Limites de la physique et de l'expérience physique

Il y a cent ans, la situation en physique était exactement l'inverse d'aujourd'hui. Entre les mains des scientifiques se trouvaient les résultats d'expériences éprouvées, répétées de nombreuses fois, qui, cependant, ne pouvaient souvent pas être expliquées à l'aide des théories physiques existantes. L'expérience a clairement précédé la théorie. Les théoriciens devaient se mettre au travail.

Actuellement, la balance penche vers des théoriciens dont les modèles sont très différents de ce que l'on voit d'éventuelles expériences comme la théorie des cordes. Et il semble qu'il y ait de plus en plus de problèmes non résolus en physique (1).

1. Les tendances et problèmes modernes les plus importants en physique - visualisation

Le célèbre physicien polonais, prof. Andrzej Staruszkiewicz lors du débat "Limits of Knowledge in Physics" en juin 2010 à l'Académie Ignatianum de Cracovie a déclaré: « Le champ de la connaissance s'est énormément développé au cours du siècle dernier, mais le champ de l'ignorance s'est encore élargi. (…) La découverte de la relativité générale et de la mécanique quantique sont des réalisations monumentales de la pensée humaine, comparables à celles de Newton, mais elles conduisent à la question de la relation entre les deux structures, une question dont l'ampleur de la complexité est tout simplement choquante. Dans cette situation, des questions se posent naturellement : pouvons-nous le faire ? Notre détermination et notre volonté d'aller au fond de la vérité seront-elles à la mesure des difficultés auxquelles nous sommes confrontés ?

Impasse expérimentale

Depuis plusieurs mois maintenant, le monde de la physique est plus occupé que d'habitude avec plus de polémiques. Dans la revue Nature, George Ellis et Joseph Silk ont ​​publié un article en défense de l'intégrité de la physique, critiquant ceux qui sont de plus en plus prêts à reporter les expériences pour tester les dernières théories cosmologiques jusqu'à un "demain" indéfini. Ils doivent être caractérisés par une "élégance suffisante" et une valeur explicative. "Cela rompt la tradition scientifique séculaire selon laquelle la connaissance scientifique est une connaissance empiriquement prouvée", tonnent les scientifiques. Les faits montrent clairement "l'impasse expérimentale" de la physique moderne.

Les dernières théories sur la nature et la structure du monde et de l'univers, en règle générale, ne peuvent pas être vérifiées par des expériences à la disposition de l'humanité.

En découvrant le boson de Higgs, les scientifiques ont « complété » le modèle standard. Cependant, le monde de la physique est loin d'être satisfait. Nous connaissons tous les quarks et leptons, mais nous ne savons pas comment concilier cela avec la théorie de la gravité d'Einstein. Nous ne savons pas comment combiner la mécanique quantique avec la gravité pour créer une théorie hypothétique de la gravité quantique. Nous ne savons pas non plus ce qu'est le Big Bang (ou s'il s'est réellement produit !) (2).

À l'heure actuelle, appelons-le physiciens classiques, la prochaine étape après le modèle standard est la supersymétrie, qui prédit que chaque particule élémentaire que nous connaissons a un "partenaire".

Cela double le nombre total d'éléments constitutifs de la matière, mais la théorie s'intègre parfaitement dans les équations mathématiques et, surtout, offre une chance de percer le mystère de la matière noire cosmique. Il ne reste plus qu'à attendre les résultats des expériences au Large Hadron Collider, qui confirmeront l'existence de particules supersymétriques.

Cependant, aucune découverte de ce genre n'a encore été entendue à Genève. Bien sûr, ce n'est que le début d'une nouvelle version du LHC, avec une énergie d'impact deux fois plus élevée (après une récente réparation et mise à niveau). Dans quelques mois, ils tireront peut-être sur des bouchons de champagne pour célébrer la supersymétrie. Cependant, si cela ne se produisait pas, de nombreux physiciens pensent que les théories supersymétriques devraient être progressivement retirées, ainsi que la supercorde, qui est basée sur la supersymétrie. Parce que si le Large Collider ne confirme pas ces théories, alors quoi ?

Cependant, certains scientifiques ne le pensent pas. Parce que la théorie de la supersymétrie est trop "belle pour être fausse".

Par conséquent, ils ont l'intention de réévaluer leurs équations afin de prouver que les masses des particules supersymétriques sont tout simplement hors de portée du LHC. Les théoriciens ont tout à fait raison. Leurs modèles sont bons pour expliquer des phénomènes qui peuvent être mesurés et vérifiés expérimentalement. On peut donc se demander pourquoi exclure le développement de ces théories que nous ne pouvons (encore) connaître empiriquement. Est-ce une approche raisonnable et scientifique?

univers à partir de rien

Les sciences naturelles, en particulier la physique, sont basées sur le naturalisme, c'est-à-dire sur la croyance que nous pouvons tout expliquer en utilisant les forces de la nature. La tâche de la science se réduit à considérer la relation entre diverses grandeurs qui décrivent des phénomènes ou certaines structures qui existent dans la nature. La physique ne traite pas de problèmes qui ne peuvent pas être décrits mathématiquement, qui ne peuvent pas être répétés. C'est, entre autres, la raison de son succès. La description mathématique utilisée pour modéliser les phénomènes naturels s'est avérée extrêmement efficace. Les réalisations des sciences naturelles ont abouti à leurs généralisations philosophiques. Des directions telles que la philosophie mécaniste ou le matérialisme scientifique ont été créées, qui ont transféré les résultats des sciences naturelles, obtenus avant la fin du XIXe siècle, dans le domaine de la philosophie.

Il semblait que nous pouvions connaître le monde entier, qu'il y a un déterminisme complet dans la nature, parce que nous pouvons déterminer comment les planètes se déplaceront dans des millions d'années, ou comment elles se sont déplacées il y a des millions d'années. Ces réalisations ont donné lieu à une fierté qui a absolutisé l'esprit humain. Dans une mesure décisive, le naturalisme méthodologique stimule encore aujourd'hui le développement des sciences naturelles. Il y a cependant quelques seuils qui semblent indiquer les limites de la méthodologie naturaliste.

Si l'Univers est limité en volume et est né «de rien» (3), sans violer les lois de la conservation de l'énergie, par exemple, en tant que fluctuation, alors il ne devrait y avoir aucun changement. En attendant, nous les surveillons. En essayant de résoudre ce problème sur la base de la physique quantique, nous arrivons à la conclusion que seul un observateur conscient actualise la possibilité de l'existence d'un tel monde. C'est pourquoi nous nous demandons pourquoi celui dans lequel nous vivons a été créé à partir de nombreux univers différents. Nous arrivons donc à la conclusion que ce n'est que lorsqu'une personne est apparue sur Terre que le monde - comme nous l'observons - est vraiment "devenu" ...

Comment les mesures affectent-elles les événements qui se sont produits il y a un milliard d'années ?

4. Expérience de Wheeler - visualisation

L'un des physiciens modernes, John Archibald Wheeler, a proposé une version spatiale de la célèbre expérience de la double fente. Dans sa conception mentale, la lumière d'un quasar, à un milliard d'années-lumière de nous, voyage le long de deux côtés opposés de la galaxie (4). Si les observateurs observent chacun de ces chemins séparément, ils verront des photons. Si les deux à la fois, ils verront la vague. Ainsi, l'acte même d'observer change la nature de la lumière qui a quitté le quasar il y a un milliard d'années !

Pour Wheeler, ce qui précède prouve que l'univers ne peut pas exister dans un sens physique, du moins dans le sens dans lequel nous sommes habitués à comprendre "un état physique". Ça ne peut pas être comme ça dans le passé non plus, jusqu'à ce que... nous ayons pris une mesure. Ainsi, notre dimension actuelle influence le passé. Grâce à nos observations, détections et mesures, nous façonnons les événements du passé, au plus profond du temps, jusqu'au… début de l'Univers !

Neil Turk de l'Institut Perimeter à Waterloo, au Canada, a déclaré dans le numéro de juillet de New Scientist que « nous ne pouvons pas comprendre ce que nous trouvons. La théorie devient de plus en plus complexe et sophistiquée. On se jette dans un problème avec des champs, des dimensions et des symétries successifs, même avec une clé à molette, mais on ne peut pas expliquer les faits les plus simples. De nombreux physiciens sont évidemment agacés par le fait que les voyages mentaux des théoriciens modernes, tels que les considérations ci-dessus ou la théorie des supercordes, n'ont rien à voir avec les expériences actuellement menées dans les laboratoires, et il n'y a aucun moyen de les tester expérimentalement.

Dans le monde quantique, vous devez regarder plus large

Comme l'a dit un jour le lauréat du prix Nobel Richard Feynman, personne ne comprend vraiment le monde quantique. Contrairement au bon vieux monde newtonien, dans lequel les interactions de deux corps avec certaines masses sont calculées par des équations, en mécanique quantique, nous avons des équations dont elles ne découlent pas tellement, mais sont le résultat d'un comportement étrange observé dans les expériences. Les objets de la physique quantique n'ont pas à être associés à quoi que ce soit de "physique", et leur comportement est un domaine d'un espace multidimensionnel abstrait appelé espace de Hilbert.

Il y a des changements décrits par l'équation de Schrödinger, mais pourquoi exactement est inconnu. Cela peut-il être changé? Est-il même possible de dériver des lois quantiques des principes de la physique, comme des dizaines de lois et de principes, par exemple, concernant le mouvement des corps dans l'espace extra-atmosphérique, ont été dérivés des principes de Newton ? Les scientifiques de l'Université de Pavie en Italie Giacomo Mauro D'Ariano, Giulio Ciribella et Paolo Perinotti soutiennent que même les phénomènes quantiques qui sont clairement contraires au bon sens peuvent être détectés dans des expériences mesurables. Tout ce dont vous avez besoin est la bonne perspective - Peut-être que l'incompréhension des effets quantiques est due à un manque d'une vision large de ceux-ci. Selon les scientifiques susmentionnés du New Scientist, des expériences significatives et mesurables en mécanique quantique doivent remplir plusieurs conditions. C'est:

• causalité - les événements futurs ne peuvent influencer les événements passés ;
• distinction - des états que nous devons pouvoir séparer les uns des autres en tant que séparés ;
• композиция - si nous connaissons toutes les étapes du processus, nous connaissons tout le processus ;
• compression – il existe des moyens de transférer des informations importantes sur la puce sans avoir à transférer la totalité de la puce ;
• tomographie – si nous avons un système composé de plusieurs parties, la statistique des mesures par parties est suffisante pour révéler l'état de l'ensemble du système.

Les Italiens veulent étendre leurs principes de purification, une perspective plus large et faire des expériences significatives pour inclure également l'irréversibilité des phénomènes thermodynamiques et le principe de croissance de l'entropie, qui n'impressionnent pas les physiciens. Peut-être qu'ici aussi, les observations et les mesures sont affectées par des artefacts d'une perspective trop étroite pour appréhender l'ensemble du système. "La vérité fondamentale de la théorie quantique est que des changements bruyants et irréversibles peuvent être rendus réversibles en ajoutant une nouvelle disposition à la description", déclare le scientifique italien Giulio Ciribella dans une interview avec New Scientist.

Malheureusement, disent les sceptiques, le "nettoyage" des expériences et une perspective de mesure plus large pourraient conduire à une hypothèse à plusieurs mondes dans laquelle n'importe quel résultat est possible et dans laquelle les scientifiques, pensant mesurer le cours correct des événements, "choisissent" simplement un certain continuum en les mesurant.

5. Aiguilles de l'heure sous forme d'aiguilles d'horloge

Pas le temps?

Le concept des soi-disant flèches du temps (5) a été introduit en 1927 par l'astrophysicien britannique Arthur Eddington. Cette flèche indique le temps, qui s'écoule toujours dans un sens, c'est-à-dire du passé vers le futur, et ce processus ne peut pas être inversé. Stephen Hawking, dans sa brève histoire du temps, a écrit que le désordre augmente avec le temps parce que nous mesurons le temps dans la direction dans laquelle le désordre augmente. Cela signifierait que nous avons le choix - nous pouvons, par exemple, d'abord observer des morceaux de verre brisé éparpillés sur le sol, puis le moment où le verre tombe au sol, puis le verre en l'air, et enfin dans la main de la personne qui le tient. Il n'y a pas de règle scientifique selon laquelle la "flèche psychologique du temps" doit aller dans le même sens que la flèche thermodynamique, et l'entropie du système augmente. Cependant, de nombreux scientifiques pensent qu'il en est ainsi parce que des changements énergétiques se produisent dans le cerveau humain, similaires à ceux que nous observons dans la nature. Le cerveau a l'énergie pour agir, observer et raisonner, car le "moteur" humain brûle du carburant-nourriture et, comme dans un moteur à combustion interne, ce processus est irréversible.

Cependant, il y a des cas où, tout en maintenant la même direction de la flèche psychologique du temps, l'entropie augmente et diminue à la fois dans différents systèmes. Par exemple, lors de l'enregistrement de données dans la mémoire de l'ordinateur. Les modules de mémoire de la machine passent d'un état non ordonné à un ordre d'écriture sur disque. Ainsi, l'entropie dans l'ordinateur est réduite. Cependant, tout physicien dira que du point de vue de l'univers dans son ensemble - il grandit, car il faut de l'énergie pour écrire sur un disque, et cette énergie est dissipée sous forme de chaleur générée par une machine. Il y a donc une petite résistance "psychologique" aux lois établies de la physique. Il nous est difficile de considérer que ce qui sort avec le bruit du ventilateur est plus important que l'enregistrement d'une œuvre ou autre valeur en mémoire. Et si quelqu'un écrivait sur son PC un argument qui bouleverserait la physique moderne, la théorie de la force unifiée ou la théorie du tout ? Il nous serait difficile d'accepter l'idée que, malgré cela, le désordre général dans l'univers s'est accru.

En 1967, l'équation de Wheeler-DeWitt est apparue, d'où il découle que le temps en tant que tel n'existe pas. C'était une tentative de combiner mathématiquement les idées de la mécanique quantique et de la relativité générale, un pas vers la théorie de la gravité quantique, c'est-à-dire la Théorie du Tout souhaitée par tous les scientifiques. Ce n'est qu'en 1983 que les physiciens Don Page et William Wutters ont proposé une explication selon laquelle le problème du temps pouvait être contourné en utilisant le concept d'intrication quantique. Selon leur concept, seules les propriétés d'un système déjà défini peuvent être mesurées. D'un point de vue mathématique, cette proposition signifiait que l'horloge ne fonctionne pas isolément du système et ne démarre que lorsqu'elle est intriquée avec un certain univers. Cependant, si quelqu'un nous regardait depuis un autre univers, il nous verrait comme des objets statiques, et seule leur arrivée à nous provoquerait un enchevêtrement quantique et nous ferait littéralement ressentir le passage du temps.

Cette hypothèse a constitué la base des travaux des scientifiques d'un institut de recherche à Turin, en Italie. Le physicien Marco Genovese a décidé de construire un modèle prenant en compte les spécificités de l'intrication quantique. Il a été possible de recréer un effet physique indiquant la justesse de ce raisonnement. Un modèle de l'Univers a été créé, composé de deux photons.

Une paire était orientée - polarisée verticalement et l'autre horizontalement. Leur état quantique, et donc leur polarisation, est alors détecté par une série de détecteurs. Il s'avère que jusqu'à ce que l'observation qui détermine finalement le cadre de référence soit atteinte, les photons sont dans une superposition quantique classique, c'est-à-dire ils étaient orientés à la fois verticalement et horizontalement. Cela signifie que l'observateur lisant l'horloge détermine l'intrication quantique qui affecte l'univers dont il devient une partie. Un tel observateur est alors capable de percevoir la polarisation de photons successifs en se basant sur la probabilité quantique.

Ce concept est très tentant car il explique de nombreux problèmes, mais il conduit naturellement à la nécessité d'un "super-observateur" qui serait au-dessus de tous les déterminismes et contrôlerait tout dans son ensemble.

6. Multivers - Visualisation

Ce que nous observons et ce que nous percevons subjectivement comme « temps » est en fait le produit de changements globaux mesurables dans le monde qui nous entoure. Au fur et à mesure que nous approfondissons le monde des atomes, des protons et des photons, nous réalisons que la notion de temps devient de moins en moins importante. Selon les scientifiques, l'horloge qui nous accompagne au quotidien, d'un point de vue physique, ne mesure pas son passage, mais nous aide à organiser notre vie. Pour ceux qui sont habitués aux concepts newtoniens de temps universel et englobant, ces concepts sont choquants. Mais il n'y a pas que les traditionalistes scientifiques qui ne les acceptent pas. L'éminent physicien théoricien Lee Smolin, que nous avons précédemment mentionné comme l'un des lauréats possibles du prix Nobel de cette année, estime que le temps existe et qu'il est bien réel. Une fois - comme de nombreux physiciens - il a soutenu que le temps est une illusion subjective.

Maintenant, dans son livre Reborn Time, il adopte une vision complètement différente de la physique et critique la théorie des cordes populaire dans la communauté scientifique. Selon lui, le multivers n'existe pas (6) car nous vivons dans le même univers et au même moment. Il croit que le temps est d'une importance primordiale et que notre expérience de la réalité du moment présent n'est pas une illusion, mais la clé pour comprendre la nature fondamentale de la réalité.

Entropie zéro

Sandu Popescu, Tony Short, Noah Linden (7) et Andreas Winter ont décrit leurs découvertes en 2009 dans la revue Physical Review E, qui ont montré que les objets atteignent l'équilibre, c'est-à-dire un état de distribution uniforme de l'énergie, en entrant dans des états d'intrication quantique avec leurs alentours. En 2012, Tony Short a prouvé que l'intrication provoque une équanimité dans le temps fini. Lorsqu'un objet interagit avec l'environnement, comme lorsque les particules d'une tasse de café entrent en collision avec l'air, les informations sur leurs propriétés « fuient » vers l'extérieur et deviennent « floues » dans tout l'environnement. La perte d'informations fait stagner l'état du café, alors même que l'état de propreté de toute la pièce continue de changer. Selon Popescu, son état cesse de changer avec le temps.

7. Noah Linden, Sandu Popescu et Tony Short

Au fur et à mesure que l'état de propreté de la pièce change, le café peut soudainement cesser de se mélanger à l'air et entrer dans son propre état pur. Cependant, il y a beaucoup plus d'états mélangés à l'environnement qu'il n'y a d'états purs disponibles pour le café, et donc presque jamais. Cette improbabilité statistique donne l'impression que la flèche du temps est irréversible. Le problème de la flèche du temps est brouillé par la mécanique quantique, rendant difficile la détermination de la nature.

Une particule élémentaire n'a pas de propriétés physiques exactes et n'est déterminée que par la probabilité d'être dans différents états. Par exemple, à tout moment, une particule peut avoir 50 % de chances de tourner dans le sens des aiguilles d'une montre et 50 % de chances de tourner dans le sens opposé. Le théorème, renforcé par l'expérience du physicien John Bell, stipule que le véritable état de la particule n'existe pas et qu'ils sont laissés à la probabilité.

Alors l'incertitude quantique mène à la confusion. Lorsque deux particules interagissent, elles ne peuvent même pas être définies par elles-mêmes, développant indépendamment des probabilités appelées état pur. Au lieu de cela, ils deviennent des composants intriqués d'une distribution de probabilité plus complexe que les deux particules décrivent ensemble. Cette distribution peut décider, par exemple, si les particules vont tourner dans le sens opposé. Le système dans son ensemble est à l'état pur, mais l'état des particules individuelles est associé à une autre particule.

Ainsi, les deux peuvent voyager à plusieurs années-lumière l'une de l'autre, et la rotation de chacune restera corrélée à l'autre.

La nouvelle théorie de la flèche du temps décrit cela comme une perte d'informations due à l'intrication quantique, qui envoie une tasse de café en équilibre avec la pièce environnante. Finalement, la pièce atteint l'équilibre avec son environnement, et elle, à son tour, s'approche lentement de l'équilibre avec le reste de l'univers. Les anciens scientifiques qui étudiaient la thermodynamique considéraient ce processus comme une dissipation progressive de l'énergie, augmentant l'entropie de l'univers.

Aujourd'hui, les physiciens pensent que l'information devient de plus en plus dispersée, mais ne disparaît jamais complètement. Bien que l'entropie augmente localement, ils pensent que l'entropie totale de l'univers reste constante à zéro. Cependant, un aspect de la flèche du temps reste en suspens. Les scientifiques soutiennent que la capacité d'une personne à se souvenir du passé, mais pas du futur, peut également être comprise comme la formation de relations entre des particules en interaction. Lorsque nous lisons un message sur un morceau de papier, le cerveau communique avec lui par des photons atteignant les yeux.

Ce n'est qu'à partir de maintenant que nous pourrons nous souvenir de ce que ce message nous dit. Popescu pense que la nouvelle théorie n'explique pas pourquoi l'état initial de l'univers était loin de l'équilibre, ajoutant que la nature du Big Bang doit être expliquée. Certains chercheurs ont émis des doutes sur cette nouvelle approche, mais le développement de ce concept et d'un nouveau formalisme mathématique permet désormais de résoudre les problèmes théoriques de la thermodynamique.

Atteignez les grains de l'espace-temps

La physique des trous noirs semble indiquer, comme le suggèrent certains modèles mathématiques, que notre univers n'est pas du tout tridimensionnel. Malgré ce que nos sens nous disent, la réalité qui nous entoure peut être un hologramme - une projection d'un plan lointain, en fait en deux dimensions. Si cette image de l'univers est correcte, l'illusion de la nature tridimensionnelle de l'espace-temps peut être dissipée dès que les outils de recherche à notre disposition deviennent suffisamment sensibles. Craig Hogan, professeur de physique au Fermilab qui a passé des années à étudier la structure fondamentale de l'univers, suggère que ce niveau vient d'être atteint.

8. Détecteur d'ondes gravitationnelles GEO600

Si l'univers est un hologramme, alors nous venons peut-être d'atteindre les limites de la résolution de la réalité. Certains physiciens avancent l'hypothèse intrigante que l'espace-temps dans lequel nous vivons n'est finalement pas continu, mais, comme une photographie numérique, à son niveau le plus élémentaire est composé de certains "grains" ou "pixels". Si tel est le cas, notre réalité doit avoir une sorte de "résolution" finale. C'est ainsi que certains chercheurs ont interprété le "bruit" apparu dans les résultats du détecteur d'ondes gravitationnelles GEO600 (8).

Pour tester cette hypothèse extraordinaire, Craig Hogan, un physicien des ondes gravitationnelles, lui et son équipe ont développé l'interféromètre le plus précis au monde, appelé l'holomètre Hogan, qui est conçu pour mesurer l'essence la plus fondamentale de l'espace-temps de la manière la plus précise. L'expérience, baptisée Fermilab E-990, n'en est pas une parmi tant d'autres. Celui-ci vise à démontrer la nature quantique de l'espace lui-même et la présence de ce que les scientifiques appellent "le bruit holographique".

L'holomètre est constitué de deux interféromètres placés côte à côte. Ils dirigent des faisceaux laser d'un kilowatt vers un dispositif qui les divise en deux faisceaux perpendiculaires de 40 mètres de long, qui sont réfléchis et renvoyés au point de partage, créant des fluctuations de luminosité des faisceaux lumineux (9). S'ils provoquent un certain mouvement dans le dispositif de division, ce sera la preuve de la vibration de l'espace lui-même.

9. Représentation graphique de l'expérience holographique

Le plus grand défi de l'équipe de Hogan est de prouver que les effets qu'ils ont découverts ne sont pas seulement des perturbations causées par des facteurs extérieurs à la configuration expérimentale, mais le résultat de vibrations spatio-temporelles. Par conséquent, les miroirs utilisés dans l'interféromètre seront synchronisés avec les fréquences de tous les plus petits bruits provenant de l'extérieur de l'appareil et captés par des capteurs spéciaux.

Univers anthropique

Pour que le monde et l'homme y existent, les lois de la physique doivent avoir une forme très spécifique, et les constantes physiques doivent avoir des valeurs précisément choisies... et elles le sont ! Pourquoi?

Partons du fait qu'il existe quatre types d'interactions dans l'Univers : gravitationnelle (chute, planètes, galaxies), électromagnétique (atomes, particules, frottement, élasticité, lumière), nucléaire faible (source d'énergie stellaire) et nucléaire forte ( lie les protons et les neutrons dans les noyaux atomiques). La gravité est 1039 fois plus faible que l'électromagnétisme. S'il était un peu plus faible, les étoiles seraient plus légères que le Soleil, les supernovae n'exploseraient pas, les éléments lourds ne se formeraient pas. S'il était même un peu plus fort, des créatures plus grandes que les bactéries seraient écrasées et les étoiles entreraient souvent en collision, détruisant des planètes et se brûlant trop rapidement.

La densité de l'Univers est proche de la densité critique, c'est-à-dire en dessous de laquelle la matière se dissiperait rapidement sans formation de galaxies ou d'étoiles, et au-dessus de laquelle l'Univers aurait vécu trop longtemps. Pour l'apparition de telles conditions, la précision de la correspondance des paramètres du Big Bang aurait dû être de ±10-60. Les inhomogénéités initiales du jeune Univers étaient sur une échelle de 10-5. S'ils étaient plus petits, les galaxies ne se formeraient pas. S'ils étaient plus grands, d'énormes trous noirs se formeraient à la place des galaxies.

La symétrie des particules et des antiparticules dans l'Univers est brisée. Et pour chaque baryon (proton, neutron) il y a 109 photons. S'il y en avait plus, les galaxies ne pourraient pas se former. S'il y en avait moins, il n'y aurait pas d'étoiles. De plus, le nombre de dimensions dans lesquelles nous vivons semble être "correct". Les structures complexes ne peuvent surgir en deux dimensions. Avec plus de quatre (trois dimensions plus le temps), l'existence d'orbites planétaires stables et de niveaux d'énergie des électrons dans les atomes devient problématique.

10. L'homme au centre de l'univers

Le concept de principe anthropique a été introduit par Brandon Carter en 1973 lors d'une conférence à Cracovie consacrée au 500e anniversaire de la naissance de Copernic. En termes généraux, il peut être formulé de telle manière que l'Univers observable doit remplir les conditions qu'il remplit pour être observé par nous. Jusqu'à présent, il en existe différentes versions. Le principe anthropique faible stipule que nous ne pouvons exister que dans un univers qui rend notre existence possible. Si les valeurs des constantes étaient différentes, nous ne verrions jamais cela, car nous ne serions pas là. Le principe anthropique fort (explication intentionnelle) dit que l'univers est tel que nous pouvons exister (10).

Du point de vue de la physique quantique, n'importe quel nombre d'univers pourrait avoir surgi sans raison. Nous nous sommes retrouvés dans un univers spécifique, qui devait remplir un certain nombre de conditions subtiles pour qu'une personne puisse y vivre. On parle alors du monde anthropique. Pour un croyant, par exemple, un seul univers anthropique créé par Dieu suffit. La vision du monde matérialiste n'accepte pas cela et suppose qu'il existe de nombreux univers ou que l'univers actuel n'est qu'une étape dans l'évolution infinie du multivers.

L'auteur de la version moderne de l'hypothèse de l'univers en tant que simulation est le théoricien Niklas Boström. Selon lui, la réalité que nous percevons n'est qu'une simulation dont nous n'avons pas conscience. Le scientifique a suggéré que s'il est possible de créer une simulation fiable d'une civilisation entière ou même de l'univers entier à l'aide d'un ordinateur suffisamment puissant, et que les personnes simulées peuvent faire l'expérience de la conscience, alors il est très probable que les civilisations avancées n'en aient créé qu'un grand nombre. de telles simulations, et nous vivons dans l'une d'elles dans quelque chose qui ressemble à The Matrix (11).

Ici, les mots "Dieu" et "Matrix" ont été prononcés. Nous arrivons ici à la limite de parler de science. Beaucoup, y compris des scientifiques, pensent que c'est précisément à cause de l'impuissance de la physique expérimentale que la science commence à pénétrer dans des domaines contraires au réalisme, sentant la métaphysique et la science-fiction. Il reste à espérer que la physique surmontera sa crise empirique et trouvera à nouveau le moyen de se réjouir en tant que science expérimentalement vérifiable.