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  • La Gravité Quantique à Boucles

    Posté le 17 octobre 2013

    Gravite_quantique_a_bouclesLa théorie de la gravité quantique à boucles, en développement depuis le milieu des années 1980, décrit le tissu de l’Espace-Temps comme étant une toile d’araignée évolutive de fils qui transportent de l’information à propos des zones quantifiées et des volumes des régions qu’ils traversent.

    Les fils individuels de la toile doivent finalement joindre leurs extrêmités pour former des boucles (d’où le nom de la théorie). Ces boucles n’ont pas de rapport avec les cordes de la théorie des cordes, ces dernières se déplaçant dans l’Espace-Temps alors que les boucles de la théorie de la gravité quantique à boucles sont l’Espace-Temps : l’information qu’elles transportent définit la forme du tissu de l’Espace-Temps dans leur voisinage.

    Les boucles étant des objets quantiques, elles définissent également une unité minimale d’espace de la même manière que la mécanique quantique ordinaire définit une énergie minimale pour un électron dans un atome d’hydrogène. Ce quanta d’espace a une taille approximative de l’échelle de Planck sur un côté. Essayez d’insérer un fil supplémentaire qui transporte moins d’espace et il se déconnectera simplement du reste de la toile. Il ne pourra pas se lier à quoique ce soit d’autre et quittera l’Espace-Temps.

    Une conséquence avantageuse d’un espace minimal est que la gravité quantique à boucles ne peut pas se contracter en une quantité infinie de courbure sur un point infinitésimal. Cela signifie que cette théorie ne peut pas produire le type de singularité qui fait que les équations de la relativité générale d’Einstein s’écroulent à l’instant du Big Bang et au centre des trous noirs.

    En 2006, une série de simulations a tiré partie de ce fait en utilisant la version de la gravité quantique à boucles des équations de Einstein pour remonter le temps et visualiser ce qui s’est produit avant le Big Bang. Le cosmos se contracte vers le Big Bang, comme attendu, mais dès qu’il approche la limite de taille fondamentale dictée par la gravité quantique à boucles, une force répulsive prend effet et garde la singularité ouverte, la transformant en un tunnel vers un cosmos qui a précédé le notre.

    Cette année, une simulation du même genre a été effectuée pour un trou noir. Les chercheurs ont découvert qu’un observateur voyageant vers le coeur d’un trou noir ne rencontrerait pas une singularité mais un fin tunnel d’Espace-Temps menant à une autre partie de l’Espace.

    Les scientifiques essayent maintenant d’identifier les signatures qui ont pu être laissées sur le fond diffus cosmologique

    La gravité quantique à boucles n’est pas une théorie unifiée complète parce qu’elle n’inclut pas les autres forces. De plus, les physiciens doivent encore montrer comment l’Espace-Temps pourrait émerger d’une telle toile d’information. Certains d’entre eux espèrent trouver l’inspiration dans le travail de physiciens de la matière condensée qui ont produit des phases exotiques de la matière qui subissent des transitions décrites par la théorie quantique des champs. Le but est de trouver une formule pour décrire la manière dont l’Univers pourrait changer de phase de manière similaire, passant d’un ensemble de boucles discrètes à un Espace-Temps lisse et continu.

    Source : Nature


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