[News] Théorie : un espace-temps à 2 dimensions de temps et 4 d’espace

La physique de l'Univers...

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Michel
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[News] Théorie : un espace-temps à 2 dimensions de temps et 4 d’espace

Message par Michel » 21/06/2007 - 0:00:42

Le monde actuel de la Physique s’accommode de la notion d’espace-temps, entité métrique qui met sur un même pied d’égalité le temps et les trois dimensions spatiales visibles. Certaines théories rajoutent d’autres dimensions spatiales afin de tenter d’unifier toutes les forces physiques dans un modèle unique. Mais que diriez-vous d'ajouter encore une dimension spatiale et surtout une dimension supplémentaire de temps ? C’est ce qu’ont fait Itzak Bars et Yueh-Cheng Kuo, deux théoriciens de l'université de Californie du Sud.

Bars explique cette hypothèse à l’aide d’une analogie. La projection d'un objet 3D sur un mur bidimensionnel peut prendre de multiples formes différentes, et chacune d’elles est incapable de dévoiler complètement toutes les propriétés de l'objet 3D. De la même façon, la description de la dynamique à dimension temporelle unique dans la formulation standard de la physique serait insuffisante pour comprendre de nombreuses propriétés des systèmes dynamiques qui demeurent mystérieuses ou non discernables.

L'ajout d’une dimension de temps et d’une dimension d’espace supplémentaires, et à condition que tout mouvement dans cet espace augmenté soit symétrique pour un échange de position et d’impulsion à tout instant, permet de reproduire toute la dynamique de l’espace-temps normal, et de mette en évidence de nombreuses relations et symétries cachées qui sont réellement présentes dans notre propre univers.

Les correspondances cachées parmi les systèmes dynamiques sont analogues à celles qui existent entre les ombres multiples d'un objet tridimensionnel projeté sur la surface d’un mur. Mais ici l'objet se situe dans un espace-temps à quatre dimensions spatiales et à deux dimensions temporelles et ses ombres se situent dans trois dimensions d’espace et une de temps. Le mouvement en 4+2 dimensions est en réalité beaucoup plus symétrique et plus simple que le mouvement complexe des ombres correspondantes en 3+1 dimensions.

En dehors de l'unification générale de la dynamique décrite ci-dessus, qu’apporte cet ajout de dimensions (en plus de toutes ces dimensions spatiales supplémentaires requises par la théorie des cordes) qui ne pourrait pas être réalisé sans elles ? Bars affirme que sa théorie explique la conservation de symétrie CP (Charge Parité) dans les interactions fortes décrites par la chromodynamique quantique (QCD) sans nécessiter l’introduction d’une particule nouvelle, l'axion, qui n'a jamais été détectée expérimentalement.

Selon le scientifique, sa théorie explique également le fait que l'orbite elliptique des planètes soit fixe (sans tenir compte des faibles précessions bien connues). Cet effet de symétrie de "Runge-Lenz" (voir notre glossaire) demeure quelque peu mystérieux en mécanique céleste, mais pourrait être expliqué comme étant dû à la symétrie des rotations dans la quatrième dimension de l'espace.

Une symétrie semblable observée dans le spectre de l'hydrogène serait également expliquée dans cette physique à 2 dimensions temporelles, là encore résultant des symétries des rotations dans des dimensions supplémentaires d'espace et de temps. Il existe de nombreux exemples similaires de symétries cachées dans le monde classique macroscopique ou dans le monde quantique, prétend Bars, qui peuvent être « expliquées » pour la première fois grâce à cette nouvelle formulation à 2 dimensions de temps de la physique.

Il y a déjà eu des tentatives de formulation de théories à deux dimensions temporelles auparavant, mais Bars indique que la plupart de ces études étaient compromises par des problèmes d’unitarité (la somme de toutes les probabilités d’un événement ne doit pas être supérieure à 1) et de causalité (la flèche thermodynamique du temps doit être conservée).

Les théoriciens de l’USC ont reformulé leur modèle pour qu’il s’ajuste avec la version supersymétrique du modèle standard et espèrent que leurs idées pourront être testées par des simulations sur ordinateur et dans des expériences à venir.

Source: American Institute of Physics

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poppy
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Message par poppy » 21/06/2007 - 8:45:48

A la lecture du titre du sujet, j'ai eu une petite suée, après lecture du sujet lui-même, j'ai eu une grosse suée...

je comprends pas :larme:

Ces messieurs rajoutent une dimension temps, sous quelle forme ?
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sonic
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Message par sonic » 21/06/2007 - 9:10:47

j'ai rien capté du tout...mais alors rien de rien...

4 dimensions spatiales et 2 temporelles ?
ils mettent quoi dans leur pipe ?

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Maulus
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Message par Maulus » 21/06/2007 - 9:56:47

rien rien c'est l'interpretation d'une solution mathématique... donc pas facile a piger sans avoir compris les différentes démonstrations...
en tout cas, plus sa va, plus la necessité de rajouter des dimensions se fait sentir. c'est la mode.
la nouvauté là, c'est d'en rajouter une temporelle. pas grand chose a dire d'autre.
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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bwergl
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Message par bwergl » 21/06/2007 - 10:46:05

rien a voir mais je m'etais deja demandé si le temps n'etait pas apparu avant l'espace en ce qui me concerne... un univers a une seule dimension, celle du temp. lol...

wilo
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Message par wilo » 21/06/2007 - 10:46:39

:lol: lol c'est vrai c'est la mode en ce moment!

je suis largué après le 2e paragraphe :lol: :boulet: :grat:

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Michel
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Message par Michel » 21/06/2007 - 10:47:12

Maulus a écrit :rien rien c'est l'interpretation d'une solution mathématique... donc pas facile a piger sans avoir compris les différentes démonstrations...


oui Maulus
Dans la théorie des cordes par exemples, les dimensions d'espace supplémentaires sont minuscules voire recourbées sur elles-mêmes et donc inaccessibles à notre perception. Ici les 2 dim. supplémentaires sont étendues normalement, comme les dim. habituelles. Cependant, les symétries dans cet espace 4+2 font que cet espace se réduit à sa projection dans le notre (3+1). Ce que dit l'article c'est que les calculs dans cet espace augmenté permettent d'expliquer certaines propriétés du notre.

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halman
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Message par halman » 21/06/2007 - 11:12:08

C'est de la physique, pas des mathématiques.

Les lois de la physique ne font pas de mathématiques.

Les mathématiques sont l'outils que nous avons créé pour comprendre la nature, les lois de la physique.

C'est fascinant.
L'homme est le Temple du Verbe, mais pas pour l'Eternité.

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Message par poppy » 21/06/2007 - 11:33:10

c'est un brouillard fascinant :D

Micheeeeeel :cry:

si je regarde Marseille depuis Paris en ligne droite, la théorie des cordes me suggèrent que Marseille peut se trouver selon une courbe à égale distance mais à la verticale de Paris, existante mais non perceptible nop ?
mon exemple imagé indique que j'ai rien compris ?
merf...

raisonner en 4+2 permet d'expliquer quoi de plus que 3+1 ? lorsque tu dis que les dimensions supplémentaires de la théorie des cordes sont inaccessibles à notre perception, cela suggère que ce 4+2 permet une représentation en volume, géométrique qui nous serait perceptible ?

:grat2: :grilled:
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Maulus
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Message par Maulus » 21/06/2007 - 12:09:49

Michel a écrit :
Maulus a écrit :rien rien c'est l'interpretation d'une solution mathématique... donc pas facile a piger sans avoir compris les différentes démonstrations...


oui Maulus
Dans la théorie des cordes par exemples, les dimensions d'espace supplémentaires sont minuscules voire recourbées sur elles-mêmes et donc inaccessibles à notre perception. Ici les 2 dim. supplémentaires sont étendues normalement, comme les dim. habituelles. Cependant, les symétries dans cet espace 4+2 font que cet espace se réduit à sa projection dans le notre (3+1). Ce que dit l'article c'est que les calculs dans cet espace augmenté permettent d'expliquer certaines propriétés du notre.

Oui j'avais compris mais je pointe le fait que cet "espace augmenté" n'est qu'une solution mathématique pour parvenir à expliquer un problème de notre espace temps actuel.
C'est très compliqué de comprendre comment se comporte un monde avec de nouvelles dimensions. A forciori lorsque les ditent dimension sont semblables aux dimensions que nous connaissons !
Ce que j'aimerais comprendre c'est pourquoi des symétries ?
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klinfran
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Message par klinfran » 21/06/2007 - 12:15:46

enfin, il me semble qu'en mécanique classique, on a pas trop de mal à expliquer que les orbites elliptiques soient symétriques, il suffit d'utiliser la conservation de l'énergie et la conservation du moment cinétique et voilà le tour est joué. Menfin c'que j'en dis moi.

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Michel
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Message par Michel » 21/06/2007 - 12:18:28

poppy >>

1) non: marseille est disons en (0, -700, -0,002) de Paris dans un certain repère d'espace à 3 dimensions: cad: xM=xP=0; yM=yP-700 (km) et zM=zP-0,002 (2 mètres plus bas pourquoi pas)
Maintenant rajoutons 1 dim spatiale: cela veut dire que notre espace prend une "épaisseur" ep dans une 4eme dimension (inaccessible à nos sens a priori, ça se saurait sinon). La distance de M à P devient: (0, -700, -0,002, Xep). Si cette 4eme dimension était étendue (infinie ?) comme les autres, Xep pourrait prendre n'importe quelle valeur et nous vadrouillerions dans les 4 dim . Mais si ep est minuscule (pkoi pas de l'ordre de 10e-30 disons), alors Xep ne peut dépasser cette valeur et nous ne pouvons la ressentir.

2) malgré le fait que les 2 dim supplémentaires de l'espace 4+2 soient étendues, nous ne les ressontons pas non plus (ce qui semble contredire ce que je dis en 1)). Seulement voilà, dans ce cas-ci, cet espace-temps 4+2 est mathématique. L'espace réel est le 3+1 . Nous vivons à la surface du "mur" utilisé en analogie dans l'article. Et c'est en considérant mathématiquement notre 3+1 comme la projection d'un monde 4+2 que les propriétés évoquées succinctement dans l'article trouvent des explications.

user_01
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Message par user_01 » 21/06/2007 - 13:14:55

Il n'y a rien de nouveau dans l'utilisation d'une dimension supplémentaire de temps. L'un des scientifiques les plus connus ayant déjà bossé dessus est stephen hawking qui a imaginé une dimension supplémentaire de temps qu'il a dénommé "temps imaginaire", sorte de fleche du temps perpendiculaire à l'axe du temps tel que nous le voyons habituellement. On peut faire l'analogie avec les mathématiques où l'axe des imaginaires est perpendiculaire à l'axe des réels.

Voir sur wikipédia :
Stephen Hawking

La flèche du temps
Dernière modification par user_01 le 21/06/2007 - 14:43:31, modifié 2 fois.

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gux
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Message par gux » 21/06/2007 - 13:21:20

Apparement il y a un livre qui explique les dimensions superieures a la notre, mais je ne sais pas s'il est recommandable ou pas (http://www.tenthdimension.com, en anglais).

Il y a quand même sur le site une explication d'une fourmi qui marche sur un ruban de möbius. La fourmi pense être dans un monde 2-dimensionnel, mais on peut voir qu'elle est reallement sur 3 dimensions. Est-ce que la fourmi peut douter de la nature 2-D de sa realite? Je sais pas.

Encore plus, avec une 5 ème dimension fonctionelle, on aurait droit à un univers avec une infinitude de realites divergentes mais apparentées.

Encore plus, avec 6 dimensions fonctionelles, on aurait droit à voyager entre les realites divergentes aisement (sans devoir revivre une vie dès le debut pour arriver a la realite souhaité).

Mais apparement les dimensions ajoutés en 4 + 2 ne sont pas si fonctionelles pour des restrictions de symétrie? :fada:
Et la bête se fera légion. Elle se reproduira par milliers de mille. Le vacarme de millions de claviers tel un déluge couvrira la terre, et les disciples de Mammon trembleront.

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poppy
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Message par poppy » 21/06/2007 - 14:23:54

Michel a écrit :poppy >>

1) non: marseille est disons en (0, -700, -0,002) de Paris dans un certain repère d'espace à 3 dimensions: cad: xM=xP=0; yM=yP-700 (km) et zM=zP-0,002 (2 mètres plus bas pourquoi pas)

jusqu'ici tout va bien :)

Maintenant rajoutons 1 dim spatiale: cela veut dire que notre espace prend une "épaisseur" ep dans une 4eme dimension (inaccessible à nos sens a priori, ça se saurait sinon). La distance de M à P devient: (0, -700, -0,002, Xep).

idem, ça va toujours bien :)

Si cette 4eme dimension était étendue (infinie ?) comme les autres, Xep pourrait prendre n'importe quelle valeur et nous vadrouillerions dans les 4 dim . Mais si ep est minuscule (pkoi pas de l'ordre de 10e-30 disons), alors Xep ne peut dépasser cette valeur et nous ne pouvons la ressentir.

oki, tout ceci me paraît cohérent :)


2) malgré le fait que les 2 dim supplémentaires de l'espace 4+2 soient étendues, nous ne les ressontons pas non plus (ce qui semble contredire ce que je dis en 1)). Seulement voilà, dans ce cas-ci, cet espace-temps 4+2 est mathématique. L'espace réel est le 3+1 . Nous vivons à la surface du "mur" utilisé en analogie dans l'article. Et c'est en considérant mathématiquement notre 3+1 comme la projection d'un monde 4+2 que les propriétés évoquées succinctement dans l'article trouvent des explications.

c'est là où je patauge :(
4+2 serait la représentation symétrique de notre espace réel 3+1 ? et cette application mathématique expliquerait la symétrie des rotations dans la quatrième dimension de l'espace ?
C'est donc une reformulation mathématique de notre 3+1 pour tenter d'expliquer les dimensions espace-temps ?
En fait c'est un moyen mathématique pour aller dans l'espace-temps ? :fada:

Merci Michel :jap:
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Maulus
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Message par Maulus » 21/06/2007 - 15:19:10

non poppy, c'est un modèle mathématiques qui permet de resoudre des problèmes dans un monde en 3+1.
ensuite si cette solution fait se correler plusieurs résolution de problème d'un monde en 3+1, il sera temps de se demander si finalement le 3+1 n'est pas une projection d'un 4+2.
on a aucune solution pour s'extraire physiquement du 3+1 pour voir si c'est pas autre chose, donc il faut trouver des anomalies d'un 3+1 qui nous mène a déduire qu'un 3+1 n'est pas suffisant et qu'il existe d'autre dimension, meme si elle nous echappe pour le moment.
c'est très abstrait...

edit: quand je dis qu'un 3+1 peut etre la projection d'un 4+2, sa veut dire qu'on ne recent que le 3+1 mais que le 4+2 se cache dans certaine anomalie du 3+1. donc qu'il impossible de tout comprendre dans un système 3+1 et qu'il faut imaginer d'autre dimension pour comprendre le fonctionnement de certain phénomène du 3+1.
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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poppy
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Message par poppy » 21/06/2007 - 15:28:40

yessssssssss oki !!!

Merci Michel et Maulus

:jap: :jap:
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J-B
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Message par J-B » 21/06/2007 - 15:47:30

La physique ne fait que proposer des modèles permettant de prédire le résultat de certaines expériences (temps de chute d'une pomme etc.). Si un modèle se décrit de manière plus simple en utilisant un espace à 4+2 dimensions, on aurait tort de s'en priver.

Mais la question de savoir si les objets qui interviennent dans les modèles ont "une certaine réalité" n'est pas une question de physicien (ce qui ne veut pas dire que ce n'est pas une question intéressante). Ici, ce n'est pas parce que le modèle se décrit plus simplement avec 4+2 dimensions que "l'univers a 4+2 dimensions" (si ça a un sens...).

Victor
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Message par Victor » 21/06/2007 - 16:00:14

C'est rigolo mais est ce bien sérieux si vous pouviez me dire exactement ce qu'est le temps et arrêter avec des géométries inaptes à décrire le réel...J'inventerais une dimension rien que pour vous
Dernière modification par Victor le 21/06/2007 - 16:02:20, modifié 2 fois.

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bwergl
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Message par bwergl » 21/06/2007 - 16:00:46

c'est sans fond tout ca... quand il auront resolu des problemes avec 4+2 ils en trouveront d'autres qu'il faudra resoudre avec 7+5 etc... si il ya une dimension supplementaire, alors il est probable qu'il y ai une infinité de dimensions egalement... tout comme on trouvera certainement encore et tjrs d'autres particules encore plus virtuelles qui composront les particules deja virtuelles, etc... un peu aussi comme dans la superposition d'etat du chat de shrodinger. dans un univers parallele, nous sommes mort et dans un autre nous somme vivant... on peut imaginer que nous accomplissons tous les actes possibles et imaginables et que nous ne sommes que la projection d'une de ces possibilités.... c'est une des grandes vertues de l'infini.

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Message par bwergl » 21/06/2007 - 16:07:07

Victor a écrit :C'est rigolo mais est ce bien sérieux si vous pouviez me dire exactement ce qu'est le temps et arrêter avec des géométries inaptes à dércire le réel...J'inventerais une dimension rien que pour vous


je crois qu'on peu dire que le temps c'est l'enchainement... une suite d'espaces. un espace clonable. dans le temp T+1 tu es le clone de T avec une difference minine. un peu comme quand on voit une image qui se decompose au cinéma. si tu t'arrete sur un T precis alors tu as une image du temps arreté. dans le cas d'un ciné, c'est l'image x en 2D. donc si on revient a la superposition d'etat avec deux dimensions de temps, tu as deux images d'un meme objet sous un angle different ou executant un acte different comme dans un coeur informatique a plusieurs processeurs peut etre. et si on avait des particules capable de vivre quelques milliardiemes de seconde dans le futur ou le passé, juste un chouia, ca necessiterait qu'on invente une dimension supplementaire pour materialiser le passage de l'une a l'autre mathematiquement et mettre le principe des effets qui se produisent avant les causes en theories. ca voudrait aussi dire que cette dimension temp est legerement ou beaucoups elastique peut etre et que nous sommes simplement posés quelque part sur cet elastique... d'ailleurs rien qu'avec la relativé, on voit bien deja le coté "elastique" du temp.
Dernière modification par bwergl le 21/06/2007 - 16:18:30, modifié 1 fois.

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Message par Michel » 21/06/2007 - 16:16:40

victor: pour le temps, lire "le temps et sa flèche" , anthologie d'une série de conférences données par d'éminents scientifiques et philosophes. C'est très instructif, les points de vue sont très variés et posent bien la diversité et la complexité du problème d'une définition du "temps".

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Maulus
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Message par Maulus » 21/06/2007 - 16:29:51

ce qu'il est à mon avis important de se dire c'est qu'il parait aujourd'hui difficile de s'imaginer dans 4 pauvres dimensions. c'est pas assez pour tout décrire sans faute.
Ce n'est pas le moindre charme d'une théorie que d'être réfutable, F. Nietzsche.

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ATILA
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Message par ATILA » 21/06/2007 - 20:23:24

"Il existe de nombreux exemples similaires de symétries cachées dans le monde classique macroscopique ou dans le monde quantique, prétend Bars, qui peuvent être « expliquées » pour la première fois grâce à cette nouvelle formulation à 2 dimensions de temps de la physique."

...disait l'article...!

Cherche bonne âme qui pourrait me citer un des "nombreux exemples de symétries cachées" plus terre-á-terre :D
J'ai l'impression de me prendre le "mur" en pleine poire :(
Croire est le contraire de savoir. Si je crois. je ne sais pas. Si je sais, je ne crois pas. Le quotidien m'apporte le savoir.

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Message par Victor » 21/06/2007 - 20:34:58

Les symétrie cachées un rêve de jardin à la française mais le pire c'est que ça complique pour le plaisir déjà j'ai du mal avec la relativité où le temps est décrit comme dimension je parle pas des théories des cordes, mais bordel de merde... Ils peuvent pas se contenter de l'espace que l'on voit ? Sinon le simple fait d'observer ne correspond qu'à des illusiions... Quand je mesure quelques choses dans ce monde même en quantique ou chomodynamique quantique ça corresponds à des objets observables dans un réel à 4 dimensions même si j'ai du mal avec le temps

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