{"id":2426,"date":"2016-10-18T14:11:24","date_gmt":"2016-10-18T14:11:24","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/?p=2426"},"modified":"2019-07-27T09:10:59","modified_gmt":"2019-07-27T09:10:59","slug":"lunivers-holographique-6-black-holism","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.futura-sciences.com\/luminet\/2016\/10\/18\/lunivers-holographique-6-black-holism\/","title":{"rendered":"L’univers holographique (6) : Black Holism"},"content":{"rendered":"

Suite du billet pr\u00e9c\u00e9dent : L’univers holographique (5) : la qu\u00eate des dualit\u00e9s<\/a>\u00a0ET FIN
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\"Dans<\/a>
Dans son livre, le brillant physicien am\u00e9ricain\u00a0Lee Smolin s’\u00e9l\u00e8ve contre l’h\u00e9g\u00e9monie de la th\u00e9orie des cordes et analyse les aspects sociologiques de la recherche fondamentale.<\/figcaption><\/figure>\n

La correspondance AdS\/CFT, et plus g\u00e9n\u00e9ralement les dualit\u00e9s holographiques, ont soulev\u00e9 \u00e9norm\u00e9ment d\u2019enthousiasme dans la communaut\u00e9 des cordistes, suscit\u00e9 des milliers de publications et des centaines de th\u00e8ses de doctorat – ce qui apr\u00e8s tout constitue l\u2019activit\u00e9 courante et \u00ab\u00a0normale\u00a0\u00bb de la recherche scientifique. On peut cependant rester perplexe devant un tel ph\u00e9nom\u00e8ne qui, au-del\u00e0 de l\u2019int\u00e9r\u00eat technique certain qu\u2019il peut repr\u00e9senter, rel\u00e8ve surtout d\u2019une certaine d\u00e9rive sociologique point\u00e9e du doigt par d\u2019\u00e9minents chercheurs de la discipline[1]<\/a>.<\/p>\n

Au cr\u00e9dit de la correspondance, il faut reconna\u00eetre qu\u2019elle permet de troquer certains calculs difficiles, voire impossibles, contre des calculs plus faciles. A minima<\/em>, la dualit\u00e9 holographique appara\u00eet comme un int\u00e9ressant outil de calcul en physique fondamentale. <\/strong>Le “dictionnaire” qu\u2019elle propose entre le monde en espace-temps plat et le monde courbe o\u00f9 se trouve la gravitation fonctionne dans les deux sens. Certains calculs sont plus simples avec la supergravit\u00e9 que dans la th\u00e9orie de jauge duale, de sorte qu’aucun de ces mondes n’est plus fondamental que l’autre. Mais ce n’est pas parce que l’on peut consid\u00e9rer des calculs plus simplement dans un espace-temps plat, sans gravitation et de plus basse dimension que celui de la th\u00e9orie des cordes, qu’il en d\u00e9coule que la r\u00e9alit\u00e9 cosmique est un hologramme\u00a0! On peut enti\u00e8rement encoder la topographie 3D d\u2019un terrain dans une carte 2D sur laquelle le relief est indiqu\u00e9 par des courbes de niveau (un encodage bien utile aux randonneurs), mais, selon le c\u00e9l\u00e8bre aphorisme d\u2019Alfred Korzybski, il ne faut jamais perdre de vue que \u00ab\u00a0la carte n\u2019est pas le territoire\u00a0\u00bb[2]<\/a>.<\/p>\n

\"Une<\/a>
Une vue bien na\u00efve de l’holographie appliqu\u00e9e \u00e0 l’univers dans son ensemble, ce qu’on appelle en anglais du “wishful thinking”…<\/figcaption><\/figure>\n

A son cr\u00e9dit \u00e9galement, et l\u00e0 je parle en ardent pratiquant de la th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale classique<\/strong> dont nous c\u00e9l\u00e9brons cette ann\u00e9e le centenaire[3]<\/a>, la dualit\u00e9 jauge\/gravit\u00e9 a conf\u00e9r\u00e9 \u00e0 la th\u00e9orie d\u2019Einstein un statut beaucoup plus large. L\u2019\u00e9difice intellectuel de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale a certes connu de remarquables succ\u00e8s au cours du si\u00e8cle dernier, et fourni un \u00e9difice crucial pour toute la partie de la physique th\u00e9orique traitant de la gravitation. La r\u00e9volution conceptuelle qu\u2019elle a entra\u00een\u00e9e sur la nature de l\u2019espace et du temps a rendu la th\u00e9orie populaire, au point qu\u2019il serait difficile de trouver aujourd\u2019hui une personne poss\u00e9dant un minimum de culture scientifique mais n\u2019ayant jamais entendu parler de la th\u00e9orie d\u2019Einstein.<\/p>\n

Pourtant, malgr\u00e9 son \u00e9l\u00e9gance universellement reconnue, jusqu\u2019\u00e0 r\u00e9cemment la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale n\u2019avait \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e que par une partie plut\u00f4t restreinte de la communaut\u00e9 scientifique (beaucoup plus restreinte, par exemple, que celle utilisant la m\u00e9canique quantique), communaut\u00e9 essentiellement r\u00e9duite aux th\u00e9oriciens relativistes, aux cosmologistes et \u00e0 une fraction d\u2019astrophysiciens. Ceci n\u2019est pas surprenant\u00a0: apr\u00e8s tout, les effets de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale semblaient r\u00e9duits \u00e0 la description d\u2019espace-temps fortement courb\u00e9s\u00a0: \u00e9tude des astres compacts, cosmologie du big-bang, ondes gravitationnelles\u00a0; ils sont en revanche tout \u00e0 fait n\u00e9gligeables aux \u00e9chelles mises en jeu dans la physique de la mati\u00e8re condens\u00e9e ou la physique nucl\u00e9aire. Il semblait donc a priori tr\u00e8s audacieux d\u2019imaginer que la gravitation puisse jouer un r\u00f4le dans le monde quantique.<\/p>\n

\"La<\/a>
La c\u00e9l\u00e8bre \u00e9quation du champ propos\u00e9e par Einstein en 1916 pour sa th\u00e9orie de la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale<\/figcaption><\/figure>\n

Or, au cours des vingt derni\u00e8res ann\u00e9es, la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale a fini par percoler la quasi-totalit\u00e9 de ces champs. Aujourd’hui, des sp\u00e9cialistes de la mati\u00e8re condens\u00e9e, de la physique nucl\u00e9aire, de la turbulence des fluides ou de l\u2019information quantique s\u2019int\u00e9ressent activement \u00e0 la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale, non point par simple curiosit\u00e9 intellectuelle (auquel cas ils s\u2019y seraient int\u00e9ress\u00e9s bien avant\u00a0!), mais comme un outil crucial pour leurs recherches. Quelle est l\u2019origine de ce spectaculaire retournement de situation\u00a0? Naturellement, \u00e0 mesure que la science progresse et que les vertus de la fertilisation crois\u00e9e entre diff\u00e9rentes aires du savoir deviennent plus largement appr\u00e9ci\u00e9es, la science tend vers davantage de multidisciplinarit\u00e9. Mais ceci est le r\u00e9sultat plut\u00f4t que la cause. Le facteur-cl\u00e9 du changement a \u00e9t\u00e9 la correspondance AdS\/CFT, qui a sugg\u00e9r\u00e9 que, gr\u00e2ce \u00e0 la relativit\u00e9 g\u00e9n\u00e9rale et ses extensions cordistes, on pouvait aussi d\u00e9crire des ph\u00e9nom\u00e8nes qui n\u2019ont rien \u00e0 voir avec la gravit\u00e9 en champ fort.<\/p>\n

Au d\u00e9bit de la correspondance AdS\/CFT, force est d\u2019admettre qu\u2019elle n\u2019a pas \u00e9t\u00e9 d\u00e9montr\u00e9e math\u00e9matiquement. Le principe holographique reste une conjecture. Son degr\u00e9 de v\u00e9rification exp\u00e9rimental est nul.<\/strong> Les th\u00e9oriciens des cordes croient en lui parce que leur th\u00e9orie supporte une version sp\u00e9cifique de l\u2019holographie, et sous certaines (importantes) restrictions, la thermodynamique des trous noirs le sugg\u00e8re \u00e9galement. Mais de l\u00e0 \u00e0 conclure qu\u2019il s\u2019agit d\u2019une repr\u00e9sentation correcte de la nature, le saut est immense. D\u00e9j\u00e0, il faut bien comprendre que l\u2019on ne sait toujours pas si la th\u00e9orie des cordes est la bonne th\u00e9orie quantique unifi\u00e9e des interactions et de la mati\u00e8re.<\/p>\n

\"L'un<\/a>
L’un des innombrables colloques enti\u00e8rement consacr\u00e9 \u00e0 la th\u00e9orie des cordes<\/figcaption><\/figure>\n

Supposons que ce soit bien le cas. Les diff\u00e9rentes formulations qui incorporent le principe holographique, que ce soit la th\u00e9orie BFSS ou la correspondance AdS\/CFT qui sont cens\u00e9es \u00eatre \u00e9quivalentes \u00e0 la th\u00e9orie des cordes, n\u2019ont \u00e9t\u00e9 test\u00e9es que dans des situations qui ne correspondent pas \u00e0 notre monde. Dit autrement, les \u00e9quations d\u00e9coulant de ces formulations contiennent des mondes possibles qui partagent des points communs avec notre univers, mais qui ne lui sont pas identiques. Les solutions \u00e9tudi\u00e9es ont permis de tester les principes de la th\u00e9orie des cordes dans des cas limites et de montrer la coh\u00e9rence de la th\u00e9orie\u2026 mais jamais dans des situations correspondant exactement au monde dans lequel nous vivons.<\/p>\n

Supposons maintenant que ce ne soit pas le cas, autrement dit que la th\u00e9orie des cordes s\u2019av\u00e8re \u00eatre incorrecte pour d\u00e9crire le monde physique. Que deviendrait le statut de la correspondance AdS\/CFT\u00a0? D\u2019int\u00e9ressants \u00e9l\u00e9ments de r\u00e9ponse commencent \u00e0 voir le jour. La gravitation quantique \u00e0 boucles est une autre approche de la gravit\u00e9 quantique, dans laquelle l\u2019espace-temps \u00e9merge comme grainage grossier (en anglais : coarse-graining) de structures fondamentales discr\u00e9tis\u00e9es, les \u00ab\u00a0atomes d\u2019espace\u00a0\u00bb. Or, dans cette approche, la formation d\u2019un trou noir et son \u00e9vaporation ult\u00e9rieure se d\u00e9crivent par un processus unitaire respectant les lois de la m\u00e9canique quantique[4]<\/a>, sans rencontrer les probl\u00e8mes du sc\u00e9nario standard expos\u00e9s tout au long du pr\u00e9sent article. De m\u00eame, les trous noirs d\u00e9crits dans l\u2019approche de la g\u00e9om\u00e9trie non-commutative ne s\u2019\u00e9vaporent pas compl\u00e8tement et \u00e9chappent au paradoxe de l\u2019information[5]<\/a>.<\/p>\n

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