La vraie origine de l'univers, big bang et multivers

J.L. Dumoulin s’entretient avec Robert Heikes( 2ième partie)


(Robert Heikes est un savant de réputation internationale, élève d’Enrico Fermi, il est docteur en Physique d’une prestigieuse université Américaine et a été, entre autres, Directeur de recherche dans des Observatoires astronomiques de pointe, il vit actuellement dans le sud de la France et est le promoteur de postulats révolutionnaires tel que de celui la quantification de l'espace-temps)


C'est la seconde partie de l'article publié le 31 août 2008 sur ce blog et que vous pouvez consulter dans les messages d'août, "La connaissance scientifique est fondée sur une succession de postulats" (J.L. Dumoulin et Robert Heikes). J' y ajouterai bientôt un commentaire à la lueur de théories homologues telle celle exposée par exemple par Edgar Gunzig.


JLD. Je suppose que ce sont ces postulats qui t’ont conduit à une réflexion approfondie sur
la nature même de l’univers, de ce qu’il contient…éventuellement de ce que nous appelons la matière.
RH. Une réponse oui et stupéfiante mais dont on devra tirer des prévisions de résultats à valider avant qu’elle ne rejoigne la connaissance scientifique. Mais n’allons pas si vite.
Nous savons tous qu’il y a deux théories fondamentales, la Mécanique Quantique et la Relativité Générale et chacune d'elles a passé tous les tests sans relâche au cours des 100 der-nières années. Ces deux théories n’ont jamais été confrontées l'une à l'autre.
Pour y parvenir, j’essaye de caractériser un « domaine » où les 2 théories sont chacune à leur limite d’applicabilité.
Pour faire cela, nous devons prendre en compte les principes fondamentaux qui régissent ces deux disciplines. Ce sont le principe d'incertitude de Heisenberg pour la mécanique quantique et le trou noir pour la relativité générale.
D’abord le principe d’incertitude de Heisenberg. Il s’énonce ainsi :
Δ(énergie) x Δ(temps) ≥ ħ
C'est-à-dire, toute mesure de l'énergie présente une incertitude, Δ, et multipliée par l’incertitude, Δ, de la mesure de temps aura une valeur égale ou supérieure à ħ. Nous ne pouvons tolérer aucune violation de cette relation. C’est un résultat direct de la Mécanique Quantique.
Maintenant, il y a aussi la condition du trou noir pour la Relativité Générale. Elle indique qu'un trou noir doit se former s'il s'avère qu'un corps de rayon R obéit à la relation
R = GM/c^2
Cette formule signifie qu’on ne peut avoir aucune information en dessous d’un rayon R. Rien ne peut sortir d’un trou noir !
Calculons maintenant les valeurs de LPlanck (qui représentent R) et MPlanck dans les conditions limites d’applicabilité des deux théories, nous obtenons
LPlanck = R = (ħG/c^3)^1/2 ≈ 10^-33 cm
MPlanck = (ħc/G)^1/2 ≈ 10^-5 g
Nous constatons qu'avec cette masse et ce rayon, nous avons un trou noir ! (avec Constante gravitationnelle : G ≈ 6 x 10^-8 cgs, Vitesse de la lumière : c ≈ 3 x 10^10 cm/s la Constante de Planck : ħ ≈ 6 x 10^-27 cgs)
Quant au temps de Planck, il vaut :
tPlanck = (ħG/c^5)^1/2 ≈ 10^-44 sec
Autre conclusion stupéfiante, ce trou noir a une durée de vie tPlanck .
JLD. Fascinant mais un jour tu m’as dit qu’au commencement il n’ y avait ni temps ni matière ni espace. Alors, comment l’univers a-t-il pu être formé ? D’où vient la matière, d’où vient la charge électrique, d’où vient le proton ? D’où viennent les électrons et les photons ?
RH. Je propose une équation du type :
Rien = quelque chose − quelque chose
C’est pour moi l’équation fondamentale de l’existence de l’univers. C’est une conséquence de la conservation de l’énergie.
Je vais te montrer que, sur la base de la physique communément acceptée, il est parfaitement possible que quelque chose puisse se créer à partir de rien.
Tout d'abord, et c'est un principe accepté en physique, l'état de moindre énergie est toujours l'état naturel, l'état final d'un système.
Rien ne peut être instable.
Mais à quelles énergies devons-nous nous intéresser ? Nous devons évidemment considé-rer l'énergie de masse d'un corps, qui est nécessairement positive.
Toutefois, une autre énergie est associée à la masse, il s'agit de l'énergie potentielle de gravitation. Je vais montrer que cette énergie est négative.
Considérons deux particules de masse m au repos, séparées par une distance infinie. L'énergie cinétique totale est nulle. Le potentiel énergétique gravitationnel lui aussi est égal à zéro, puisqu'à une distance infinie il n'y a pas d'interaction, autrement dit la force gravitationnelle est nulle. Ainsi l’énergie totale est nulle.
Laissons maintenant les deux particules se rapprocher sous l'effet de la force de gravitation. Elles vont acquérir progressivement de l'énergie cinétique. Mais l’énergie totale doit rester constante, elle doit se conserver et donc rester égale à zéro. Ceci veut dire que, pour pouvoir compenser l'énergie de masse et l'énergie cinétique qui sont positives, l'énergie gravitationnelle doit être négative.
A ce stade, tout ce qui est nécessaire, c'est que l'énergie gravitationnelle négative soit aussi grande que l'énergie cinétique. La masse se forme à partir de rien.
JLD. Cependant la relation d’incertitude d’Heisenberg, ΔE x Δt ≥ ħ, nous indique que « rien » ne peut exister, alors ?
RH. Deux idées à ce sujet. En premier lieu, j’ai parlé tout à l’heure de l’analyse des conditions limites d’applicabilité de la Mécanique Quantique et de la Relativité Géné-rale
Nous savons de la Mécanique Quantique que les variables, comme l’énergie, la quantité de mouvement, etc., doivent être quantifiés. Mais quelle est la quantité principale pour la Relativité Générale ? Oui, c’est l’espace-temps !
L’analyse précédente montre qu’il pourrait y avoir certains « quanta » de temps et d’espace. Et en définitive, cela pourrait nous mener vers la quantification de l'espace et du temps.
Nous pouvons considérer que les quanta d'espace sont des unités de (10^-33x10^-33x10^-33) cm3 et que les quanta de temps sont quelque chose comme 10^-44 secondes. Les dimensions de Planck.
L’espace et le temps ne sont pas continus !!
En second lieu, j’emprunterais un des principes de la Mécanique Quantique, l’énergie zéro-point. C’est l’énergie qui reste quand le nombre de quanta est zéro. On a quelque chose comme
E ≈ (n + ½) x ħ
L’énergie-zéro point peut être caractérisée par n = 0, laissant la zéro-point énergie de 1/2ħ. Il semble que cette énergie ne puisse pas être détectée.
Nous traitons la situation à « l’époque de Planck » simplement comme un océan de « zéro-point » particules.
JLD. Robert, ta conclusion…
RH. Je crois que les quanta d’espace et de temps peuvent apparaître et disparaître continuellement qu’en d’autres termes, au niveau microscopique, ni l’espace ni le temps ne sont continus,
que l’espace (10^-33x10^-33x10^-33) cm3 contenant une mass 10^-5 g est un trou noir. Cela signifie qu'un trou noir se forme et se détruit en une durée de 10^-44 secondes,
qu’en un certain point, une fluctuation peut se produire, laissant un, ou plusieurs, quanta d’espace-temps se développer. Cela évoque tout à fait la désintégration spontanée d'un atome d'U235, il n'y a pas de variation nette de l'énergie entre l'état qui précède et l'état qui suit la désintégration.
Ce sont ces événements associés à un trou noir qui sont à l’origine de la période de l’inflation d’où une expansion énorme et le Big Bang !!!! C’est là la vraie origine de l’univers.
Après avoir consacré tant d'effort à comprendre notre univers, nous nous trouvons maintenant dans l'obligation de nous poser la question de savoir s’il n'y a pas d'autres univers. En fait, il n'y a aucune raison logique pour laquelle le même processus ne se serait pas déjà produit maintes et maintes fois.

Et en fait, je crois que cela s'est déjà produit et que ça va continuer à se produire encore. Nous sommes seulement dans l’univers que nous connaissons.
Et il est évident que si l’on suit cette logique les univers n’auront jamais de fin. Des nouveaux mondes vont continuer à se développer sans cesse.