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La théorie des cordes

La théorie des cordes est une théorie essayant de modifier notre approche des particules qui constituent notre univers afin, principalement, de comprendre la gravité à l'échelle quantique, ce qui n'est pour l'instant pas possible.


1.Une gravité encore non comprise

Notre modèle le plus complet de la physique, appelé "modèle standard", est un modèle regroupant toutes les particules que l'on arrive à détecter dans notre univers. Il est constitué de deux groupes : les bosons et les fermions. Nous pourrions nous attendre à ce qu'il décrive l'entièreté des interactions de l'univers. Mais en réalité, une seule interaction reste incompréhensible à l'échelle quantique : la gravité.
En effet, lorsque l'on essaye d'ajouter les gravitons, des particules échangées au cours d'une interaction gravitationnelle, à notre modèle standard, le résultat est toujours le même : l'infini. Pas très pratique !

2.Modification de notre perception des particules

En décrivant les particules telles que des cordes capables de vibrer de différentes façons, chaque vibration décrivant un type de particule, le modèle de la théorie inclue à présent les gravitons, jusque là indescriptibles à l'échelle quantique.
Les cordes peuvent être ouvertes ou fermées et se déplacent à présent en formant une surface, alors que les particules classiques laissaient derrière elles une ligne droite lors de leur déplacement. De plus, au cours de leur mouvement, elles pouvaient libérer une particule, ce qui se traduit en théorie des cordes par un dédoublement de la corde. En additionnant donc simplement toutes les trajectoires possibles que peut effectuer une corde, nous trouvons la probabilité qu'elle se retrouve dans telle ou telle position.
De plus, les particules sont maintenant émises progressivement, ce qui permet d'éviter les valeurs infinies.
Cela permet donc de décrire la gravité à l'échelle quantique, la fameuse "gravité quantique" recherchée par tous les physiciens.

3.De nombreux problèmes empêchant l'adoption de cette théorie

Tout d'abord, le modèle de la théorie des cordes prédit seulement l'existence de bosons, alors que dans la réalité, il en existe une autre catégorie (les fermions). Ensuite, cette théorie prédit l'existence d'une particule ne faisant ni partie des bosons, ni des fermions : les tachyons, isolés, qui, selon le modèle, possèdent une masse absurde, ce qui décrédibilise la théorie. De plus, la théorie fonctionne seulement dans un univers à 26 dimensions, alors que notre univers en possède seulement 4 (3 d'espace et une de temps).

4. Supercordes et dimensions supplémentaires

Il existe cependant des solutions pour corriger certains de ces problèmes :
En ajoutant des spineurs (je vous passe les détails de l'explication) sur ces cordes, le problème des tachyons est résolu, puisque la théorie n'en prédit plus. On parle de "théorie des supercordes".
De plus, le modèle prédit à présent les fermions en plus des bosons, les deux catégories comportant à présent le même nombre de particules : on parle de "super symétrie".
Seul problème non résolu : en ajoutant des spineurs, la théorie requiert maintenant un univers à 10 dimensions, ce qui n'est toujours pas similaire à ce que l'on observe.
Alors, où sont ces 6 dimensions restantes ?
Première hypothèse : notre univers n'est qu'une tranche d'un univers plus vaste à 6 dimensions
Deuxième hypothèse : les 6 dimensions restantes sont recroquevillées sur elles-mêmes, ce qui nous empêche de les observer à notre échelle.

Cette théorie ouvre des portes sur l'étude des trous noirs et permet peut-être d'expliquer la présence de matière noire.

N'hésitez pas à visionner la superbe vidéo qui se trouve ci-desssous, ou mieux, si cette petite explication vous a convaincus, à lire ce très bon livre qui se trouve juste à-côté :