Le rêve d’Einstein ou la Théorie du tout

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Tout le monde a déjà étudié la Physique, ne serais-ce qu'au collège. Cette matière présentée dans les premières années d'études par de petites expérimentations rigolotes qui consistaient à mélanger des produits pour observer l'apparition de différentes couleurs. Mais les théories Physiques ont des buts bien plus importants que la découverte de la présence de certaines substances dans des solutions.

Les différentes Théories physiques sont à l'origine de nombreuses innovations technologiques. Les lois de Newton sur la gravité, qui ont conduit à la Théorie de la gravité, permettent par exemple de calculer les mouvements des planètes ou des astéroïdes. La théorie de l'électromagnétisme a permis quant à elle de mettre par exemple en place le télégraphe. La mécanique quantique, théorie beaucoup plus récente que les deux autres, accumule les succès au travers de concepts nouveaux conduisant à des inventions révolutionnaires telles que le laser...

Ces avancés technologiques ont de tout temps été faites par des chercheurs, seuls dans leur laboratoire, ou avec l'aide d'autres chercheurs provenant de diverses branches des sciences, soit par amour de la compréhension de l'univers, soit dans le but de mettre au point une nouvelle innovation technologique.

Un des plus brillants chercheurs fut Albert Einstein, ce physicien de renom à la coupe de cheveux si particulière à qui on doit la Théorie de la relativité généralisée. Mais qui connait réellement ses travaux et leur teneur ? Nous avons déjà vu les ouvertures possibles de cette Théorie qui a révolutionné le monde de la recherche dans le documentaire intitulé « ovni et espace-temps ». Cette théorie conduirait à la possibilité de voyager dans l'espace en faisant disparaitre la contrainte de la durée de voyage. Mais qu'est ce qui a conduit Einstein à vouloir unifier la Théorie de la gravité avec celle de l'électromagnétisme pour obtenir la Théorie de la relativité générale ?

Einstein avait un rêve, celui d'unifier toutes les théories qui régissent le fonctionnement de l'univers, du mouvement des planètes jusqu'à celui des atomes en une unique théorie permettant de révéler le fonctionnement de l'univers. On constate ici que la recherche d'Einstein a été poussée par son amour des sciences et la compréhension qu'il s'en faisait.

Jusqu'à l'apparition de la Mécanique Quantique, théorie permettant de décrire le fonctionnement de l'univers à l'échelle des atomes, Einstein pensait avoir trouvé la grande Théorie qui décrivait le fonctionnement de l'univers. L'univers était ainsi perçu à l'échelle des hommes ou des planètes comme entièrement ordonné et prévisible : un sac lâché le haut d'un toit ira s'écraser sur le sol. L'apparition de la Mécanique Quantique, décrivant le mouvement des atomes comme complètement aléatoire, vint relancer le défi qu'Einstein s'était fixé de ne trouver qu'une seule et unique théorie unificatrice, théorie qu'il chercha sans jamais réussir à la trouver jusqu'à sa mort. Après la disparition d'Einstein, cette recherche fut plus ou moins laissée de côté.

Ces deux grandes Théories semblaient ainsi être définitivement impossible à associer tant leur fonctionnement semblaient être à l'opposé l'un de l'autre. L'une décrivant un univers entièrement ordonné dans lequel une planète ne risque pas de changer brutalement de direction, l'autre décrivant un univers complètement désordonné dans lequel le mouvement des atomes est un vrai jeu de hasard.

Einstein recherchait cette Théorie du Tout plus par amour des sciences que par nécessité. Mais les nouvelles théories sont aussi recherchées lorsque la nécessité s'en fait sentir. Ainsi à la découverte de ce que la majorité des scientifiques appelle des trous noirs, la recherche sur l'unification de ces deux grandes théories a été relancée en raison du fonctionnement constaté de ces fameux trous noirs.

Un trou noir semble pouvoir être imaginé comme une étoile compactée sur elle-même à un point tel que sa taille soit réduite à celle des atomes mais ayant gardé le même poids qu'une planète. Ainsi à l'approche d'un objet de l'espace tel qu'un astéroïde dans le voisinage de ce trou noir, les lois permettant de définir son mouvement seraient celles de la théorie de la relativité généralisée. Mais si on essaye de comprendre ce qui se passe dans les profondeurs d'un trou noir, l'étoile étant réduite à une échelle minuscule il est nécessaire de faire appel à la mécanique quantique. Mais lorsqu'on essaye de réunir les deux théories, les prédictions deviennent complètement incohérentes.

Avec la théorie des cordes, les scientifiques ont peut-être découvert le moyen de réunir la relativité générale à la mécanique quantique. Cette théorie fait suite à une première étape qui permet de recenser et étudier tous les modèles mathématiques pouvant expliquer le fonctionnement de l'espace. L'idée de départ est que les ingrédients fondamentaux de la nature ne sont plus des objets assimilés à des points mais des cordes d'énergie minuscules (imaginez une corde de violoncelle vibrante ^^) dont les différents modes de vibration sont à la base de tout ce qui se produirait dans l'univers.

En plus de certaines controverses fondamentales, les théories des cordes (car elles n'ont pas encore été unifiées) présentent malheureusement pour l'instant un inconvénient pratique, leur très forte complexité qui ne permet pas, à ce jour, d'aboutir à des résultats utilisables sans approximations grossières.

Pourtant avec cette théorie, il s'agit rien de moins que de comprendre pourquoi notre bas-monde "vit" en quatre dimensions et peut-être de saisir les clés profondes de notre univers. En regard à la rapidité de l'évolution des travaux dans ce domaine, on aura peut-être des nouvelles importantes d'ici peu.

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Complément : einstein unification



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