Astronomie

La théorie de tout

La théorie de tout

Il consiste en une théorie définitive, une équation unique qui répond à toutes les questions fondamentales de l'Univers.

La théorie de tout ou théorie unifiée était le rêve non réalisé d'Einstein. Il y a consacré avec passion les 30 dernières années de sa vie. Il n'a pas réussi, et aujourd'hui il continue sans découvrir.

La théorie de tout doit expliquer toutes les forces de la nature et toutes les caractéristiques de l'énergie et de la matière. Il doit résoudre la question cosmologique, c'est-à-dire donner une explication convaincante à l'origine de l'Univers. Il doit unifier la relativité et le quantum, ce qui n'a pas été réalisé jusqu'à présent. Et aussi, il doit intégrer d'autres univers au cas où il y en aurait.

Cela ne semble pas une tâche facile. On ne sait même pas s'il existe une théorie dans la nature. Et, s'il existe, s'il est accessible à notre compréhension et à nos limites technologiques pour le découvrir.

Einstein croyait qu'une telle théorie existe ou devrait exister. Pour lui, l'Univers est quelque chose d'harmonique et ordonné, dans lequel tout est lié et a un but. Il croyait à la beauté des mathématiques et de l'univers. Il a suivi la vision traditionnelle des mathématiciens et philosophes grecs antiques. C'est pourquoi il n'a pas accepté le chaos du quantum, nouvellement découvert à cette époque. Pour Einstein, "Dieu ne joue pas aux dés". Einstein a été laissé seul dans sa recherche d'une théorie. Au cours des dernières années de sa vie, il s'est tellement éloigné de ses collègues qu'ils l'ont ridiculisé et l'ont pris comme un fou.

Auparavant, d'autres lois de la nature étaient unifiées. Au 19e siècle, Maxwell a unifié les forces électriques et magnétiques de l'électromagnétisme. Au début du XXe siècle, la relativité d'Einstein a unifié l'espace et le temps, puis le espace-temps Avec gravité

Ce que personne n'a encore pu unifier, c'est la relativité avec le quantum. La relativité est la loi des très grands, des étoiles et des galaxies. Les règles quantiques sont les plus petites, dans les particules subatomiques. Mais parfois ils apparaissent ensemble, comme dans les trous noirs ou dans le Big Bang, et la physique n'a pas encore pu les réconcilier.

Le modèle standard, qui domine aujourd'hui la physique, a réussi à unifier trois des quatre forces fondamentales de la nature: l'électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible. Les trois s'adaptent à la fois à la relativité et au quantum. Le problème réside dans la quatrième force fondamentale: la gravité, qui reste incompatible avec le quantum.

Aujourd'hui, la théorie des cordes cherche à réaliser le rêve d'Einstein. C'est le principal candidat pour une théorie de tout. Une variante de la théorie des cordes, la théorie M, pense qu'elle peut unifier la gravité. Pour la théorie M, la gravité ne serait pas une force mais un type de particule provoquée par une vibration spéciale des cordes. Cette particule élémentaire serait un boson appelé graviton. Mais à ce jour, ce n'est qu'une théorie non prouvée.

S'il existe ou non une théorie de tout, elle reste l'un des plus grands mystères de l'Univers. Devrons-nous attendre beaucoup plus longtemps?

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