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LA GÉOMÉTRIE DU TEMPS

De
103 pages
Le présent ouvrage tente à sa mesure de vulgariser l'étude des voyages temporels. A travers d'étranges objets exotiques comme les trous noirs, les ondes gravitationnelles, les trous de vers ou bien les quasars, le lecteur verra défiler sous ses yeux près d'un siècle de relativité einsteinienne La physique des particules l'entraînera ensuite aux confins du monde microscopique. De Newton à Einstein en passant par Heisenberg ou Feyman, l'auteur retrace ainsi une fresque bariolée de la physique contemporaine où se mêlent histoire des idées, découvertes inattendues et méthodologie scientifique.
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LA GÉOMÉTRIE DU TEMPS
Une étude sur la création de l'espace et du temps

Johann A. LUSSANGE

LA GÉOMÉTRIE DU TEMPS
Une étude sur la création de l'espace et du temps

L'Harmattan 5-7, rue de l'École Polytechnique 75005 Paris FRANCE

L'Harmattan Inc. 55, rue Saint-Jacques Montréal (Qc) CANADA H2Y lK9

L'Harmattan Hongrie Hargita u. 3 1026 Budape~ HONGmE

L'Harmattan Italia Via Bava, 37 10214 Torino ITALlli

@ L'Harmattan, ISBN:

2001 2-7475-0928-1

Sommaire
Avant-propos... Chapitre Un : La relativité et la théorie quantique
Première Partie: L'idée de relativité. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

9

1) La relativité restreinte et générale: théorie et principes... ..... ..........15 2) Les trous noirs et la gravitation relativiste .42 3) Les trous de ver et les univers parallèles ...56 4) La relativité et ses nouveaux paradoxes:
expérimentation, observation et raisonnement. . . . . . .. . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .66

Seconde Partie: La physique des particules à l'épreuve du temps
1 )La physique des particules et l'étude des interactions...

83 ...94 ... ...105

. . . . . . .. . . . . . ... . .84

2)La théorie quantique 3) Quelques grands domaines de recherche actuels... ... ... ... Chapitr~ Deux: L'analyse temporelle

Première partie: Les principaux concepts de l'analyse temporelle. .... .. 115 Seconde partie: Le cas unique du voyage centre-cible et les cinq cas du voyage centre-source .. .. .. .. .. .. .. Chapitre Trois: Le globisophisme

.. .. ... .. .. ...124 137

Conclusion.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . ... . . . . . . . . . . .. .149

Annexes.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ... 151

Glossaire.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157

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Remerciements.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 71

Avant-propos

Dans son livre An Introduction to the Meaning and Structure of Physics Léon Copper écrit: "s'il est vrai que l'on construit des cathédrales aujourd'hui dans la Science, il est bien dommage que les gens n'y puissent entrer, ne puissent pas toucher les pierres elles-mêmes". La vulgarisation a trouvé sa vocation. Son ambition réside dans l'explication simplifiée et rationnelle des phénomènes complexes de la nature. Le présent ouvrage reprend en partie cette vocation en explicitant sous forme de texte scientifique accessible à tous, les concepts majeurs de la théorie de la relativité et de la physique quantique. Quelle est la nature des rapports qui unissent l'homme et ses activités scientifiques? Quoi qu'il en soit, la science est l'une de ses expressions qui l'ont mené le plus haut. Un rythme chronologique marque et accentue ainsi chaque découverte. Le rêve d'Icare s'est réalisé avec l'Eole en 1890, mais aussi celui du Capitaine Némo, puis celui de Jules Verne avec Le voyage dans la Lune, en 1969. Un rêve reste cependant inachevé. Un rêve aussi fantastique que fascinant, et ce rêve, c'est celui de H.G Wells avec La machine à explorer le Temps. Ayant inspiré les plus grands auteurs de sciencefiction du XIXème siècle, on peut considérer que le voyage dans le temps est devenu scientifique au XXème siècle, et parions sur le fait qu'il deviendra expérimental dans un futur proche. Je pense qu'il est nécessaire de préciser que cet ouvrage tente, à sa mesure, de s'adresser au large public et qu'il peut dès lors définir son intérêt comme étant celui d'un livre de vulgarisation.

L'appréhension que pourrait susciter la difficulté de certains concepts comme ceux décrits dans ce texte est prise en compte, puisque chaque titre de paragraphe est balisé par un nombre d'étoiles (0) qui va croissant avec la difficulté du texte. De plus, pour répondre aux besoins de simplicité qu'exige cette vulgarisation, aucune équation mathématique n'apparaît au fur et à mesure que le lecteur progresse. Par respect pour la physique théorique, un ensemble restreint de relations célèbres est cependant présent en annexe de cet ouvrage. Le profane n'est absolument pas tenu de s'y référer pour comprendre le texte. Ce texte n'est d'ailleurs construit qu'à partir de raisonnements physiques que chacun est en mesure de comprendre. Dans un premier chapitre, cet ouvrage traitera principalement de phénomènes relativistes, mais n'exclura aucunement le monde microscopique en abordant certains aspects fondamentaux de la théorie quantique. Pour cela, une étude de certaines disciplines de la physique microscopique est impérative: la compréhension de l'asymétrie du temps, de l'hypothèse des univers parallèles, du principe de causalité, de l'antimatière, ou encore des phénomènes se déroulant au niveau des singularités. Il faut à ce propos que les choses soient claires: le thème principal de cet ouvrage concerne les voyages dans le temps, étudiés au niveau physique. Il s'agit donc d'expliquer certains travaux effectués par des physiciens relativistes et quantiques, mais également de préciser les retombées et les conséquences des récentes et multiples découvertes sur l'ensemble de la physique. C'est en ceci que le premier chapitre se doit d'apporter les connaissances nécessaires à la compréhension du second: l'analyse temporelle, qui se base sur des faits et des considérations logiques afin d'analyser graphiquement les différentes possibilités du voyage dans le temps. 10