Test fatidique pour la gravité massive

Publié par Redbran le 11/07/2018 à 12:00
Source: CEA
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©NASA
Un chercheur de l'IPhT a proposé une démarche très générale permettant de tester des théories physiques avancées qu'il a appliquée à la "gravité massive". Le verdict est sans appel: la théorie est incompatible avec des principes physiques fondamentaux comme la causalité !

​Les deux théories fondatrices de la physique moderne, la relativité générale (La relativité générale, fondée sur le principe de covariance générale...) d'Einstein et le modèle standard de la physique des particules (La physique des particules est la branche de la physique qui étudie les constituants...), achoppent sur deux difficultés: l'expansion accélérée de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) et la faible valeur de cette accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...). Pour la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer,...) d'Einstein, le problème peut être résolu en affectant une valeur ad hoc à la constante fondamentale (En physique, la notion de constante fondamentale peut prendre deux significations : cela peut...) dite cosmologique. Il n'en va pas de même pour la théorie des particules qui fournit une valeur d'accélération bien trop grande par rapport aux observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les...).

Des théories alternatives dites de gravité massive (Le mot massif peut être employé comme :) contournent cette difficulté en proposant une constante cosmologique (La constante cosmologique est un paramètre rajouté par Einstein en février 1917...) nulle et en affectant une masse finie et extrêmement faible à la particule médiatrice (En géométrie plane, la médiatrice d'un segment est l'ensemble des points...) de la gravitation (La gravitation est le phénomène d'interaction physique qui cause l'attraction...), le graviton (Le graviton est une particule élémentaire hypothétique qui transmettrait la...).

Grâce à une approche reposant sur des principes très généraux (causalité, localité, unitarité, relativité), un chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la...) de l'IPhT et ses collaborateurs ont établi des contraintes fortes à une échelle spatiale repoussée d'un facteur mille. En passant d'un millier à un million (Un million (1 000 000) est l'entier naturel qui suit neuf cent quatre-vingt-dix-neuf...) de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...), il devient possible de sonder d'éventuels effets gravitationnels entre la Terre et la Lune, distantes de 380 000 kilomètres. La rotation de la Lune étant connue avec une précision d'une partie pour cent milliards, les chercheurs n'observent pas les effets attendus de la gravité massive et par conséquent, disqualifient cette théorie comme alternative (Alternatives (titre original : Destiny Three Times) est un roman de Fritz Leiber publié...) à la théorie d'Einstein.

La même démarche a été appliquée, il y a trois ans, à la théorie "perturbative" des cordes, qui remarquablement, a passé avec succès ces "tests" théoriques.

Il est aussi possible d'appliquer ces principes à une autre classe de théories de gravité modifiée, dites Galileon, ainsi qu'à des théories de physique des particules au-delà du modèle standard, qui pourraient être testées au LHC (Cern).

Référence publication:
​Beyond Positivity Bounds and the Fate of Massive Gravity, PRL

Voir aussi:
sur le site de l'IPhT
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