Traduction, commentaires et illustrations par le 4ième de Toledo, le 1er mai 2025
J’ai ajouté dans mon article de nombreux commentaires de mon cru afin de donner des explications les plus simples possibles. Gardons en tête que nous ne sommes que des hobbyistes.
Introduction par le 4ième de Toledo
La gravitation demeure l’un des phénomènes les plus mystérieux de l’univers, défiant à la fois nos capacités d’observation et notre compréhension actuelle de la physique.
Einstein lui-même consacra sa vie à tenter d’en percer les secrets, malheureusement sans y parvenir.
D’autres chercheurs poursuivent cette quête, et de nouvelles théories émergent. Certaines suscitent de grands espoirs, car une forme de consensus commence vaguement à se dessiner, même si celui-ci reste encore très flou.
La gravité émergente en fait partie. Cela semble être une pièce du puzzle digne d’intérêt.
Comment a évolué notre idée de la gravité ?
| Théorie | Vision de la gravité |
|---|---|
| Newton (1687) | Une force d’attraction entre deux masses |
| Einstein (1915) | Une courbure de l’espace-temps causée par la masse |
| Verlinde (2011) | Une illusion émergente liée à l’entropie |
Le mot clé, ici, c’est l’entropie. On va tenter de détailler plus bas.
Résumé de la théorie de Ruth Kastner et Andreas Schlatter
Contexte
Traditionnellement, selon Albert Einstein, la gravité est une manifestation de la courbure de l’espace-temps provoquée par la présence de masse et d’énergie (relativité générale). Cette conception a parfaitement fonctionné pour expliquer de nombreux phénomènes astrophysiques, mais elle présente quelques limites, notamment pour expliquer l’expansion accélérée de l’univers et le comportement anormal des étoiles dans les galaxies sans invoquer la matière noire et l’énergie noire, deux entités encore non observées directement.
Nouvelle proposition
Kastner et Schlatter proposent que la gravité ne soit pas une force fondamentale de l’univers, mais un phénomène émergent, issu de processus quantiques.
Interactions électromagnétiques
À l’échelle quantique, les particules chargées (comme les électrons, les protons, etc.) échangent des photons (les particules de lumière), ce qui constitue les interactions électromagnétiques.
Événements fondamentaux
À chaque échange de photon, un « événement » est généré. Ces événements s’enchevêtrent et se superposent, formant petit à petit une structure complexe : l’espace-temps lui-même.
Rôle de l’entropie
L’émergence de la gravité serait liée à une tendance naturelle à maximiser l’entropie (le désordre) au niveau microscopique, ce qui alignerait ce modèle avec les approches dites de « gravité entropique » développées par d’autres chercheurs (comme Erik Verlinde en 2011).
Entropie ?
L’entropie, c’est une mesure du désordre ou de l’incertitude dans un système.
Une image concrète
Imagine un verre d’eau et tu y verses quelques gouttes de sirop.
Au début, le sirop est concentré à un endroit → peu de désordre, entropie basse.
Puis il se mélange avec l’eau → les molécules se dispersent partout → plus de désordre, entropie plus élevée.
Le système est alors plus désordonné mais plus « stable » : il a atteint un état où les molécules sont réparties de la manière la plus probable.
Dans les sciences…
- En thermodynamique, l’entropie mesure combien il y a de façons différentes d’organiser un système sans en changer l’aspect global.
- En information, elle mesure combien d’information tu ignores ou à quel point un message est imprévisible. Plus un message est complexe plus son entropie est grande car chaque nouveau symbole est difficile à prévoir.
Zoom sur l’information
Au niveau mathématique, Shannon a très bien décrit cela, utilisé par exemple pour compresser une information (comme de la musique…) sans perdre de qualité (Fichier FLAC).
Formule de l’entropie de Shannon:
- H est l’entropie (en bits),
- Pi est la probabilité du i-ème symbole,
- La somme se fait sur tous les symboles possibles.
Une pièce de monnaie (pile ou face) → H=−0.5 log2 0.5 − 0.5log2 0.5= 1 bit. Donc les différents états que peuvent prendre la pièce après sa chute sont 0 (coté pile) ou 1 (coté face), et une information de la taille d’1 bit suffit pour coder ce résultat.
Loi importante
La deuxième loi de la thermodynamique dit que :
Dans un système isolé, l’entropie augmente toujours.
Cela signifie que les choses tendent naturellement vers plus de désordre, sauf si on fournit de l’énergie pour les organiser.
| Exemple | Entropie basse (ordre) | Entropie haute (désordre) |
|---|---|---|
| Chambre bien rangée | Chaque objet à sa place | Objets éparpillés partout |
| Glaçon dans un verre | Molécules bien structurées | Eau fondue = molécules dispersées |
| Signal répétitif transmis en morse à travers des perturbations orageuses (transmission brouillée) comme SOS-SOS-SOS | Facile à deviner | Télégramme transmis en morse lors d’une transmission brouillée. Message avec des caractères aléatoires = plus complexe à décoder |
Conséquences de cette approche
Pas besoin de matière noire ou d’énergie noire
Dans ce modèle, les effets que nous attribuons à la matière noire (par exemple la vitesse anormale de rotation des galaxies) ou à l’énergie noire (l’accélération de l’expansion de l’univers) pourraient être expliqués par des effets émergents liés aux interactions quantiques et à l’organisation statistique de l’espace-temps, qui ne serait pas uniforme partout dans l’Univers.
Challenge au modèle standard
Cette idée remet en cause le paradigme dominant de la physique théorique, mais reste encore spéculative. Des preuves expérimentales ou observationnelles solides seraient nécessaires pour la valider ou la réfuter.
Techniquement…
Ils utilisent un cadre appelé Transactional Interpretation of Quantum Mechanics (TIQM) pour expliquer comment des échanges d’information (via des photons) structurent progressivement l’espace-temps et produisent des effets ressemblant à ce que nous appelons « gravitation ».
Toledo – Ce que j’en pense…Quelques éclaircissements
Si la gravité n’est qu’une illusion macroscopique, alors le temps aussi ?
Si la gravité émerge d’effets quantiques microscopiques (et n’est pas fondamentale),
Alors l’espace-temps lui-même, y compris le temps, est aussi une illusion macroscopique !
Selon Einstein, espace et temps sont liés : ils forment ensemble le tissu de l’espace-temps, qui se déforme sous l’effet de la gravité. Les observations menées depuis cent ans confirment bien ce fait.
Si la gravité n’est pas fondamentale, l’espace-temps lui-même pourrait ne pas être fondamental non plus, mais seulement un effet collectif de phénomènes plus profonds (comme les interactions quantiques entre particules).
Cela signifie que le temps que nous percevons (passé, présent, futur) ne serait pas « réel » au niveau fondamental : il émergerait d’une dynamique plus complexe, probablement sans notion de temps au départ.
Quelques grandes théories qui soutiennent cette idée
Carlo Rovelli (physicien) propose que dans la gravité quantique à boucles, le temps n’existe pas fondamentalement : les événements sont reliés seulement par des relations d’interdépendance, pas par un « temps qui passe ».
Sean Carroll parle du temps comme un effet statistique lié à l’augmentation de l’entropie (le désordre). Le temps émerge quand des systèmes deviennent complexes.
Théories d’espace-temps émergent : l’espace et le temps sont comme la température d’un gaz : ils n’ont pas de sens pour une seule molécule, mais émergent collectivement quand il y a beaucoup de particules.
✅ Si la gravité est une illusion macroscopique,
✅ Alors le temps aussi pourrait être une illusion.
✅ À l’échelle fondamentale, il n’y aurait ni espace, ni temps, ni gravité tels qu’on les conçoit.
✅ Seulement des relations entre événements quantiques, très abstraites.
La fabrique de l’espace-temps
Ce qui fait la réalité dans laquelle nous évoluons est la trame de l’espace-temps.
Et il faut reconnaitre qu’il s’agit d’une notion VRAIMENT complexe à appréhender. C’est le but ici, de tenter une explication simple.
L’espace-temps classique (vision d’Einstein)
- L’espace-temps est une trame continue (comme une toile ou un tissu) où les objets massifs (comme les étoiles, les planètes) déforment cette toile.
- La gravité n’est pas une force au sens classique, mais la conséquence de la courbure de cette toile.
- Le temps et l’espace sont liés : on parle d’un espace-temps à 4 dimensions (3 d’espace + 1 de temps).
Limite de cette vision
À très petite échelle (proche du zéro absolu ou de l’échelle de Planck, ~10⁻³⁵ mètres), cette toile semble se casser, se brouiller, devenir granuleuse.
La fabrique profonde de l’espace-temps (vision quantique émergente)
Certains chercheurs pensent que l’espace-temps n’est pas fondamental, mais émerge de phénomènes plus élémentaires.
Voici les idées principales :
- Événements quantiques discrets
👉 À la base, il n’y a pas de distance, pas de durée, pas d’espace, pas de temps.
👉 Il n’y a que des événements quantiques, reliés entre eux comme des nœuds dans un réseau. - Réseau d’information
👉 Ces événements sont reliés par des échanges d’informations (comme des photons échangés, par exemple).
👉 Le réseau ressemble à une grande toile invisible, où ce qui compte, ce n’est pas « où » sont les choses, mais « comment » elles sont reliées. - Emergence du continu
👉 Quand il y a énormément de ces événements (des milliards de milliards…), alors l’illusion d’un espace-temps continu apparaît.
👉 Exactement comme des millions de pixels créent une image lisse sur ton écran.
En effet, si tu observes un écran depuis une certaine distance, l’image est parfaite et sans défauts.
Prends une (très forte) loupe, approche-toi et observe le moniteur, alors tu commences à voir la trame de l’image, les éléments électroniques qui la compose, et tu comprends COMMENT l’image est conçue, combien de diodes électroluminescentes sont réparties sur une superficie de 1 cm2 de ta dalle…
En bref, tu deviens capable de quantifier ton image !
Métaphores pour une meilleures compréhension
| Métaphore | Explication |
| Tissu tissé | Chaque croisement de fil serait un événement quantique. Le tissu final est l’espace-temps. |
| Mousse de savon | À très petite échelle, l’espace-temps serait mousseux, formé de bulles d’événements fluctuants. |
| Internet quantique | L’espace-temps serait comme un réseau, où chaque site est un événement relié par des flux d’information. |
Visualisation ultra simple
Niveau fondamental (que l’on arrive pas à observer) : ●——●——●——● (événements discrets reliés)
Niveau macroscopique (aux tailles que nous percevons) : ~~~~~~~~~~~ (espace-temps lisse et continu, car son détail est en-deçà de notre capacité de mesure… )
Les trous noirs et l’entropie
Ce qu’on croyait avant
Un trou noir absorbe tout (lumière, matière, etc.) et rien ne peut en sortir. Donc, on pensait qu’un trou noir détruisait l’information.
Puis Hawking et Bekenstein arrivent :
- Jacob Bekenstein (1972) : il dit qu’un trou noir a une entropie proportionnelle à la surface de son horizon (la frontière du trou noir).
- Stephen Hawking (1974) : il montre que les trous noirs émettent un rayonnement (appelé « rayonnement de Hawking ») et donc peuvent s’évaporer.
➡️ Ensemble, ils ont révélé que les trous noirs ont une température, une entropie, et suivent les lois de la thermodynamique, comme tout système physique.
⚠️ Le paradoxe
Si un trou noir s’évapore et disparaît, que devient l’information qu’il contenait ?
C’est le paradoxe de l’information des trous noirs.
Ce problème crée un conflit entre :
- La mécanique quantique, qui dit que l’information ne peut jamais être détruite,
- Et la gravité classique (relativité), qui semble autoriser la destruction d’information.
Lien avec la mécanique quantique
En mécanique quantique :
- Un système est décrit par un état d’information complet.
- Toute évolution d’un système est réversible (l’information ne disparaît pas).
Mais avec un trou noir :
Si l’information est vraiment perdue dans le trou noir, cela viole la mécanique quantique.
Donc les physiciens pensent que la gravité quantique (une future théorie unifiant gravité + quantique) doit résoudre ce paradoxe.
L’entropie comme pont entre gravité et quantique
➡️ C’est là que revient la gravité entropique (Verlinde et d’autres) :
Elle propose que la gravité émerge d’effets quantiques liés à l’information et l’entropie.
Et certains chercheurs pensent que : La gravité n’est pas une force, mais une conséquence de la tendance des systèmes à maximiser l’entropie de l’information quantique.
Résumé simplifié
| Élément | Rôle clé |
|---|---|
| Entropie | Mesure du désordre / information cachée |
| Trou noir | A une entropie énorme (liée à sa surface) |
| Mécanique quantique | Refuse la perte d’information |
| Paradoxe de l’information | Conflit entre gravité et quantique |
| Gravité entropique | La gravité serait un effet de l’entropie croissante |
En rentrant dans la Science-Fiction…
Ce que cela implique
- Il pourrait exister des défauts ou des anomalies dans cette trame (ex : trous de ver, distorsions).
- En théorie, on pourrait « tisser » différemment l’espace-temps (ex : créer des bulles de distorsion, manipuler localement la gravité…). Cela ouvre la porte à des choses comme: Propulsion sans réaction (type Star Trek), communication instantanée malgré les distances. (Dans Star Trek, leurs communications passent par le « Sub-espace »…)
Comment manipuler cette particularité pour créer de l’antigravité ?
1. Comprendre et contrôler les interactions fondamentales
Puisque la gravité émergerait :
…des interactions quantiques (échanges de photons, événements fondamentaux),
…et de la structure d’information sous-jacente (réseau d’événements),
…alors si on arrivait à modifier localement ces interactions ou cette structure,
on pourrait localement changer l’effet de gravité, voire l’inverser.
Exemple théorique
Manipuler les émissions/absorptions de photons d’une manière très contrôlée.
Modifier l’entropie locale (réduire l’ordre de certaines structures).
Créer des « bulle » d’espace-temps où la gravité est inversée ou neutralisée.
2. Créer une structure d’espace-temps modifiée
Si l’espace-temps est comme un tissu formé par des événements :
En modifiant la densité ou la connexion de ces événements,
Ou en créant des défauts ou des trous dans cette trame, on pourrait courber l’espace-temps à l’envers, créant une forme d’antigravité.
Un peu comme tendre un tissu dans l’autre sens pour faire « remonter » plutôt que « tomber ».
3. Exemples d’idées liées existantes
Effet Casimir : dans certaines conditions, le vide quantique peut générer une force « répulsive » (c’est minuscule, mais c’est une piste).
Matériaux exotiques : des théories spéculent sur des formes de « matière à énergie négative » (exemple : métriques d’Alcubierre pour les voyages superluminiques) capables de modifier localement la gravité.
4. Principaux obstacles
Échelle énergétique énorme : manipuler la trame fondamentale de l’espace-temps demanderait une maîtrise de l’énergie et de la structure quantique bien au-delà de notre technologie actuelle.
Compréhension théorique incomplète : pour l’instant, on ne sait même pas exactement comment la gravité émerge au niveau fondamental.
5. En résumé
| Action possible | Niveau de faisabilité aujourd’hui |
| Modifier des événements quantiques pour agir sur la gravité | 🛑 Impossible actuellement |
| Exploiter des effets de vide quantique comme Casimir pour de minuscules effets antigravitationnels | ⚡ Très difficile, mais possible expérimentalement à l’échelle microscopique |
| Créer un contrôle macroscopique de l’antigravité pour faire léviter des objets massifs | 🚀 Science-fiction pour l’instant, mais certaines théories ouvrent la porte pour le futur |
✨ En clair…
Oui, si on arrive à contrôler les « fondations » de l’espace-temps, l’antigravité devient conceptuellement possible.
Mais non, aujourd’hui nous n’avons pas encore la technologie ni la compréhension complète pour le faire.
Alors j’ai demandé à ChatGPT de me faire un schéma futuriste sur comment pourrait fonctionner un générateur d’antigravité…
Il est fantastique ! Et je l’adore car il me fait penser au moteur de l’Enterprise ;>)
Comme nous l’avons souvent écrit, la gravitation est une entité bien plus complexe à appréhender que l’électromagnétisme, que nous comprenons et maitrisons fort bien aujourd’hui, grâce à James Clerk Maxwell et tant d’autres.
Et le lien entre ces deux entités, s’il existe, nous est encore incompréhensible.
Plus on approfondit cette question, plus il devient évident que bien des éléments demeurent hors de notre portée.
Même si certaines déclarations dans les articles ci-dessous essayent de nous faire croire le contraire.
Ce mystère souligne également combien il est difficile de croire aux affirmations prétendant que nous aurions déjà reproduit, à partir d’une technologie extraterrestre, des appareils maîtrisant une physique que nous ne comprenons absolument pas….
Peut-être dans 100, 500 ou 1000 ans ? 😉
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