L'Univers élégant de Brian Greene

« ASTROPHYSIOUE ET COSMOLOGIE La théorie du tout Les scientifiques détestent l'idée que deux théories puissent cohabiter sans arriver à s'unifier, à l'image de la relativité générale et de la mécanique quantique.

Le physicien Brian Greene présente, dans L'Univers élégant, l'une des plus sérieuses candidates à cette unification, la théorie des cordes. 1 1 La théorie M, cadre général des différentes théories des cordes, est l'un des lieux possibles d'unification de /a physique. 38 l r 1 t l ASTROPHYSIOUE ET COSMOLOGIE u..."""'lutiotl .,-. ~~='7\'} ::·' ,\ IOl'ntif,qw 1 ~ '-~:iviks r_; , ) , ( ELE6ANT PRÉFACE DE TRINH XUAN TH UAN • Le xx• siècle a connu deux révolutions scientifiques majeures, la relativité générale et la mécanique quantique.

Malheureusement, ces théories semblent inconciliables.

En 1999, le physicien Brian Greene publie un ouvrage paru aux éditions Robert Laffont, dans lequel il expose l'une des théories qui pourraient permettre cette unification tant attendue, la théorie des cordes. Ce livre, qui deviendra une série documentaire, fait le point sur les connaissances actuelles de manière très pédagogique, puis présente la possibilité d'unification. UNE THÉORIE ÉLÉGANTE dimensions invisibles, où le Big Bang et les trous noirs prennent des formes inattendues - que nous raconte ici l'un de ses acteurs.

Dans cette conception, les particules de la physique sont conçues comme les différents modes d'excitation des unités fondamentales, les cordes.

Un trait particulier de la théorie des cordes est le fait qu'elle requiert un espace-temps à au moins dix dimensions : nos trois dimensions spatiales usuelles, le temps et six dimensions compactes, appelées dimensions de Calabi-Yau. Paru en 1999 aux États-Unis et un an plus tard chez Robert Laffont en France, L'Univers élégant est une tentative de vulgarisation d'une des plus importantes théories de la fin du xx• siècle, la théorie des cordes. L'.enjeu de cette théorie est tout simplement l'unification de la physique, véritable Graal de la physique théorique depuis le début du xx• siècle et la naissance conjointe de la relativité générale et de la mécanique quantique.

Écrit par le jeune physicien Brian Greene, seulement âgé de 36 ans à l'époque et spécialiste de la théorie des cordes, cet ouvrage est l'une des premières plongées dans l'univers déroutant de cette nouvelle physique.

En moins de cinq cents pages, Greene arrive à présenter les principaux éléments de cette théorie extraordinairement difficile, puis les questions liées à sa vérification expérimentale et les enjeux de l'unification de la physique à travers la théorie M, cette dernière ayant pour objet de donner un cadre unique aux théories des supercordes. VÉRIFICATION EXPÉRIMENTALE La théorie des cordes a obtenu de premiers résultats partiels prometteurs.

Dans le cadre des trous noirs, elle donne la possibilité de reproduire la formule de Bekenstein et Hawking.

Elle possède également une richesse mathématique notable.

Elle a permis, par exemple, de découvrir la symétrie miroir en géométrie. Jusqu'à preuve du contraire, pour qu'une théorie scientifique soit validée, il est nécessaire qu'elle obtienne des confirmations expérimentales.

On attend ainsi aujourd 'hui de telles confirmations de la théorie des cordes.

Mais est-ce possible? Peut-on tester expérimentalement cette physique en laboratoire sans avoir accès à l'échelle de Planck? Personne n'a encore vu les si x dimensions supplémentaires, ni la supersymétrie, qui doit être spontanément brisée.

Des pistes sérieuses de confirmation indirecte ont déjà été explorées.

Ce sont en fait des conséquences de.... »