I just finished to follow Coursera’s course Philosophy and the Sciences by Prof. M. Massimi and collaborators (from the University of Edinburgh). They already presented an Introduction to Philosophy which was very interesting. This course was split in two parts, one on cosmology and another on cognition. While the latter was rich and contained many interesting thoughts – on embodied cognition, evolutionary psychology and the nature of the mind –, the second was quite disappointing, mainly because it was not accurate and was proponent of the theory of the multiverse as the « best » solution to the value of the cosmological constant (and to other problems). The argument does as the following: all possible universes with all possible values of parameters exist, and we happen to be in the one that allows our existence – end of the story. I will just quote the conclusion of [1] which expresses perfectly my feeling: “Personally I feel the urge to wash my hands after having been in touch with these kinds of arguments. I prefer my principles trivially true.” Continuer la lecture
Archives de catégorie : Physique
Enseigner la relativité générale
La théorie de la relativité générale d’Einstein est fascinante et se trouve au cœur de nombreux développements de la physique (gravité quantique, cosmologie, astrophysique, physique des particules…). De ce fait il est fréquent que des non-physiciens me demandent de leur expliquer les grandes idées. Toutefois il n’est pas facile d’expliquer correctement les idées principales, d’autant plus que certaines ne sont pas encore comprises (le rôle du temps, la quantification, les trous noirs…). Certaines analogies sont utiles (comme la nape courbée par l’étoile), mais il faut s’en méfier car souvent elle repose sur la notion de géométrie extrinsèque (je vois la courbure de mon espace de l’extérieur) alors que les espaces-temps en relativité générale ont une géométrie intrinsèque ; par exemple un tore (un donut) apparaît courbe depuis l’extérieur, mais quelqu’un qui vit dessus mesurerait qu’il est totalement plat. Ainsi la relativité générale repose sur un formalisme mathématique assez avancé (par rapport aux autres cours) et de nombreux étudiants peinent à s’y accrocher. Continuer la lecture
Cristal de temps
Il y a deux ans, Frank Wilczek (prix Nobel en 2004 pour des travaux sur la chromodynamique quantique) – en collaboration avec Alfred Shapere pour l’un des papiers – s’est intéressé à la possibilité de construire un cristal de temps [1, 2] : un tel système présente l’émergence spontanée d’une horloge là où il y avait auparavant invariance par translation dans le temps. Les deux articles sur le sujet proposent respectivement un modèle classique et un modèle quantique. Plus tard la même année, un groupe de chercheurs ont proposé une réalisation expérimentale concrète de ce système [3]. Continuer la lecture
Théorème de Goldstone et brisure de symétrie
Un des concepts fondamentaux en théorie des champs est celui de symétries, et souvent les théories peuvent être entièrement décrites à partir de la liste des symétries (plus des champs quantiques existants). Les fluctuations quantiques sont définies autour d’un « vide », qui est l’état de plus basse énergie de la théorie. Toutefois ce vide peut ne pas préserver toutes les symétries de la théorie originelle : le théorème de Goldstone conduit à l’existence de particules sans masse, qui correspondent aux symétries brisées. Continuer la lecture
Symétries et dualités en supergravité
Dans un article précédent je décrivais quelques propriétés des théories de supergravité et de leur compactification avec la méthode de Kaluza–Klein. En général ces théories présentent un groupe de symétrie globale extrêmement grand, qui comporte certaines « dualités » (c’est-à-dire des symétries qui ne sont visibles qu’au niveau des équations du mouvement et non de l’action). Par la suite nous souhaitons rendre local un sous-groupe de ce groupe global pour obtenir des supergravités jaugées (gauged supergravity), qui interviennent dans les compactifications avec flux – mais je réserve ce dernier cas pour un article ultérieur. Ce sujet des symétries et dualités en supergravité est un sujet très complexe, que je ne comprenais pas vraiment jusqu’à récemment (a fortiori pour les théories \(N=4, 8\) à 4d, puisque j’ai surtout étudié \(N=1, 2\)) : c’est en lisant des notes de cours de H. Samtleben [1] que j’ai commencé à comprendre. Cet article sera un peu plus compliqué que le précédent puisqu’il est difficile d’expliquer ces notions sans mathématiques. Continuer la lecture
Supergravité, réduction de Kaluza–Klein : quelques notions
Les théories de supergravité apparaissent comme des approximations aux théories des cordes (et de la théorie M), en particulier quand nous nous intéressons aux compactifications de certaines dimensions (par exemple 11d vers 4d). Dans le cas où ces dimensions supplémentaires prennent la forme de cercles « simples » on obtient des supergravités sans groupe de jauge (ungauged supergravity) : on entend par là que les seules transformations de jauge [1] sont abéliennes et proviennent de la réduction de Kaluza–Klein : dans ce cas seuls les champs vectoriels se transforment, tandis que les champs scalaires sont neutres. Continuer la lecture
Théorie des cordes et méthode scientifique : une critique par Woit
Dans un billet écrit en mai dernier, Peter Woit commente et critique quelques extraits du livre String Theory and the Scientific Method de Richard Dawid, dont l’objectif est d’amener les épistémologues à s’intéresser de plus près à la théorie des cordes, que Dawid trouve délaissée par rapport à d’autres théories moins pertinentes. Woit voit dans ce livre une expression optimiste et même naïve de positions peu honnêtes et maintenant dépassées. Continuer la lecture
Boson de Higgs : rien à voir avec la gravité
Il y a quelques semaines on me faisait remarquer que certains médias faisaient une analogie entre le photon, associé à l’interaction électromagnétique, et le boson de Higgs, qui serait associé à l’interaction gravitationnelle. En fait cette « analogie » repose sur une grave confusion entre plusieurs concepts : celui de masse conférée aux particules du fait de l’existence du Higgs, et l’équivalence entre masse et énergie en relativité restreinte, qui conduit à l’interaction gravitationnelle en relativité générale. Voici la réponse que j’ai apportée. Continuer la lecture