Physique

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Version n° 10 du 29-09-2024

Mis à jour : 29 Septembre 2024

Avant que soient élaborées les théories de la relativité, on pensait que la lumière se comportait comme le son lors du passage d'un train devant un observateur fixe : la fréquence du son croît lorsqu'il se rapproche puis chute brutalement à l'instant où il commence à s'éloigner, avant de décroitre progressivement.
Cet effet Doppler s'explique d'abord par l'addition des vitesses du son et du train, puis par la soustraction du premier par le second.

De la même manière, la vitesse de la lumière, provenant du Soleil, devait s'additionner avec celle de la Terre lorsque celle-ci, sur son orbite, se rapproche de lui, et se soustraire lorsqu'elle s'en éloigne.
L'expérience de Michelson a montré, d'une manière alors incompréhensible, qu'il n'en est rien.

Le génie d'Einstein a été de remettre en cause le paradigme de l'époque et d'admettre que la vitesse de la lumière est effectivement constante en s'interrogeant sur les conséquences de ce fait.
Il est arrivé à la conclusion que si la vitesse de la lumière est fixe, d'autres grandeurs, considérées fixes jusqu'alors, ne l'étaient pas : c'est le cas de la dimension et du temps.

Lorsque la longueur d'un objet est mesuré d'une part par un opérateur qui en est à une distance fixe et d'autre part par un dispositif qui est en mouvement par rapport à lui, les grandeurs trouvées ne sont pas les mêmes : la vitesse relative entre les deux outils de mesure est la cause de cette différence.
Il en est de même pour la durée enregistrée entre deux évènements par deux horloges en déplacement relatif l'une par rapport à l'autre.
Des expériences ont confirmé ces conclusions, en précisant qu'elles ne sont constatables que lorsque l'on est proche de la vitesse de la lumière.

C'est la relativité restreinte.

Einstein s'est alors intéressé à la gravitation qui semblait effectuer son attraction instantanément entre deux masses éloignées dans l'espace qui était considéré comme homogène et isotrope… Ce qui conduisait à imaginer des actions impliquant une vitesse de transmission supérieure à celle de la lumière.

En posant comme postulat la limite de vitesse de cette dernière, il a fallu admettre que c'est l'espace-temps qui se déforme sous l'action des masses et de l'énergie cinétique qui sont présents. L'espace n'est plus localement le même dans toutes les directions.
Il en résulte que, à ces endroits, la lumière est déviée et n'avance plus en ligne droite, mais comme une balle de golf qui roule sur un green bosselé.

Des expériences ont confirmé cette hypothèse, décelable lorsque les masses en jeu sont énormes — par exemple celle de trous noirs.

C'est la relativité générale.

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Version n° 10 du 19-03-2024

Mis à jour : 19 Mars 2024

Comment le libre arbitre peut-il être compatible avec les lois fondamentales qui conditionnent l'évolution de l'univers ?

Il est vrai que la vie et ses caractéristiques (mobilité, sensibilité, émotions, sentiments, conscience - compréhension puis réflexion -, spiritualité, amorisation) ne découlent pas de ces lois fondamentales même si des phénomènes de ce type les accompagnent …

L'évolution de la matière est inéluctablement encadrée par les lois de la Mécanique Quantique et celles de la Relativité Générale. Toute activité humaine, même la spiritualité (la plus élevée) est accompagnée de phénomènes physico-chimiques : est-ce la pensée qui déclenche l'évolution de la matière ou est-ce cette dernière qui commande ? En d'autres termes, l'homme est-il libre ? Si oui, comment peut-il commander à la matière ?

Comment concilier le respect de ces lois fondamentales qui sont déterministes avec la liberté, voire le libre arbitre qui apparait au stade avancé des êtres vivants ? Cette liberté suppose que l'on puisse diriger une portion de la matière vers où l'on veut et non vers où elle irait spontanément. Comment cela est-il possible ?

En science physique, il y a plein d'ambiguïtés, d'imprévisibles, … ambiguïté avec la double facettes (telle le dieu Janus) du comportement des particules élémentaires qui se comprend selon les cas à partir d'une conception ondulatoire ou corpusculaire. Elles sont ce qu'elles sont, mais leur comportement les fait paraître comme matérielles ou immatérielles.

Sous sa forme ondulatoire, un flux de corpuscules après avoir traversé deux fentes diffracte dans toutes les directions, mais statistiquement guidé pour former des franges. Par contre, pour une particule donnée, on ne sait pas anticiper où se situera son impact. On qualifie ce fait du mot "indéterminé", mais n'est-il pas plus juste de dire imprévisible qui n'empêche pas que la trajectoire individuelle puisse être déterminée …
C'est au moment de la mesure que la trajectoire se révèle : on ne sait pas l'anticiper.
A dire vrai, c'est au niveau d'une population qu'elles sont statistiquement déterminées pour former des franges : qu'en est-il au juste au niveau individuel ? La particule qui se comporte comme une onde, semble disposer d'une sorte de "proto-liberté encadrée".

Sous sa forme corpusculaire, une particule peut muter d'un état à une infinité d'autres qui ne sont pas quelconques, mais sont prédéfinis (une des combinaisons linéaires de deux ou plus de ses états antérieurs) sans que l'on sache pour autant quelle est la cause qui, à un instant donné, fait que l'un de ces états est sélectionné sinon que collectivement une masse de particule respecte une loi de probabilité de distribution dans l'espace. A ce stade de nos connaissances, la science dit que l'on est face à un phénomène aléatoire (peut-être serait-il plus juste de dire incompris). La particule paraît, ici aussi, disposer d'une sorte de "proto-liberté encadrée".

Ne peut-on imaginer que, dans le cas des êtres vivants les plus évolués, la cause qui oriente le corpuscule est un "effet de sa liberté" qui présélectionne celui de l'état suivant ou du point d'impact qui conduira à l'évolution souhaitée ?
Il faut évidemment que cet "effet" agisse simultanément sur toutes les particules concernées du système macro que l'on veut faire évoluer dans un sens "librement" voulu : beau travail de synchronisation, car il faut faire évoluer la moyenne statistique de l'évolution !

Cette propriété de l'esprit de pouvoir orienter l'évolution des particules permettrait aussi de trouver possible les miracles inexplicables comme la multiplication des pains : le vouloir de Jésus oblige les particules à s'assembler pour former ce qui est demandé.

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Version n° 7 du 20-03-2024

Mis à jour : 20 Mars 2024

Pour la mécanique quantique, l'espace est uniforme en tout point. Pour la relativité générale, l'espace-temps peut être déformé localement par la masse. Inconciliable ?
Ne peut-on considérer que la masse d'une particule élémentaire étant aussi minuscule que réelle, la déformation qu'elle provoque est réelle, mais imperceptible et négligeable.

Les théories scientifiques considèrent que le temps est symétrique entre le passé et l'avenir : par exemple, l'équation de Schrödinger permet théoriquement de connaître la fonction d'onde à tout moment du passé et du futur.
De son côté, l'observation de la nature montre qu'elle est, le plus souvent, en évolution irréversible (l'entropie) : la flèche du temps.
Son origine peut être située au Big Bang. Depuis il s'écoule apparemment linéairement et on voit mal comment il pourra s'arrêter lorsque toutes les étoiles seront éteintes …
Mais pourquoi la réalité devrait-elle satisfaire toutes les déductions logiques d'une expression mathématique ? Cette dernière n'est qu'un outil aussi commode que performant. Elle permet de prévoir les comportements, mais pas la réalité.

Le monde bouddhiste pense que le temps décrit un cycle, ce qui permet d'éluder la question de son commencement … mais pas de l'origine de ce cycle ! Pourquoi les bouddhistes ne prétendraient-ils pas que le cycle est tellement long que 15 milliards d'années paraissent linéaires comme une tangente en un point d'un cercle ?
L'idée d'un univers qui recommencerait un cycle après un Big Grunch confond la concentration de matière qui en résulterait en constituant un unique trou noir avec la boule d'énergie du Big Bang : les contenus de ces micro espaces ne sont pas les mêmes.
Cependant, rien n'empêche d'imaginer que, par, je ne sais quel processus, une telle densité provoque une transformation de la matière en … énergie et on se retrouve avec un nouveau Big Bang !

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Version n° 9 du 19-05-2024

Mis à jour : 19 Mai 2024

L'incertitude peut résulter de plusieurs causes :

• Elle peut être une conséquence de la liberté qui n'existe que lorsqu'on se trouve à devoir choisir entre des options équivalentes.
  Rostand a dit "Certitude = servitude". Face à une certitude, il n'y a pas d'alternative … pas de liberté. La liberté implique le choix entre des équivalents apparents et donc : liberté et incertitude sont inséparables.
  La liberté de choix de l'homme, voire d'animaux est une raison, plus ou moins incompréhensible, de générer de l'incertitude.
  
  
• Elle peut découler d'une imprévisibilité déterministe comme celles que l'on rencontre en mécanique quantique pour le comportement des particules ou en mathématique avec l'équation logistiques dans certains de ses paramétrages.
  Le changement d'un état d'une particule élémentaire vers son suivant est déterministe, mais selon un processus aléatoire dont la logique nous échappe sinon qu'il est encadré par une loi probabiliste.

• La matière est en évolution constante, que ce soit au niveau des étoiles avec la recombinaison nucléaire ou sur Terre d'une part par la recherche d'un meilleur équilibre global (éboulements, séismes, … ) et d'autre part par la tendance à l'agglomération des molécules en ensembles plus complexes. Ces phénomènes dépendent de tellement de facteurs que, le plus souvent, ils ne peuvent être prévus avec certitude.
  Bien des évènements peuvent être prévisibles sans que le moment de leur déclenchement puisse l'être : c'est le cas de nombreux phénomènes naturels comme tremblements de terre, avalanches, éclairs, glissements de terrain, éruptions volcaniques, … La source du déclenchement de leur mise en œuvre semble souvent si minime que je me demande si l'imprévisibilité de ce démarrage ne serait pas liée à la "proto-liberté" de chaque particule : lors du passage d'un état au suivant parmi l'infinité des possibles prédéterminés, y en aurait-il un (ou plusieurs) capable de servir de détonateur ?
  L'univers est en évolution continue avec suffisamment de facteurs l'influençant pour que l'avenir réserve des surprises : le changement est continu et on ne doit pas s'enfermer dans une vision statique.
  
  
• Elle peut aussi résulter d'un face-à-face avec l'inconnu comme l'avenir.

L'incertitude est fréquemment perçue comme une menace, une insécurité. Cela peut générer de l'angoisse, mais elle n'est pas forcément synonyme d'insécurité. Beaucoup se consolent en prenant des affirmations ou des convictions pour des certitudes.
Par contre, elle demande de rester vigilant pour détecter les premiers signes de sa clarification et ouvert pour s'adapter à la nouvelle réalité qui en résultera.