New quantum theory of gravity brings long-sought 'theory of everything' a crucial step closer
Une nouvelle théorie quantique de la gravité rapproche la « théorie du tout » tant attendue.
Par l'Université Aalto
Le champ quantique de gravité est calculé dans un espace-temps plat. La métrique classique courbe est calculée à l'aide de la valeur moyenne du champ quantique de gravité. Crédit : Université Aalto
Enfin, une théorie unifiée combinant la gravité avec les autres forces fondamentales – l'électromagnétisme et les forces nucléaires forte et faible – est à portée de main. Intégrer la gravité à ce champ a été l'objectif de générations de physiciens, qui se sont efforcés de concilier l'incompatibilité de deux pierres angulaires de la physique moderne : la théorie quantique des champs et la théorie de la gravité d'Einstein.
Des chercheurs de l'Université Aalto ont développé une nouvelle théorie quantique de la gravité, qui décrit la gravité d'une manière compatible avec le modèle standard de la physique des particules, ouvrant ainsi la voie à une meilleure compréhension de l'origine de l'univers.
Si le monde de la physique théorique peut sembler éloigné des technologies applicables, les résultats sont remarquables. La technologie moderne repose sur ces avancées fondamentales ; par exemple, le GPS de votre smartphone fonctionne grâce à la théorie de la gravité d'Einstein.
Mikko Partanen et Jukka Tulkki décrivent leur nouvelle théorie dans un article publié dans Reports on Progress in Physics. L'auteur principal, Partanen, espère que d'ici quelques années, ces résultats ouvriront la voie à une compréhension cruciale.
« Si cela conduit à une théorie quantique complète des champs de la gravité, cela apportera à terme des réponses aux problèmes très complexes de la compréhension des singularités des trous noirs et du Big Bang », déclare-t-
« Une théorie qui décrit de manière cohérente toutes les forces fondamentales de la nature est souvent appelée la théorie du tout », explique Partanen, bien qu'il n'aime pas utiliser ce terme lui-même. « Certaines questions fondamentales de la physique restent sans réponse. Par exemple, les théories actuelles n'expliquent pas encore pourquoi il y a plus de matière que d'antimatière dans l'univers observable.»
Réconcilier l'inconciliable
La clé était de trouver un moyen de décrire la gravité dans une théorie de jauge appropriée – une théorie dans laquelle les particules interagissent entre elles via un champ.
'' Le champ de jauge le plus connu est le champ électromagnétique. Lorsque des particules chargées électriquement interagissent entre elles, elles interagissent via le champ électromagnétique, qui est le champ de jauge pertinent », explique Tulkki.
« Ainsi, lorsque des particules possèdent de l'énergie, les interactions qu'elles ont, du seul fait de leur énergie, se produisent via le champ gravitationnel.»
Un défi auquel les physiciens sont confrontés depuis longtemps est de trouver une théorie de jauge de la gravité compatible avec les théories de jauge des trois autres forces fondamentales : la force électromagnétique, la force nucléaire faible et la force nucléaire forte. Le modèle standard de la physique des particules est une théorie de jauge qui décrit ces trois forces et présente certaines symétries.
« L'idée principale est d'avoir une théorie de jauge de la gravité avec une symétrie similaire à celles du modèle standard, plutôt que de la baser sur la symétrie spatio-temporelle très différente de la relativité générale », explique Partanen, auteur principal de l'étude.
Sans une telle théorie, les physiciens ne peuvent concilier nos deux théories les plus puissantes, la théorie quantique des champs et la relativité générale. La théorie quantique décrit le monde de l'infiniment petit – de minuscules particules interagissant de manière probabiliste – tandis que la relativité générale décrit le monde plus dense des objets familiers et de leurs interactions gravitationnelles.
Il s'agit de descriptions de notre univers sous des angles différents, et les deux théories ont été confirmées avec une précision extraordinaire – pourtant elles sont incompatibles. De plus, les interactions gravitationnelles étant faibles, une plus grande précision est nécessaire pour étudier les véritables effets de la gravité quantique au-delà de la relativité générale, qui est une théorie classique.
« Une théorie quantique de la gravité est nécessaire pour comprendre les phénomènes observés dans les cas où il existe un champ gravitationnel et des énergies élevées », explique Partanen. Ce sont les conditions qui règnent autour des trous noirs et dans l'univers primitif, juste après le Big Bang – des zones où les théories physiques existantes cessent de fonctionner.
Fans de longue date des grandes questions de physique, il a découvert une nouvelle approche de la théorie de la gravité basée sur la symétrie et a commencé à développer cette idée avec Tulkki. Les travaux qui en résultent offrent un potentiel considérable pour ouvrir une nouvelle ère de compréhension scientifique, de la même manière que la compréhension de la gravité a ouvert la voie à la création du GPS.
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RESUME
Une nouvelle théorie quantique de la gravité rapproche la « théorie du tout » tant attendue.
Enfin, une théorie unifiée combinant la gravité avec les autres forces fondamentales – l'électromagnétisme et les forces nucléaires forte et faible – est à portée de main. Intégrer la gravité à cette théorie a été l'objectif de générations de physiciens, qui se sont efforcés de concilier l'incompatibilité de deux pierres angulaires de la physique moderne : la théorie quantique des champs et la théorie de la gravité d'Einstein.
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COMMENTAIRES
Aprés Lee Smolin ,Carlo Rovelli et d autres encore des théories de la gravité quantique sont proposées a chaque printemps !!!
Celle cet article se tague en outre d etre presque la 'héorie unifiée ou ''théorie du Tout '' d Albert Einstein
Attendons la suite !!!!!
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Although the theory is promising, the duo point out that they haveXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
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