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15 juil. 2019 · 17 min

Théorie du tout : pourquoi la physique résiste encore

Dans cet épisode audio, suivez la quête d’une théorie du tout, du modèle standard aux cordes, et la difficulté d’y intégrer la gravitation.

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Un contenu original Tangente, adapté en podcast avec l’aide de l’IA et validé par notre rédaction. Comment ça marche ?

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  1. Intervenant 1

    Bienvenue dans le podcast du magazine Tangente. C'est un immense plaisir de retrouver tous les passionnés de science et de curiosité pour cette nouvelle exploration.

  2. Intervenant 2

    Bonjour Evelyne. Et oui, c'est un vrai bonheur d'être là pour aborder un sujet aussi vertigineux aujourd'hui.

  3. Intervenant 1

    Absolument. Aujourd'hui, on plonge dans une analyse à partir d'un article fascinant qui s'intitule « l'unification de la physique ».

  4. Intervenant 2

    Tout un programme, oui.

  5. Intervenant 1

    C'est ça. L'objectif de notre exploration, notre mission en quelque sorte, c'est de comprendre cette espèce d'obsession ultime des physiciens. Le

  6. Intervenant 2

    Graal de la physique en

  7. Intervenant 1

    fait. Exactement. Parce que fondamentalement, ces chercheurs partagent deux grands rêves. Le premier, c'est de formuler une équation mathématique d'une élégance absolue. Et le second, c'est que cette équation décrive absolument toute la physique.

  8. Intervenant 2

    Rien

  9. Intervenant 1

    que ça. Rien que ça, ouais. Sauf que, et c'est là tout le drame, les deux théories les plus solides de notre époque refusent catégoriquement de s'entendre.

  10. Intervenant 2

    C'est un vrai mur de briques.

  11. Intervenant 1

    Bon, décortiquons un peu tout ça. D'où vient exactement ce besoin viscéral, presque historique, j'ai envie de dire, de vouloir tout fondre dans un seul moule ?

  12. Intervenant 2

    Bah, cette quête d'unification, c'est vraiment le moteur de la pensée scientifique depuis des siècles. Ça ne date pas d'Einstein ou du XXe siècle.

  13. Intervenant 1

    D'accord. Ça remonte à quand alors ?

  14. Intervenant 2

    Dès les travaux de Dalilé et de Kepler, il y a un postulat fort qui émerge. L'idée que la nature s'écrit en langage mathématique.

  15. Intervenant 1

    Ouais.

  16. Intervenant 2

    Parce qu'au départ, l'observation du monde, elle était super fragmentée. On étudiait la lumière d'un côté...

  17. Intervenant 1

    La mécanique des objets de l'autre, c'est ça ?

  18. Intervenant 2

    C'est ça. Et le mouvement des planètes encore ailleurs. En fait, chaque domaine avait ses propres petites règles empiriques dans son coin.

  19. Intervenant 1

    Un peu comme des disciplines totalement séparées.

  20. Intervenant 2

    Totalement. Et l'intuition fondatrice de ces pionniers, c'est que toute cette complexité apparente, c'est juste un rideau de fumée. En coulisses, il y a une machinerie très simple qui tire toutes les ficelles.

  21. Intervenant 1

    Et le premier à vraiment déchirer ce rideau de fumée, c'est Isaac Newton au 17ème siècle.

  22. Intervenant 2

    Un génie absolu.

  23. Intervenant 1

    C'est clair. C'est comme si, historiquement, la physique passait son temps à réaliser que deux choses en apparence totalement différentes, comme une pomme qui tombe d'un arbre et une planète qui tourne autour du soleil, sont en fait exactement le même phénomène en coulisses.

  24. Intervenant 2

    C'est une excellente analogie et c'est un tournant épistémologique majeur. Avant Newton, on pensait vraiment que le ciel, divin et parfait, n'avait rien à voir avec notre monde terrestre imparfait.

  25. Intervenant 1

    Des règles différentes pour des mondes différents, en gros.

  26. Intervenant 2

    Voilà. Et Newton brise complètement cette frontière cosmique. Il unifie la mécanique céleste et la mécanique terrestre avec la gravitation universelle.

  27. Intervenant 1

    C'est le premier grand rassemblement du coup.

  28. Intervenant 2

    Ouais. Et cette dynamique va vraiment s'accélérer. Au 19e siècle, on a James Clerk Maxwell qui réalise un autre tour de force énorme.

  29. Intervenant 1

    En se basant sur les travaux de Faraday, c'est ça ?

  30. Intervenant 2

    Exactement. Maxwell arrive à réunir l'électricité, le magnétisme et l'optique sous une seule et même bannière. Ces équations montrent, de façon magistrale, que la lumière n'est rien d'autre qu'une onde électromagnétique.

  31. Intervenant 1

    Ah ouais, donc on réduit encore la liste. On passe de dizaines de phénomènes bizarres à quelques grandes lois fondamentales.

  32. Intervenant 2

    C'est exactement le processus, ouais.

  33. Intervenant 1

    Et puis évidemment, la figure d'Albert Einstein entre en scène. Entre 1905 et 1916, il regroupe la géométrie de l'espace-temps avec la gravitation.

  34. Intervenant 2

    La fameuse relativité générale.

  35. Intervenant 1

    Voilà. La gravité, ce n'est plus juste une force invisible magique qui tire sur les objets, c'est vraiment une courbure physique du tissu même de l'espace et du temps. Mais l'article souligne un point assez tragique sur la fin de carrière d'Einstein.

  36. Intervenant 2

    Oui, c'est une période souvent méconnue. Mais sa fin de vie est marquée par un isolement scientifique presque total.

  37. Intervenant 1

    Ah bon ?

  38. Intervenant 2

    En fait, après avoir redéfini la gravité, Einstein s'est mis en tête de trouver un théorie unifiée des champs. Il voulait englober sa relativité générale et l'électromagnétisme de Maxwell. Pour faire

  39. Intervenant 1

    l'équation ultime, quoi.

  40. Intervenant 2

    C'est ça. Il y a consacré ses dernières décennies. Mais c'était une voie sans issue. Pendant qu'il s'acharnait là-dessus, tout le reste de la communauté des physiciens avait déjà bifurqué ailleurs.

  41. Intervenant 1

    Vers le monde quantique, j'imagine ?

  42. Intervenant 2

    Exactement. Un territoire microscopique beaucoup plus étrange, et Einstein refusait un peu d'y adhérer de cette façon-là.

  43. Intervenant 1

    Et c'est justement là qu'on trouve un point de friction fascinant dans l'article. Pourquoi avoir ressenti ce besoin de plonger dans le noyau atomique ? L'article rappelle qu'au début des années 30, on ne connaissait que la gravité et l'électromagnétisme, non ?

  44. Intervenant 2

    C'est ça. Mais le problème, c'est que si on applique strictement ces deux seules lois à un atome, la matière ne devrait pas exister.

  45. Intervenant 1

    Attendez, comment ça, la matière ne devrait pas exister ?

  46. Intervenant 2

    Prenons le noyau d'un atome. C'est bourré de protons, on est d'accord.

  47. Intervenant 1

    Ouais, qui ont tous une charge électrique positive.

  48. Intervenant 2

    Voilà. Or, les lois de l'électromagnétisme disent que des charges identiques se repoussent et avec une violence inouïe. À cette échelle microscopique, la répulsion est gigantesque.

  49. Intervenant 1

    Et la gravité ne suffit pas à les retenir.

  50. Intervenant 2

    Ah non, la gravité est infiniment trop faible pour compenser ça.

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