Qu’est-ce que la théorie des cordes ?
Qu’est-ce que la théorie des cordes ?
La théorie des cordes, ou string theory, est une hypothèse révolutionnaire en physique qui tente d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale. Voici quelques éléments clés pour la comprendre.
La relativité générale et la mécanique quantique sont deux piliers fondamentaux de la physique moderne. La relativité générale, formulée par Albert Einstein, décrit comment l'espace-temps est courbé par la matière et l'énergie, ce qui explique la gravité. La mécanique quantique, développée au début du XXe siècle, décrit quant à elle les interactions des particules à des échelles microscopiques. Cependant, ces deux théories sont incompatibles dans certaines conditions extrêmes, comme celles qui prévalaient juste après le Big Bang ou à l'intérieur des trous noirs. Concilier ces deux théories fondamentales via la notion de cordes permettrait d'ouvrir la voie à une théorie de la gravitation quantique plus cohérente.
Qui a inventé puis popularisé la théorie des cordes ?
En 1968, Gabriele Veneziano introduit une formule pour décrire les interactions hadroniques. Cependant, c'est au milieu des années 1970 que le concept de la théorie commence à prendre forme grâce aux contributions de John Schwarz et Joël Scherk, qui démontrent qu'une particule de spin 2 et de masse nulle, identifiée comme le graviton, pourrait être décrite par la théorie des cordes. John Schwarz, avec Michael Green, construit un modèle cohérent sans anomalies dans un espace-temps à dix dimensions. Leonard Susskind est également un pionnier, il a contribué à la première version de la théorie. Depuis, d’autres physiciens comme Brian Greene ou Lee Smolin ont joué des rôles importants dans son développement.
Qu'est-ce que la théorie des cordes ?
Le but principal de la théorie des cordes est d'unifier les différentes forces fondamentales de la nature en une seule théorie cohérente. Actuellement, la physique est divisée entre la théorie de la relativité générale et le modèle standard de physique quantique, qui décrit les forces électromagnétiques. La théorie des cordes cherche à surmonter cette division en proposant que toutes les particules sont en réalité des cordes vibrantes dont les modes de vibration déterminent les propriétés des particules. En unifiant la gravité et la mécanique quantique, la théorie des cordes vise à fournir une "théorie du tout" capable de décrire tous les phénomènes de l'univers comme l'inflation cosmique ou la nature des trous noirs.
Théorie des supercordes : c'est quoi les 11 dimensions de la string theory ?
La théorie des cordes estime qu’il existe des dimensions supplémentaires au-delà des quatre dimensions familières de l'espace-temps (trois d'espace et une de temps). Ces dimensions supplémentaires sont nécessaires pour que la théorie soit mathématiquement cohérente et pour éviter les anomalies. Dans la version la plus complète de la théorie, connue sous le nom de théorie des supercordes ou théorie M, il y a 11 dimensions. Sept de ces dimensions supplémentaires sont compactées dans des espaces extrêmement petits, souvent modélisés par des structures mathématiques complexes appelées espaces de Calabi-Yau. Ces dimensions cachées permettent une grande variété de comportements vibratoires des cordes, correspondant aux différentes particules observées.
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