Théorie des supercordes
La théorie des cordes aspire à tout unifier, des atomes et particules minuscules aux étoiles et aux galaxies, en une seule théorie appelée la théorie de tout.
La possibilité d'unifier la relativité générale et la mécanique quantique en une seule équation explique tout, était le rêve d'Einstein, qu'il a travaillé à réaliser jusqu'au dernier moment de sa vie.
Aujourd'hui le rêve est imminent, grâce à la théorie des cordes.
Qu'est-ce que la théorie des cordes?
L'idée de la théorie des cordes est très simple, elle tourne autour du fait que tout dans l'univers, des plus petites particules aux étoiles les plus éloignées, est composé d'une seule chose, qui sont des chaines d'énergie vibrante, appelées cordes.
Ces cordes vibrent à des fréquences différentes, chaque motif de vibrations représente une particule différente, faisant tous les composants de la nature, en d'autres termes, l'univers n'est rien d'autre qu'une symphonie dont les notes sont le résultant de la vibration de ces cordes.
Il existe deux types de cordes , des cordes ouvertes et des cordes fermées, et la taille d'une seule corde est d'environ 10 ^_ 35 mètres, pour approximer la vision, si nous agrandissons les atomes de sorte que le noyau ait la taille du soleil et que l'électron soit la taille de la terre, la taille de la corde sera approximativement la taille du noyau de l'atome.
bref historique.
La théorie des cordes est apparue pour la première fois en 1960 et considérait que l'unification de la relativité générale et de la mécanique quantique ne peut être réalisée qu'en trouvant la particule graviton (responsable de la force gravitationnelle), où la mécanique quantique vise à trouver une particule quantique pour chaque force.
En effet, la théorie des cordes a finalement atteint la particule graviton, et l'unification de la relativité générale et de la mécanique quantique est devenue possible, mais nous avons dû payer un lourd tribut pour cela, qui est l'inévitabilité de l’existence de 26 dimensions au lieu des 4 dimensions que nous connaissons (3 dimensions spatiales et une dimension temporelle).
En 1984, les scientifiques Michael Green et John Schwartz ont développé la théorie des cordes, de sorte qu'ils obtenaient 5 théories des cordes, et en la combinant avec la théorie de la supersymétrie, (ce qui signifie l'existence d'une ou plusieurs particules complètement symétriques avec la particule d'origine, par exemple, le symétrie de l'électron est le sy_ectron, le neutrino est le sy_neutrino...ect,
Par conséquent, les 26 dimensions ont été réduites à 10 dimensions seulement, et ainsi la théorie des cordes a été développée, en théorie des supercordes.
les 5 théorie des cordes s'appellent:
- type I: ou Les cordes sont ouvertes ou fermées.
- type IIA: Contient seulement les corde fermées
- type IIB: Contient seulement les corde fermées
- hétérotique E8xE8: Contient seulement Les corde fermées (contient le groupe de jauge spécial E8xE8).
- hétérotique SO(32): contient seulement Les corde fermées (contient le groupe de jauge de rotation SO(32)).
La Théorie M.
Cependant, le problème d'avoir 5 théories de la théorie des cordes est resté un obstacle à l'unification de toutes les lois de la physique, en une seule théorie, ou ce que l'on appelle la théorie de tout.
Jusqu'en 1996, lorsque le physicien Edward Witten a révolutionné la théorie des cordes, en supposant que les cinq théories de supercordes ne sont que des aspects différents d'une théorie de base appelée la théorie M.
Ed Witten a ajouté une nouvelle dimension aux théorie, et avec cela, nous avons 11 dimensions pour la théorie des supercordes, où les 4 dimensions sont l'espace-temps ou les dimensions physiques, tandis que les 6 autres dimensions sont de très petites dimensions dans le plan sous-physique, et Witten a supposé que la nouvelle dimension qu'il a ajoutée, soit c'est une très petite dimension Tout comme les 6 autres dimensions, ou une très grande dimension que l'on ne peut pas observer et qui forme des univers parallèles.
Grâce à la nouvelle théorie d'Ed Witten, nous avons une théorie qui explique tout en 11 dimensions.
Les avantages de la théorie des supercordes.
La théorie des cordes est considérée comme une théorie prometteuse malgré les nombreux problèmes auxquels elle est confrontée, car elle nous donne des méthodes mathématiques pour relier des champs différents et dissemblables dans ce qu'on appélle les binaires, comme la relier à la gravité et à l'électromagnétisme en physique, et la relier également à plusieurs théories en mathématiques.
Les problèmes de théorie des cordes.
La théorie des cordes est une théorie élégante et belle, et elle peut tout expliquer et relier toutes les sciences entre elles, mais elle se heurte à de nombreux problèmes, notamment:
- La très petite taille des cordes(10^_35 m) , même inférieure à la longueur du Planck, les rend impossibles à détecter expérimentalement.
- Dans sa tentative d'unifier les lois de la physique, la théorie des cordes aura besoin d'énormes accélérateurs de puissance, qui ne peuvent être atteints avec nos capacités actuelles, ce qui a conduit certains scientifiques à la considérer comme une théorie philosophique, et non scientifique, car elle ne fournit pas de prédictions pouvant être examinées et critiquées.
- La théorie des supercordes nécessite des particules supersymétriques, dont aucune n'a été trouvée même dans notre accélérateur le plus rapide.
- En essayant d'extraire les constantes physiques en utilisant la théorie des supercordes, comme la vitesse de la lumière, la masse d'un électron, etc., cette théorie nous donne 10 ^ 500 solutions et cela représente des solutions différentes pour des univers multiples et différents.
Mais malgré tous ces problèmes auxquels la théorie des supercordes est confrontée, Ed Witten dit:
"Pour moi, il est inconcevable que les humains tombent par hasard sur une structure aussi étonnante, qui jette tellement de lumière sur des théories physiques bien établies et diverses branches des mathématiques, je suis convaincu que Le projet général est sur la bonne voie, mais je ne prétends pas que cet argument que j'ai présenté soit scientifiquement convaincant".
