L'homme qui a saisi toutes les cordes

Brian Greene dit que la Théorie de Cordes est encore savante inclus s'il n'est pas falsable.

Dans la décennie de 1960, le physicien italien Gabriele Veneziano a développé une théorie pour expliquer le fonctionnement interne de l'atome et il a échoué – au commencement. Maintenant, beaucoup d'hommes de science croient qu'une version améliorée de sa conjecture, connue comme Théorie de Cordes, peut faire beaucoup plus qu'expliquer simplement l'atome. Pourrait être la Théorie revêche de Tout, l'ensemble de lois universelles qui gouvernent toutes les choses, depuis le plus petit quark dans l'atome au plus grand tas de galaxies, depuis le Big Bang jusqu'au présent.

La Théorie de Cordes explique ce que tu pourrais voir si tu augmentes sans limite, au-delà des cellules qui composent ton corps, de l'atome que ces cellules forment, des électrons et gluones de ceux qui sont faits ces atomes, jusqu'à l'échelle d'un quintillonésima de centimètre. À ce niveau, conformément à la théorie, elles sont, les bases de toutes les particules et les forces de l'univers : quelques fils d'énergie unidimensionales, ou “des cordes“, en vibrant dans neuf dimensions. Cela semble aller totalement contre le bon sens, mais beaucoup d'hommes de science concordent dans que c'est l'approche la plus prometteuse pour expliquer les lois de la physique.
Le physicien de l'Université de Columbia, Brian Greene, est devenu le visage public de la Théorie de Cordes. Il a proportionné une vision de l'intérieur de la topologie de ces dimensions additionnelles, et en 1999 il a présenté la théorie aux non hommes de science dans un livre qui est devenu un succès de ventes, L'univers Élégant. En 2008 co - a fondé le Festival Mondial de Science, un événement annuel qui réunit les hommes de science, les artistes et les gens communs qui sont simplement intéressés dans les grandes questions de l'univers. Greene a bavardé avec DISCOVER sur comment a évolué la Théorie de Cordes, les tentatives de trouver les épreuves qui l'appuient à travers des expériences, et les défis de faire que la science est émouvante pour le public général.

Quel est le problème principal qui essaie de résoudre la Théorie de Cordes ?

Notre actuelle théorie de la gravité – la Théorie de la Relativité Générale d'Einstein — et notre actuelle théorie du comportement des atomes et de particules nucléaires — la Mécanique Quantique – ils fonctionnent fantastiquement bien dans son domaine respectif : la relativité générale pour les grandes choses, et la mécanique quantique pour les petites. Mais quand tu essaies d'unir deux, il y a une incompatibilité, une hostilité. Il est inconfortable avoir deux lois de la physique, chacune en consolidant que l'autre ne fonctionne pas, dans un certain sens. En réalité, les deux ensembles de lois sont pensés pour fonctionner partout.

Comment crée la Théorie de Cordes une vision unique du monde qui s'applique partout – et qu'est-ce que c'est exactement une corde, dans tout cas ?

L'idée fondamentale consiste en ce que les constituants élémentaires de la matière – d'électrons, quarks et les autres – pourraient ne pas être points sans la taille, qui est l'image traditionnelle, mais de petits filaments. Pourraient exister dans de petits noeuds de filaments – des boucles minuscules d'énergie – ou de petits morceaux d'énergie, des cordes ouvertes, comme nous les appelons. Quand il s'est attentivement regardé aux mathématiques qui gouvernent le mouvement de ces filaments, on a trouvé, d'une façon surprenante, que les mathématiques ne fonctionnent pas dans un univers qui a seulement trois dimensions de l'espace. Ils requéraient neuf dimensions, et quand tu ajoutes le temps tu as 10 dimensions, ce qui est une idée complètement extravagante. Cependant, c'est une idée que les théoriques de cordes prennent au sérieux, à cause qu'ici il est où les mathématiques commandent, et les mathématiques se sont montrées à soi même comme un quía sûr sur comment fonctionne l'uiverso.

Comment pouvons-nous imaginer ces dimensions extra, et comment se manifesterait-il dans notre monde apparemment tridimensionnel ?

La forme et la taille extra des dimensions affecteraient aux propriétés de particules. Par ce que si tu me demandes: “Pourquoi l'électron a-t-il une masse ou une charge concrète ?”, la réponse dans la Théorie de Cordes serait : à cause que les dimensions extra ont la forme qu'ils ont. Un électron pèse ce qu'il pèse à cause qu'il a une certaine énergie interne, et cette énergie, conformément à Einstein il équivaut à mc2. L'énergie dépend de comment peut vibrer cette petite corde, et la corde vibre de manière qu'il dépend de son environnement, donc il dépend de la forme extra des dimensions. Le sommeil dans la décennie de 1990 était de trouver la forme extra des dimensions et de calculer les valeurs de toutes ces propriétés que les expérimentateurs ont trouvées.

Quel est l'actuel état de l'investigation dans la Théorie de Cordes ?

Nous avons un rang de possibilités pour la forme extra des dimensions. Nous avons, en fait, des catalogues de formes. Littéralement, il pourrait écrire un livre et passer une page après une page et te montrer formes distinctes extra pour les dimensions qui se sont déterminées comme mathématiquement possibles. Le problème consiste en ce que nous ne savons pas quelle page est la correcte, et le nombre de pages ont fantastiquement grandi dans les dernières années. Il y a de l'ordre d'au moins 10500 différentes pages actuellement [un nombre que petit laisse celui de particules dans l'univers], et quand tu t'affrontes à un livre à tant de pages, uns gens le jettent avec contrariété. Les autres disent qu'il est possible que toutes ces formes soient dans des univers distincts. C'est l'approche la plus récente et discutable qui se suivait.

Alors: pourrait-il y avoir une multitude d'univers, chacun en correspondant à une solution distincte ou à “une page“ de la Théorie de Cordes ?

Comme les hommes de science toutes suivons les chemins prometteurs, et il y a des raisons pour soupçonner que notre univers peut être l'un de plusieurs – une bulle unique dans un bain de mousse d'autres univers. Et alors tu peux imaginer que peut-être ces bulles distinctes ont des formes distinctes extra pour ses dimensions. Cela suggère un paysage d'univers distincts extra avec des formes distinctes de ses dimensions et, donc, différentes propriétés dans ces univers. D'être certain, notre univers serait l'un entre plusieurs, et alors la question serait pourquoi nous sommes dans celui-ci et non dans l'autre.

L'une de ses trouvailles aide les hommes de science à donner du sens à ces dimensions extra et d'autres univers: n'est-il {-elle} pas ainsi ?

Nous trouvons que la géométrie classique, du type que tu apprends dans l'école, s'effondre à des échelles extrêmement petites. Au lieu de celle-ci, elle apparaît, la géométrie quantique, dans laquelle, par exemple, il peut y avoir deux formes distinctes extra pour les dimensions qui jettent, cependant, la même physique. Dans d'autres mots, il peut y avoir deux formes distinctes depuis la perspective d'un mathématicien classique, mais quand nous les habillons avec ses propriétés quantiques elles deviennent identiques. Ce qui nous a réellement enthousiasmés consistait en ce que les calculs terriblement complexes encadrés dans le langage éminent à une forme, devenaient simples quand ils se remettaient en utilisant l'autre. Il plaît aux gens parler de que les esquimaux ont 20 mots pour la neige et la glace. Nous pourrions avoir besoin d'un paragraphe ou d'un livre pour essayer de décrire ces distinctions, à cause que notre langage n'est pas configuré pour les décrire. D'une forme similaire, avec ces formes, nous reécrivons basiquement des choses dès un langage à l'autre, et tout à coup une description maladroite et grossière se convertit dans propre, élégante et complètement soluble.

Les critiques de la Théorie de Cordes disent qu'elle n'est pas scientifique à cause qu'il n'est pas falsable. Comment pouvons-nous évaluer la Théorie de Cordes ?

Le falsabilida d'une théorie est quelque chose de génial, mais une théorie peut continuer d'être respectable inclus s'il n'est pas falsable, chaque fois qu'il est vérifiable. Il y a des aspects d'une théorie que tu peux chercher et confirmer, et c'est une autre forme de gagner la confiance en elle. Par exemple, elle est réellement difficile falsar, l'affirmation dont il y a une vie sur une autre planète, mais tu peux le vérifier en trouvant un exemple. Nous espérons que des certaines caractéristiques de la Théorie de Cordes sont confirmables.

Quel type de choses cherche-t-il {-elle} ?

Dans le Grand Colisionador de Hadrones à Genève, il y a caractéristiques de la Théorie des Cordes qui peuvent donner comme en ressorti les données qui n'ont pas une autre explication naturelle. Par exemple, la Théorie de Cordes suggère qu'il devrait y avoir une classe de particules nommées supersymétriques [chaque particule a une particule une collègue], et nous ne les avons jamais vues avant. Si nous les voyons, il ne démontrerait pas que la Théorie de Cordes est correcte, mais ce serait une épreuve circonstancielle solide, à cause que son foyer le plus naturel est la Théorie de Cordes. Il y a aussi une possibilité lointaine de ce que les hommes de science trouvent des épreuves de dimensions extra dans le LHC. La Théorie de Cordes n'est pas la théorie unique qui peut disposer des dimensions extra, mais c'est certainement une qui le demande et elle le requiert.

Comment essaient les physiciens de trouver des dimensions extra ?

Quand heurtent deux protons, comme il sera fréquemment fait dans le LHC, une partie des restes créés dans la collision pourrait être expulsé en dehors de nos dimensions communes et lancés vers les autres. Nous pourrions le remarquer en détectant une perte d'énergie dans nos dimensions. L'énergie disparaîtrait apparemment, mais en réalité il va simplement à un lieu envers que nos détecteurs n'ont pas d'accès direct.

Si aujourd'hui tu trouvais, d'une forme, que la Théorie de Cordes est confondue: comment te sentirais-tu au sujet de ton travail des 25 dernières années ?

Si elle était fausse par une erreur virtuelle ou réelle que nous avons passée par hauteur pendant 25 ans, je me sentirais assez de malheur. Mais c'est improbable – presque impossible – il dirait. Le plus probable consiste en ce que nous apprenons que la théorie est, peut-être, incapable de décrire la physique comme nous la connaissons. L'important est le progrès, et si nous pouvons comprendre pourquoi la Théorie de Cordes a échoué, ce sera un progrès. Non le progrès que nous avions attendu, mais je progresse cependant, et ainsi il est comme fonctionne la science.

Quelle confiance a-t-il dans que la Théorie de Cordes est correcte ?

Dans une occasion il écoutait un programme de rayon et j'ai été décrit comme un croyant dans la Théorie de Cordes. Presque je tombe au sol à cause que je " ne crois" pas à la Théorie de Cordes. Je ne crois à rien jusqu'à ce qu'il ne soit pas expérimentalement démontré. Je sens que la Théorie de Cordes est notre meilleur espoir pour faire des progrès dans unifier la gravité et la mécanique quantique. De plus, je suis resté spectaculairement impressionné dans les 20 dernières années avec le progrès qui a fait la Théorie de Cordes. Mais ce n'est pas une épreuve, et c'est pourquoi je ne crois pas à elle. Il y a une grande quantité d'idées intéressantes qui méritent une attention, et, parfois, des décennies d'attention, à cause qu'ils ont cette capacité de faire des progrès dans des questions profondes encore sans resovler. Mais cela ne signifie pas que tu crées que les idées sont correctes. Si tu veux utiliser le mot croire, je crois simplement que c'est la meilleure approche que nous avons.

Vous êtes l'auteur d'un livre un succès de ventes et un cofondateur d'un festival populaire de science. Comment aborde le travail d'obtenir que les gens s'intéressent à quelque chose de si ésotérique comme la Théorie des Cordes ?

Je crois que beaucoup de gens ont eu des expériences dans l'école où la science était d'apprendre des détails ou de compléter les calculs rigoureux qu'il est possible qu'ils ne soient pas alignés par sa personnalité. Ce qui est passé par hauteur consiste en ce que ces détails sont finalement utilisés par la science pour aborder les grandes questions qui importent à tous : D'où est venu l'univers ? D'où est arrivée la vie ? Tout finira finalement ? Je crois que les étudiants, souvent, gráce à la forme dans celle qui est apprise, perdent la partie intéressante de l'histoire et il les emporte à travers des détails, en laissant un mauvais goût de bouche. Tracy Day et moi créons le Festival Mondial de Science pour esquiver les structures existantes et pour créer les lieux où les gens, guidés sur de vrais hommes de science, peuvent plonger dans les histoires fantastiques de la science et de ses grandes idées. Ne m'interprète pas de malheur, les détails sans importants, mais les gens ne voudront jamais savoir les détails à moins qu'ils ne puissent se concentrer sur les grandes idées.

L'auteur : Andrew Grant
Une date Originale : Le 9 mars 2010
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