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Publié le 28 septembre 2019 Mis à jour le 30 septembre 2019

Comprendre la théorie de l'espace-temps

La mécanique quantique expliquée aux non-initiés

Certains éléments de physique sont faciles à montrer à un public ayant envie d’apprendre. Les différents états de la matière se démontrent avec quelques expériences simples. Le tableau des éléments parait plus complexe mais peut se comprendre avec un peu de patience. Toutefois quand vient la question de l’espace-temps ou de la relativité, cela s’avère vite plus laborieux.

Certes, il n’est pas vital de saisir la courbure de l’espace-temps. Pourtant, ce savoir a quand même son utilité. Déjà parce que le travail des physiciens sur la relativité du temps peut être montré par des expériences. Par exemple, on sait que deux horloges parties en même temps, si une reste à terre et l’autre va dans un avins à réaction, la deuxième va être un peu en retard sur la première. Ce phénomène de dilatation du temps est expliqué ici. Ce qui fait effectivement qu’il passe aussi plus doucement dans l’espace puisque tout va plus vite que sur Terre.

Comprendre le monde quantique

Le gros problème des mécaniques quantiques est de comprendre ce monde de l’infiniment petit. D’ailleurs, depuis longtemps, les éléments du monde quantique causent des ennuis aux astrophysiciens et physiciens. La découverte des quarks, leptons et bosons allait, selon eux, entraîner celle du tissu de la réalité. Ce qui a mené à la théorie des cordes expliquée dans cette charmante animation de SwissMAP :


En fait, comme le raconte très bien ce physicien, la mécanique quantique s’expérimente dans nos vies quotidiennes. Techniquement, nos objets du quotidien sont constitués d’atomes qui devraient être pénétrables et pourtant, la plupart sont solides et bloquent notre corps.

D’autant plus que le nuage quantique explique les mémoires flash de nos appareils électroniques, où comment en manipulant des électrons, les savants ont réussi à créer l’ampoule D.E.L. qui passe près de 100 % de son énergie à diffuser de la lumière contre 5 % pour celles traditionnelles.

L’espace quantique

D’accord mais comment expliquer la relativité générale? Évidemment, il est possible de lire des articles comme ceux-ci citant le père de la physique quantique, Albert Einstein. Or, rapidement, les lecteurs seront perdus dans le jargon.

Il vaut peut-être mieux alors se pencher sur de véritables vulgarisations du phénomène. Déjà, cette description générale d’Astronomie et Astrophysique permettra d’être une porte d’entrée pour aborder le sujet. Certains pourraient visionner cette capsule d’Unisciel. Celle-ci explique l’expérience de Michelson Morley. Ceux-ci voulaient mesurer la vitesse de la Terre par rapport à l’éther et celle de la propagation de la lumière, une substance que nous considérions comme celle formant l’univers. Leur expérience n’aura pas mené aux conclusions qu’ils espéraient et pourtant, leur travail a permis de réfléchir sur la relativité et l’espace-temps.

Pour une véritable vulgarisation de la relativité générale, le blogue du vidéaste de Science étonnante, David Louapre, se veut un incontournable. En plus d’une capsule d’environ une trentaine de minutes, la page contient des informations citées dans la vidéo ainsi que des équations utilisées par les physiciens pour théoriser sur la courbure de l’espace-temps. Une lecture technique mais à la fois bien plus accessible de la théorie proposée par Einstein, entre autres.

La physique quantique reste un secteur plutôt complexe de la physique. D’autant plus qu’il évolue sans cesse. Par exemple, jusqu’à la photo du trou noir en avril 2019, toutes les conjectures demeuraient uniquement viables par équation. Tranquillement, les astrophysiciens arrivent à prouver des concepts que même Einstein croyait improbables.

Illustration : Gerd Altmann de Pixabay

Références

Esslinger, Olivier. "La Dilatation Du Temps." Astronomie Et Astrophysique. Dernière mise à jour : 30 janiver 2019.
https://www.astronomes.com/la-fin-des-etoiles-massives/dilatation-temps

Esslinger, Olivier. "La Relativité Générale Et La Courbure De L’espace-temps." Astronomie Et Astrophysique. Dernière mise à jour : 18 novembre 2018.
https://www.astronomes.com/la-fin-des-etoiles-massives/relativite-generale

Louapre, David. "La Relativité Générale." Science étonnante. Dernière mise à jour : 28 septembre 2018.
https://sciencetonnante.wordpress.com/2018/09/27/la-relativite-generale/

Match, Paris. "La Mécanique Quantique Pour Les Nuls." Paris Match. Dernière mise à jour : 23 février 2019.
https://www.parismatch.com/Culture/Livres/La-mecanique-quantique-pour-les-nuls-1607599

Paris, Robert. "Qu’est-ce Que La Théorie De La Relativité Générale D’Einstein." Matière Et Révolution. Dernière mise à jour : 18 janvier 2019.
http://www.matierevolution.fr/spip.php?article5091

Pourquoi Le Temps Passe-t-il Plus Doucement Dans L’espace Que Sur Terre ?" Québec Science. Dernière mise à jour : 25 février 2015.
https://www.quebecscience.qc.ca/pose-ta-colle/pourquoi-le-temps-passe-t-il-plus-doucement-dans-l-espace-que-sur-terre/


Mots-clés: Temps Capsules Vidéos Astrophysique Mécanique Quantique Espace-Temps Albert Einstein Théorie de la relativité

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