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- il y a 17 ans
http://www.dailymotion.com/video/xbsnf8_l-univers-de-stephen-hawking-l-ulti_tech
Le cadre de la mécanique quantique apparaît donc comme le cadre théorique le plus adéquat à la description des phénomènes physiques microscopiques mais de basse énergie (molécules, atomes, électrons, protons, neutrons, photons et autres particules subatomiques), certains phénomènes macroscopiques ne s'expliquent toutefois que dans le cadre de cette théorie et non de la physique classique, comme entre autres la superfluidité, la supraconductivité ou l'effet photo-électrique.
Ces postulats de la mécanique quantique ont été établis essentiellement entre 1922 et 1927 par les physiciens Bohr, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Jordan, Pauli et Schrödinger.
Le cadre de la mécanique quantique apparaît donc comme le cadre théorique le plus adéquat à la description des phénomènes physiques microscopiques mais de basse énergie (molécules, atomes, électrons, protons, neutrons, photons et autres particules subatomiques), certains phénomènes macroscopiques ne s'expliquent toutefois que dans le cadre de cette théorie et non de la physique classique, comme entre autres la superfluidité, la supraconductivité ou l'effet photo-électrique.
Ces postulats de la mécanique quantique ont été établis essentiellement entre 1922 et 1927 par les physiciens Bohr, Dirac, de Broglie, Heisenberg, Jordan, Pauli et Schrödinger.
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00:00comment notre univers pouvait avoir émergé.
00:06J'ai dévoilé pour la première fois ce nouveau scénario inflationniste
00:10à la conférence sur la gravitation quantique à Moscou en octobre 1981.
00:16A l'époque, il y avait beaucoup de très bons physiciens à Moscou
00:19et la grande vedette de cette conférence était Stephen Hawking.
00:30Quand j'ai dit qu'il y avait une difficulté avec Goof's idée de bubbles en collision,
00:35André a dit que le monde pouvait être un seul bubble.
00:40J'ai objecté parce que le bubble aurait été plus grand que le monde à l'époque.
00:48Dans le milieu de son discours, il a dit qu'il y avait une idée très intéressante d'André Linde.
00:54C'était juste mon discours précédent, et j'ai, avec tout ma heureuse, traduité.
01:19La nouvelle théorie de Linde est ainsi démolie devant ses collègues russes.
01:23Mais il n'est pas du genre à lâcher aussi facilement.
01:26Et j'ai dit à Steve, j'aimerais bien comprendre les détails de ceci, et il m'a dit, bien
01:31sûr.
01:32Et puis on disparaît pendant deux heures, tout l'Institut était essayé de catcher Steve partout,
01:37Et les fameux physiciens disparaissent, tout l'Institut était en panique.
01:42Linde et Ruth ont donné une idée importante.
01:46Enflation accounts so neatly for the way the universe has to expand.
01:51Et je suis sûr qu'il doit être partie de la fin de l'image final.
01:56Mais l'inflation en soi ne explique pas le début du univers.
02:01Nous avons encore besoin d'une théorie de tout pour cela.
02:06Appliquant la théorie au début du univers serait difficile,
02:11parce que mon travail a montré que l'éclatation se débrouillait sur le Big Bang.
02:19On peut prendre les équations d'Einstein et les appliquer à rebours dans le temps.
02:24Pas pour le véritable univers qui est atrocement compliqué,
02:27plein de protubérances et d'irrégularités,
02:29mais pour un modèle simplifié de l'univers
02:31dans lequel la matière est répartie uniformément, de façon homogène.
02:35En l'appliquant à rebours dans le temps,
02:38on se rend finalement compte qu'à un certain moment,
02:40tout était réuni en un seul point,
02:43où les champs gravitationnels sont devenus infiniment forts
02:46et les densités d'énergie infiniment hautes.
02:49Techniquement, on appelle ça une singularité.
02:55À sa naissance, il a fallu que l'univers connaisse
02:58des fluctuations de densité et de vitesse
03:00pour permettre aux particules de se former.
03:07Mais les mathématiques de la singularité
03:09ne prédisent en rien ces fluctuations.
03:12Elles ne prédisent d'ailleurs rien du tout.
03:14Ce qui se produit en un point de singularité
03:17devient donc l'objet de pure spéculation.
03:24Les physiciens aiment résoudre des équations.
03:26Ils aiment pouvoir dire
03:27« Si les choses sont comme ça maintenant,
03:29voici comment elles seront dans un an. »
03:33Lorsqu'on a trouvé une singularité,
03:35on ne peut plus faire ça.
03:36Les équations s'effondrent
03:37et l'on ne sait plus quoi en faire.
03:39C'est très dérangeant.
03:40Les gens n'aiment pas les singularités.
03:45La solution la mieux adaptée au problème
03:47semble être la mécanique quantique.
03:51La mécanique quantique est sans doute
03:53la chose la plus étrange
03:54jamais imaginée par l'esprit humain.
03:58Je crois que même si
04:00mille philosophes avaient réfléchi
04:01pendant mille ans
04:02pour essayer de trouver le truc
04:04le plus étrange possible,
04:05ils n'auraient jamais rien trouvé
04:06d'aussi étrange que la mécanique quantique.
04:12Au cœur de la mécanique quantique,
04:14il y a la notion de hasard.
04:16C'est ce qu'on appelle
04:17le principe d'incertitude.
04:22Lorsqu'elle se déplace,
04:23une particule subatomique
04:25est trop petite pour être détectée.
04:27Et pourtant,
04:28il est possible de la pister.
04:30On ne peut jamais déterminer
04:31exactement où se trouve
04:32quelque chose d'aussi petit.
04:34Mais on peut se faire une idée
04:35assez exacte de sa position probable.
04:39Et cette probabilité,
04:40le principe d'incertitude,
04:42paraît effectivement fonctionner.
04:49Ça semble bizarre,
04:50mais c'est apparemment comme ça
04:51que fonctionne l'univers.
04:52C'est ce qui nous permet
04:53de faire des hypothèses
04:54sur toutes sortes de processus
04:56comme les collisions d'atomes
04:57ou de particules élémentaires,
04:59puis de les vérifier
05:00sur le plan expérimental
05:01avec un degré de précision incroyable.
05:08Le problème,
05:09c'est que ces lois d'incertitude
05:11ne semblent donner de sens
05:12à l'univers
05:13qu'au moment de sa création.
05:16Elles ne peuvent pas être appliquées
05:17à l'univers dans lequel
05:18nous vivons aujourd'hui.
05:20Un univers décrit
05:21avec une formidable précision
05:22par la théorie
05:23de la relativité générale d'Einstein.
05:28Beaucoup de gens ont tenté
05:29de combiner la mécanique quantique
05:31et la gravité
05:32et de trouver un substitut quantique
05:34à la relativité générale.
05:58Hawking s'est rendu compte
05:59que l'incertitude qui apparaissait
06:01lorsqu'on essayait
06:02de combiner la mécanique quantique
06:04et la gravité
06:04pouvait être une échappatoire.
06:07Elles pouvaient être utilisées
06:08pour contourner le problème
06:09de la singularité
06:10qu'il avait lui-même
06:11largement contribué à soulever.
06:13Dans un article remarquable
06:15écrit en collaboration
06:16avec James Hartle,
06:19Hawking est parvenu
06:20à résoudre un modèle
06:21très très simplifié
06:22de l'univers.
06:26Jim Hartle et I
06:27showed how
06:28a universe
06:28like our own
06:29could be born
06:30without a troublesome
06:32singularity.
06:35It involved
06:36the use of what is called
06:37imaginary time.
06:40This may sound like
06:42science fiction,
06:43but it is a well-defined
06:45scientific concept
06:47that science fiction
06:48borrowed.
06:51The idea was
06:52that in imaginary time,
06:54the universe
06:55has no boundary,
06:57no beginning
06:58nor end.
07:00It just curls
07:01round on itself
07:02like the surface
07:03of the earth.
07:08C'était une description
07:10purement quantique
07:11de tout ce qu'il y avait
07:12à dire à propos
07:13de ce modèle simplifié
07:14de l'univers
07:14et elle ne comportait
07:16aucune singularité.
07:23Il est possible
07:24que la mécanique quantique
07:25soit la réponse
07:26au problème de la singularité.
07:34I have to make it clear
07:36that the no-boundary universe
07:38is just a proposal,
07:41but it has some
07:42interesting implications.
07:45Without boundaries,
07:47the universe
07:48has no beginning
07:49and no end.
07:51We don't have to
07:52explain its creation.
07:54The universe
07:55simply exists.
07:57But the consequences
07:59of the no-boundary proposal
08:01cannot be worked out fully.
08:04without a complete
08:05quantum theory of gravity
08:07that will unite
08:08general relativity
08:10and quantum mechanics.
08:12We are back to the search
08:14for a theory of everything.
08:28En 1985,
08:30une nouvelle théorie
08:31voit le jour
08:31et certains se prennent
08:32à espérer que la quête
08:34touche à sa fin.
08:35You're tuned to WBAI 99.5 FM
08:38on your DAO.
08:39Coming up next,
08:40Explorations
08:41with Dr. Michio Kaku.
08:43Welcome.
08:44This is Exploration.
08:46This is Dr. Michio Kaku,
08:48Professor of Theoretical Physics,
08:50and this is a program
08:50devoted to science
08:52and the fantastic discoveries
08:53as we explore the universe.
08:55And of course,
08:56SuperString Theory,
08:58the theory that will perhaps
08:59give us an explanation
09:00for the entire universe.
09:05On dit parfois
09:06qu'à l'instant du Big Bang,
09:07l'univers était un point.
09:17Notre nouvelle image
09:18est celle d'un bol de nouilles.
09:20Un bol rempli de milliers
09:21et de millions
09:22de petites cordes
09:23qui, en vibrant
09:24à l'instant
09:24où tout explose,
09:26aurait créé
09:27l'incroyable diversité
09:28de matières
09:29et d'énergie
09:29qui nous entourent.
09:34La théorie des supercordes
09:35est tellement bizarre,
09:36tellement étrange
09:37que nous n'étions pas
09:38destinés à la connaître
09:39au XXe siècle.
09:44Beaucoup d'entre nous
09:45sont persuadés
09:46que la physique
09:46du XXIe siècle
09:47s'est accidentellement égarée
09:49au siècle précédent.
09:50C'est une découverte
09:51inespérée,
09:52un coup de peau.
09:55Un mathématicien
09:56se documentait
09:57sur la topologie
09:58lorsqu'il a découvert
09:59par pur hasard
10:01une équation
10:01qui décrivait
10:02le comportement
10:03des particules.
10:04Il en a ensuite
10:05découvert une autre
10:06décrivant la gravité.
10:08Cette branche
10:09des mathématiques
10:10pouvait-elle contenir
10:11la théorie du tout ?
10:14Nous avons donc
10:15deux théories majeures
10:16en physique.
10:17Celle de l'infiniment grand,
10:19la théorie
10:19de la relativité générale
10:20et celle de l'infiniment petit,
10:22la théorie quantique.
10:24Et ces deux théories
10:25ne s'aiment pas entre elles.
10:26Elles sont incompatibles.
10:27L'une est lisse
10:28et belle comme le marbre,
10:29tandis que l'autre
10:30est grossière
10:31et rugueuse
10:31comme le bois.
10:34Le réunion fait
10:34depuis 50 ans
10:35l'objet de recherches
10:36très poussées.
10:40Aujourd'hui,
10:40on pense y être arrivé.
10:42On a la théorie
10:43des supercordes
10:44qui est sans doute
10:45la plus incroyable,
10:46la plus merveilleuse
10:47de toutes les théories
10:48proposées par l'histoire
10:49de la science.
10:53Après des années
10:54de recherche
10:55visant à relier
10:56deux théories incompatibles,
10:58une toute nouvelle idée
10:59a en effet émergé,
11:00basée sur des cordes
11:02minuscules
11:02et un peu magiques.
11:08Les cordes
11:09sont extrêmement petites,
11:11environ 100 milliards
11:12de milliards de fois
11:13plus petites qu'un proton.
11:15donc je vous explique.
11:17Prenez un atome
11:18et donnez-lui
11:19la taille du système solaire.
11:21Si l'atome
11:22a la taille du système solaire,
11:23la corde,
11:24qui est bien plus petite,
11:25a la taille d'un atome.
11:27Elle est à ce point minuscule.
11:30Or, on pense
11:31qu'à un moment donné,
11:32l'univers
11:32était de la taille
11:33d'une corde.
11:43Lorsqu'elles sont en mouvement,
11:44les cordes vibrent.
11:46Elles forcent l'espace
11:47autour d'elles
11:48à s'enrouler,
11:49à se courber
11:50exactement
11:50comme Einstein
11:51l'avait prédit.
12:03La question
12:03à laquelle les scientifiques
12:04se heurtaient
12:05depuis l'époque d'Einstein
12:06semble dès lors
12:07sur le point
12:08d'être résolue.
12:09La théorie des cordes
12:10tente à prouver
12:11qu'il n'existe pas
12:12de différence
12:13entre l'infiniment grand
12:14et l'infiniment petit.
12:17En tant que physiciens,
12:19nous étions bloqués
12:19par le fait
12:20qu'il y avait d'un côté
12:20la matière,
12:21comme le fait
12:22comme les atomes
12:22et de l'autre
12:23des forces,
12:24comme la gravité
12:24qui attire les atomes.
12:26Aujourd'hui,
12:27nous réalisons
12:28que cette dichotomie
12:28entre force et matière
12:29n'en est pas une
12:30en réalité.
12:32Ce ne sont en fait
12:32que les vibrations
12:33d'une même corde.
12:35Une corde qui vibre
12:36peut être un quark,
12:38une autre un électron.
12:40Mais ça pourrait aussi
12:41être la lumière,
12:42un photon
12:43ou la théorie
12:44de la gravité d'Einstein.
12:49Mais on ne connaît
12:50pas encore
12:50tout le potentiel
12:51de la théorie des cordes.
12:53Et si elle semble
12:54effectivement apporter
12:55des réponses,
12:56les nouvelles équations
12:58soulèvent également
12:58des questions
12:59entièrement nouvelles
13:00auxquelles,
13:01pour le moment,
13:02nous ne savons pas répondre.
13:05Ces équations
13:06sont bien définies,
13:07elles sont bien connues.
13:08Mais certains pensent
13:09que peut-être
13:09les êtres humains
13:10que nous sommes
13:11ne sont pas assez malins
13:12pour les résoudre.
13:13prenez un canard
13:14ou un singe,
13:15pourquoi devraient-ils
13:16comprendre le calcul,
13:18les champs électriques
13:19ou les trous noirs ?
13:21Et pourquoi avons-nous,
13:23nous,
13:23le pouvoir de comprendre
13:24le Big Bang
13:25et les trous noirs ?
13:28Sommes-nous assez malins
13:29pour comprendre
13:29la théorie du tout ?
13:31Pour le moment,
13:32non, non.
13:34By the end of the 80s,
13:36I and a number
13:37of other physicists
13:39were beginning to wonder
13:40if string theory
13:41really was the ultimate
13:43theory of the universe.
13:46One problem was
13:48that there were
13:49five different
13:50string theories.
13:52So much for
13:54a single theory
13:55of everything.
14:01Le physicien américain
14:03Lee Smolean
14:04décide de prendre
14:05un certain recul
14:06par rapport à la physique.
14:07Il se demande
14:08si nous cherchons
14:09dans la bonne direction.
14:11Pourquoi la solution
14:12au mystère de l'univers
14:13serait-elle contenue
14:14dans une équation mathématique ?
14:23Au départ,
14:24à la base
14:25de la théorie des cordes,
14:26il y avait l'espoir
14:27de trouver une loi simple
14:28offrant une solution unique
14:30qui puisse expliquer
14:32comment est l'univers,
14:33quelle est son histoire
14:34et ainsi de suite.
14:36Parvenir à répondre
14:37à toutes ces questions
14:38avec une seule loi,
14:39c'est justement
14:40ce que la théorie des cordes
14:42n'a pas pu faire.
14:48C'est en pensant à ça,
14:52à un moment où je lisais
14:54beaucoup sur la biologie
14:55que j'ai commencé
14:56à me dire
14:57que les réponses
14:58à certaines questions
14:59de la physique
14:59des particules élémentaires
15:01ne résidaient pas
15:02dans une théorie unique,
15:04mais viendraient peut-être
15:06d'un accident historique.
15:09Peut-être y a-t-il un processus
15:10qui a permis à l'univers,
15:12à travers un ensemble
15:13de développement
15:13dans son histoire primitive,
15:15de choisir ses paramètres
15:16d'une façon ou d'une autre.
15:23Ce qu'il y a de merveilleux
15:25avec le monde biologique,
15:26c'est sa complexité.
15:28Il y a une incroyable
15:29variété d'espèces,
15:30toutes très belles
15:31et très différentes,
15:32et on a l'impression
15:33que c'est totalement inexplicable.
15:35C'est bien sûr
15:36ce qu'on croyait avant Darwin.
15:41Ce qu'a découvert Darwin,
15:45c'est qu'il y a
15:46une façon rationnelle
15:47de comprendre
15:47comment une telle variété
15:49et une telle complexité
15:51ont pu apparaître
15:52dans la nature
15:52sans avoir été placés là
15:54au départ.
15:56L'idée de base,
15:57c'est qu'on a des populations
15:58qui peuvent se reproduire.
16:01Lorsqu'elles se reproduisent,
16:03des changements accidentels mineurs
16:06modifient leurs caractéristiques
16:08déterminant ainsi
16:09l'aptitude de chaque créature
16:11à survivre plus ou moins bien.
16:16La notion de sélection naturelle
16:18proposée par Darwin
16:19pourrait-elle être appliquée
16:21à notre univers ?
16:30Quand on étudie l'astronomie
16:32à une échelle bien plus grande
16:33que celle de la Terre,
16:34par exemple le disque
16:35d'une galaxie spirale,
16:36on se rend compte
16:38que c'est un système
16:38complexe et auto-organisé
16:40en partie similaire
16:41à la biologie
16:42mais à un niveau
16:43beaucoup plus simple.
16:51Grâce à Darwin,
16:52nous avons donc
16:53une nouvelle possibilité
16:54selon laquelle
16:55un système peut avoir
16:56toute la beauté,
16:58la variété
16:58et la complexité
16:59de notre monde
17:00tout en s'étant
17:01auto-organisé
17:02au fil du temps.
17:03un traitement
17:03avec un système de sécurité ?
17:03Non ?
17:03Non ?
17:04Oui ?
17:05Non ?