naturellement des motifs complexes, mais il est difficile de prévoir vers quoi il va s'acheminer, parce qu'il y a un nombre énorme de configurations de motifs vers lesquels il pourrait évoluer. Les systèmes qui se tiennent par la gravitation sont eux-aussi à l'instar des ces derniers systèmes, anti-thermodynamiques, et se comportent de cette manière bizarre: les étoiles, les galaxies, les trous noirs se refroidissent lorsqu'on y injecte de l'énergie. Cela veut dire qu'ils sont instables. Les instabilités les conduisent loin de l'équilibre et stimulent la formation des structures dans l'espace et le temps. Pourquoi en est-il ainsi? Ce qui distingue la gravitation des autres forces, c'est qu'elle est de longue portée et universellement attractive. Considérons une planète du système solaire. Si on y "met" de l'énergie, elle ira plus loin de l'étoile, mais là, elle se déplacera plus lentement sur cette orbite plus éloignée. Ainsi, injecter de l'énergie dans le système décroît la vitesse de la planète, ce qui abaisse la température du système, car la température est reliée à la vitesses moyenne des éléments composant le système, c'est une mesure de l'agitation des particules, plus précisément de leur énergie cinétique. A l'inverse, si on prélève de l'énergie au système solaire, la planète doit réagir en tombant plus près de l'étoile (le soleil) où elle se déplacera plus vite. Ainsi, prélever de l'énergie au système revient à le chauffer. Ce comportement anti-thermodynamique se manifeste aussi dans les amas d'étoiles. Si un amas devait agir thermodynamiquement, il atteindrait l'équilibre. Dans ce cas, toutes les étoiles auraient la même vitesse moyenne et resteraient groupées pour toujours. Au lieu de cela, on observe que que l'amas se dissipe lentement. Pourquoi? Régulièrement, une étoile passe au voisinage d'une étoile double, deux étoiles qui orbitent l'une autour de l'autre. Un passage rapproché peut conduire à les deux étoiles à resserrer leur orbite (se rapprocher l'une de l'autre). Cette réduction orbitale relâche de l'énergie qui est transférée à la troisième étoile. Celle-ci peut avoir maintenant assez d'énergie pour s'échapper de l'amas et commencer son voyage dans l'espace. Au bout d'une longue période, il ne reste de l'amas que quelques étoiles doubles très rapprochées et des nuages d'étoiles rapides filant loin de l'amas. Et Lee Smolin conclut ce chapitre par:
"Cela ne contredit pas la deuxième loi de la thermodynamique, mais seulement son interprétation naïve. La loi disant que l'entropie devrait normalement augmenter traduit juste le fait que plus il y a de façons de que quelque chose se produise, plus cette chose sera probable. Les systèmes thermodynamiques normaux finissent dans l'état unique et ennuyeux de l'équilibre uniforme; les systèmes gravitationnels finissent dans un état parmi de nombreux états possibles hautement hétérogènes.
Ainsi, le fait que notre univers soit intéressant a une explication triple.
-Le principe d'auto-organisation pilotée agit sur une myriade de sous-systèmes et d'échelles, du moléculaire au galactique évoluant vers des états de complexité toujours croissante.
-Les moteurs qui pilotent ce processus sont les étoiles, qui existent en raison d'une combinaison d'un réglage fin des lois fondamentales et de la nature anti-thermodynamique de la gravitation (comme on l'a vu dans cet article).
-Mais ces forces peuvent produire un univers rempli d'étoiles et galaxies seulement si les conditions initiales de l'univers sont fortement asymétriques par rapport au temps.
Tout ceci peut être mis en contexte et dans une certaine mesure compris à l'intérieur du paradigme newtonien. Même si nous continuons à penser dans ce paradigme, l'organisation du monde semble reposer sur semble reposer sur de colossales improbabilités (la particularité extrême du choix des conditions initiales). La triste conclusion est que la seule sorte d'univers qui paraisse naturel de la perspective intemporel du paradigme newtonien est un univers mort en équilibre qui n'est évidemment pas celui dans lequel nous vivons. Mais depuis la perspective de la réalité du temps, il est parfaitement naturel que l'univers et ses lois fondamentales soient asymétriques dans le temps, avec une flèche du temps importante qui englobe l'accroissement de l'entropie pour les systèmes isolés ainsi que la croissance continuelle de structure et de complexité".
L'article suivant (article 11) donnera "ma lecture" du chapitre 18 du livre de Lee Smolin (infinité de l'espace ou infinité du temps?) et le chapitre 19 (le futur du temps)..
Liens:
erreur cosmologique équilibre thermique principe de l'identité des indiscernables 2è principe de la thermodynamique
le paradigme newtonien univers bloc paradoxe des hallucinants cerveaux de Boltzmann
mort thermique de l'univers notre univers est-il irréversible? La direction du temps l'irréversibilité du temps problème de la mesure en cosmologie La singularité initiale l'origine de l'univers
système auto-organisé système isolé système dynamique système thermodynamique (portion de l'univers que l'on isole par la pensée du reste de l'univers que l'on baptise alors milieu extérieur)
la première seconde l'ajustement fin de l'univers l'univers: du big bang au réglage fin les bogdanov et le réglage fin de l'univers l'histoire de l'univers cours de cosmologie par F.-Xavier Désert OBSERVATOIRE DE GRENOBLE
particules indiscernables: Les particules indiscernables ou particules identiques sont des particules qui ne peuvent être différenciées l'une de l'autre, même en principe. Ce concept prend tout son sens en mécanique quantique, où les particules n'ont pas de trajectoire bien définie qui permettrait de les distinguer l'une de l'autre. Les particules indiscernables peuvent être soit des particules élémentaires telles que l'électron ou le photon, ou des particules composites - neutron, proton - ayant le même état interne.
statistique de bose-einstein: la distribution statistique de bosons indiscernables (tous similaires) sur les états d'énergie d'un système à l'équilibre thermodynamique. La distribution en question résulte d'une particularité des bosons : les particules de spin entier ne sont pas assujetties au principe d'exclusion de Pauli, à savoir que plusieurs bosons peuvent occuper simultanément un même état quantique.
https://www.matierevolution.fr/spip.php?article4372: Pourquoi le vide quantique est la base de toute formation et de toute compréhension de la matière ?
https://fr.wikibooks.org/wiki/Cosmologie/Thermodynamique_de_l%27expansion: Cosmologie/Thermodynamique de l'expansion, découplage des photons...
https://arxiv.org/pdf/hep-th/9203041.pdf: Variété (diversité) extrême comme fondement d'une cosmologie quantique par Julian Barbour et Lee Smolin
https://arxiv.org/pdf/1712.04799.pdf: Lee Smolin la dynamique de la différence inspirée de la Monadologie de leibniz.
https://philosciences.com/philosophie-generale/la-philosophie-et-sa-critique/17-edgar-morin-complexite: Edgar Morin et la complexité
https://fr.wikipedia.org/wiki/The_Chemical_Basis_of_Morphogenesis: The Chemical Basis of Morphogenesis (Les Fondements chimiques de la morphogénèse) est un article écrit par Alan Turing en 1952 qui propose un modèle quant au processus naturel d'apparition de non-uniformité au sein d'un milieu de distribution spatiale uniforme et homogène à l'état initial1. Sa théorie, que l'on peut voir comme une théorie de la morphogénèse par réaction-diffusion, a servi de modèle de base en biologiethéorique2 et est considérée par certains comme un tout premier pas dans la théorie du chaos3
http://www.dna.caltech.edu/courses/cs191/paperscs191/turing.pdf: The Chemical Basis of Morphogenesis A. M. Turing
http://philoscience.over-blog.com/article-7053208.html: Le problème de la mesure en cosmologie concerne la manière de calculer des fractions d' univers de types différents dans un multivers . Il survient généralement dans le contexte de l' inflation éternelle . Le problème se pose parce que différentes méthodes de calcul de ces fractions donnent des résultats différents, et il n’est pas clair quelle approche est correcte (le cas échéant). Les mesures peuvent être évaluées en fonction de leur capacité à prévoir les constantes physiques observées et à éviter des implications contre-intuitives, telles que le paradoxe de la jeunesse ou le cerveau de Boltzmann . Alors que les dizaines de mesures ont été proposées, peu de physiciens considèrent que le problème est résolu.
Le livre "rien ne va plus en physique (l'échec de la théorie des cordes)": La partie I du livre explique pourquoi depuis la naissance de la science moderne, avec l'effet Copernic et Galilée, le paradigme newtonien sous-tend toutes les théories y compris les théories quantiques et la relativité (le « paradigme newtonien » et ce qu'il a impliqué, dont l'hypothèse des multivers, est utile pour décrire l'évolution d'un système dans un laboratoire, mais il perd tout sens appliqué à l'univers entier. Il n'explique pas pourquoi telles ou telles lois sont choisies parmi l'infinité de lois possibles.Selon celui-ci, un système, quel qu'il soit, pourrait être décrit par un ensemble d'états initiaux qui lui sont attribués, puis par les lois présidant à son évolution en fonction du temps. Mais si ces données sont utilisées initialement pour décrire le système, il n'est pas possible de considérer qu'elles pourraient aussi être le résultat de son évolution. Il faut rechercher d'autres lois, l'illusion de la flèche du temps https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/la-fleche-du-temps-expliquee-du-163219 : La flèche du temps expliquée. Du « Temps quantique » au temps macroscopique
https://trustmyscience.com/inversion-fleche-du-temps-avec-ordinateur-quantique/: Des physiciens ont réussi à “inverser” la flèche du temps grâce à un ordinateur quantique
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système auto-organisé système isolé système dynamique système thermodynamique (portion de l'univers que l'on isole par la pensée du reste de l'univers que l'on baptise alors milieu extérieur)
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statistique de bose-einstein: la distribution statistique de bosons indiscernables (tous similaires) sur les états d'énergie d'un système à l'équilibre thermodynamique. La distribution en question résulte d'une particularité des bosons : les particules de spin entier ne sont pas assujetties au principe d'exclusion de Pauli, à savoir que plusieurs bosons peuvent occuper simultanément un même état quantique.
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https://fr.wikipedia.org/wiki/The_Chemical_Basis_of_Morphogenesis: The Chemical Basis of Morphogenesis (Les Fondements chimiques de la morphogénèse) est un article écrit par Alan Turing en 1952 qui propose un modèle quant au processus naturel d'apparition de non-uniformité au sein d'un milieu de distribution spatiale uniforme et homogène à l'état initial1. Sa théorie, que l'on peut voir comme une théorie de la morphogénèse par réaction-diffusion, a servi de modèle de base en biologiethéorique2 et est considérée par certains comme un tout premier pas dans la théorie du chaos3
http://www.dna.caltech.edu/courses/cs191/paperscs191/turing.pdf: The Chemical Basis of Morphogenesis A. M. Turing
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Le livre "rien ne va plus en physique (l'échec de la théorie des cordes)": La partie I du livre explique pourquoi depuis la naissance de la science moderne, avec l'effet Copernic et Galilée, le paradigme newtonien sous-tend toutes les théories y compris les théories quantiques et la relativité (le « paradigme newtonien » et ce qu'il a impliqué, dont l'hypothèse des multivers, est utile pour décrire l'évolution d'un système dans un laboratoire, mais il perd tout sens appliqué à l'univers entier. Il n'explique pas pourquoi telles ou telles lois sont choisies parmi l'infinité de lois possibles.Selon celui-ci, un système, quel qu'il soit, pourrait être décrit par un ensemble d'états initiaux qui lui sont attribués, puis par les lois présidant à son évolution en fonction du temps. Mais si ces données sont utilisées initialement pour décrire le système, il n'est pas possible de considérer qu'elles pourraient aussi être le résultat de son évolution. Il faut rechercher d'autres lois, l'illusion de la flèche du temps https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/la-fleche-du-temps-expliquee-du-163219 : La flèche du temps expliquée. Du « Temps quantique » au temps macroscopique
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https://journals.openedition.org/dossiersgrihl/3664: l’athéisme de Richard Dawkins Note critique à propos de l’ouvrage de Richard Dawkins, Pour en finir avec Dieu,
https://studylibfr.com/doc/3188620/gravitation-quantique: La gravitation quantique, le manuscrit de carlo rovelli
http://www-cosmosafap.fr/gravitation%20quantique.htm: Gravitation quantique à boucles VS théorie des cordes !
http://chaours.rv.pagesperso-orange.fr/physique/Quant/qgrav.htm: La démarche suivie par les tenants de la gravitation quantique à boucles est complètement différente de celle des cordistes. Elle part de l’hypothèse que la géométrie de l’espace-temps s’identifie au champ gravitationnel. La géométrie peut donc être assimilée à un champ. Or, la physique quantique est une théorie des champs. Que se passe-t-il si on cherche à quantifier le champ représentatif de la géométrie de l’espace-temps ? variables d'ashtekar
https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/2-la-gravite-quantique-elaboree-178582:
2 La gravité quantique élaborée comme une physique de l’information
https://arxiv.org/pdf/gr-qc/ INTRODUCTION TO LOOP QUANTUM GRAVITY AND SPIN FOAMS par ALEJANDRO PEREZ ∗
http://www.ens-lyon.fr/DSM/SDMsite/M2/stages_M2/Dupuis.pdf: Mousses de spin en gravit´e quantique https://arxiv.org/pdf/1705.01597.pdf: Testing different approaches to quantum gravity with cosmology: An overview Aurélien Barrau - Among the available quantum gravity proposals, string theory, loop quantum gravity, noncommutative geometry, group field theory, causal sets, asymptotic safety, causal dynamical triangulation (voir VIII. CAUSAL DYNAMICAL TRIANGULATION), emergent gravity are among the best motivated models.
https://actualite.housseniawriting.com/science/physique/physique-quantique/2015/11/18/la-source-quantique-de-lespace-temps/10611/: De nombreux physiciens pensent que l’intrication est l’essence de l’étrangeté quantique et certains d’entre eux suggèrent désormais que l’intrication pourrait être aussi la source de la géométrie de l’espace-temps.
http://www.philipmaulion.com/2017/05/emergence-pourquoi-les-physiciens-recourent-ils-a-cette-notion.html: Emergence : pourquoi les physiciens recourent-ils à cette notion ?
http://michel.bitbol.pagesperso-orange.fr/Quantique_Connaissance.pdf: LA STRUCTURE QUANTIQUE DE LA CONNAISSANCE INDIVIDUELLE ET SOCIALE par Michel Bitbol,
http://fabien.besnard.pagesperso-orange.fr/articles/temps.pdf: CE QU'EN DISENT LES PHYSICIENS Le temps est devenu un casse-tête pour les physiciens. Il leur pose des problèmes à la fois formels, conceptuels et philosophiques dans des disciplines aussi diversifiées que la mécanique quantique, la thermodynamique et la théorie de la relativité.
http://fabien.besnard.pagesperso-orange.fr/articles/temps.pdf: Temps des philosophes, temps des physiciens, temps des mathématiciens Fabien Besnard 9 juin 2010 Résumé La question de la compatibilité du présentisme et du possibilisme avec la Relativité a fait couler beaucoup d’encre depuis l’argument initialement proposé par Rietdijk et Putnam....
http://ungraindesable.blogspot.com/2013/06/presentisme-et-theorie-de-la-relativite.html: I) Présentisme et théorie de la relatisité
http://ungraindesable.blogspot.com/2013/08/presentisme-et-mecanique-quantique.html: II) Présentisme et mécanique quantique https://laviedesidees.fr/Un-monde-sans-temps-ni-espace.html Un monde sans temps ni espace À propos de deux ouvrages de Carlo Rovelli.
http://www.doublecause.net/index.php?page=Carlo_Rovelli.htm: Carlo Rovelli, Et si le temps n'existait pas ? Un peu de science subversive
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https://fr.wikipedia.org/wiki/Discussion:Causalit%C3%A9_(physique): wikipedia, causalité et physique. Voir théories indépendantes du fond.
https://blogs.mediapart.fr/michel-pinault/blog/010318/crise-de-la-culture-scientifique-crise-de-la-science: Crise de la culture scientifique, crise de "la science"
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http://opportunisme-cognitif.blogspot.com/2010/06/epistemologie-relationnelle-de-la.html: Épistémologie relationnelle de la physique quantique Kant, nouveau sage tibétain de la physique quantique ? par Hicham-Stéphane Afeissa
https://www.agoravox.fr/actualites/technologies/article/la-bataille-decisive-entre-172128: La «bataille décisive» entre physique quantique et relativité générale a déjà commencé
par Bernard Dugué (son site)
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00220690/document: RÉFLEXIONS SUR LA PHILOSOPHIE DE BOHR, HEISENBERG ET SCHRÖDINGER A. Shimony
https://fr.wikisource.org/wiki/Les_Principes_de_la_connaissance_humaine/Introduction: George Berkeley Les Principes de la connaissance humaine Traduction par Charles Renouvier
http://www.blog-chaman-esoterisme.com/2018/09/l-incroyable-hypothese-de-rupert-sheldrak-la-resonance-morphique-une-theorie-holistique-de-la-realite.html: l'hypothèse holistique de Rupert Sheldrake, la raisonnance morphique
http://www.neotrouve.com/?p=348: Physique Quantique : entre Science et Conscience
http://guillemant.net/index.phpcate=articles&part=physique_information&page=Un_univers_dinformations.htm: Philippe Guillemant - L’idée selon laquelle notre univers serait un espace-temps composé d’informations a été considérablement popularisée par un film de science fiction : Matrix. La réalité pourrait rejoindre la fiction puisqu’il s’agit là d’une idée qui reçoit de plus en plus d’appuis scientifiques.
http://internetactu.blog.lemonde.fr/2014/09/03/vers-une-physique-de-linformation/: Vers une physique de l'information
https://www.rocq.inria.fr/secret/Nicolas.Sendrier/thinfo.pdf; École polytechnique Informatique Introduction à la théorie de l'information Nicolas Sendrier
https://books.openedition.org/cdf/527?lang=fr: Physique quantique
Leçon inaugurale prononcée le jeudi 13 décembre 2001 par Serge Haroche
https://www.miniwebtool.com/log-base-2-calculator/: calcul des logarithmes à base 2
https://www.jp-petit.org/science/smolin/SmolinLivre.pdf: Sur le livre de Lee Smolin rien ne va plus en physique parMichel Mizony juillet 2007
https://fr.wikisource.org/wiki/Les_Principes_de_la_connaissance_humaine/Introduction: George Berkeley Les Principes de la connaissance humaine Traduction par Charles Renouvier
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https://journals.openedition.org/philosophiascientiae/688 Espace-temps thermodynamique ?
http://www.pileface.com/sollers/pdf/Le%20temps.pdf: Le temps, ça n'existe pas : le physicien Carlo Rovelli nous explique pourquoi. "Seule la thermodynamique connaît la direction du temps"
https://books.openedition.org/cdf/527?lang=fr: Physique quantique
Leçon inaugurale prononcée le jeudi 13 décembre 2001 par Serge Haroche
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