L'éther a été " évacué " par Einstein mais le vide devait se peupler très rapidement d'objets, de fonctions, de propriétés particulières que nous pouvons recenser :
1) Le vide est plein de champs EM et d’ondes gravitationnelles et d’un fluide
a) Einstein avait commencé d'envisager la quantification des ondes de gravitation. La théorie de la relativité générale, théorie des champs, devait impliquer l'existence de telles ondes. Mais du fait de la nature de cette théorie, il devrait s'agir d'ondes de l'espace lui-même, des rides de courbures se déplaçant à la vitesse de la lumière. Dés lors, la matière devrait faire partie du champ et Einstein espérait que la matière se manifesterait comme une espèce de "grosseur" du champ..
b) Aujourd’hui, la théorie unifiée prévoit que se sont les gravitons - particules messagères - qui sont chargée de transmettre le mouvement à travers l’espace. Il s’agit de particules insaisissables (difficilement décelables) qui transportent de l’énergie et seraient «du vide qui oscille ».
c) La constante cosmologique Λ peut se définir comme la densité d énergie d un fluide remplissant l’univers et dont la pression se trouve exactement à l’opposé de sa densité d’énergie.
2) Le vide est plein de rayonnements dit fossiles issus de l'époque dense et chaude qu'aurait connue l'Univers et possède une température très basse de 2,726 K.
3) Le vide est constitué par une mer d’énergie négative
Avec Dirac le vide est l'état fondamental, une configuration de l'espace de Fock, où tous les états possibles d'énergie négative sont occupés par un électron. Comme les électrons sont des fermions et que tous les états d'énergie négative sont occupés, il est impossible de mettre un seul électron dans un état d'énergie négative. Tout se passe comme si les états d'énergie négative n'existaient pas. Mais si un état d'énergie négative n'est pas occupé, s'il y a un trou dans ce continuum, Dirac l’interprète comme une particule d'énergie positive. Comme il y a un trou, un électron peut y tomber. C'est qu'il a rencontré un positron avec lequel il s'est annihilé. En effet, une fois tombé dans le trou, il s'est perdu dans le vide. Réciproquement, un photon d'énergie négative peut éjecter un électron du continuum d'énergie négative en laissant un trou : on dira que le photon s'est matérialisé en une paire électron-positron.. Si la charge électrique est rapidement variable, il se produit dans la polarisation du vide des fluctuations qui réagissent avec le champ inducteur.
Le malheur a voulu que cette idée se soit révélée exacte puisqu'on très peu de temps après on découvrit le positron prévu par la théorie et la création d'une paire e+, e- à partir d'un photon énergétique est devenue une affaire courante.
4) Le vide est un réservoir infini d’énergie
Le vide est présenté comme un réservoir infini à partir duquel on peut créer toutes les particules que l'on veut mais c'est en même temps le néant dans lequel les particules peuvent disparaître. Richard Feynman a considéré que le vide contenu dans une simple ampoule serait suffisant pour faire bouillir tous les océans de la planète. Le vide serait alors le siège de manifestations physiques les plus violentes. Celles-ci ne peuvent être observées, mais ont peu appréhender leurs effets : c'est le cas de l'effet Casimir. Le rayonnement électromagnétique du point zéro ( -273°) provoque une très légère suppression à l’extérieur de plaques et les rapproche. Ce rapprochement a été mesuré par Sparnaay. Cela signifie qu'il y a bien une énergie du vide. Certains proposent même d’en extraire l'énergie en utilisant l'effet Casimir.
5) Le vide, c’est l’état d’énergie minimum du système physique
La physique quantique y découvre le lieu d'une énergie considérable, infinie. Cependant, dans le même temps elle conçoit ce vide comme l'état fondamental du système c.a.d. à un état d'énergie minimum, un état d'équilibre sans excitation.
6) Le vide, est plein de particules virtuelles
Dans le vide résident toutes les particules que nous ne connaissons pas encore. Il n'est plus ce milieu inerte et sans propriétés mais se trouve au contraire tout vibrant d'énergie. Sans cesse le vide fluctue du fait des mouvements des champs électromagnétiques, des paires de particules virtuelles sont produites.
La théorie des champs permet aux particules d'interagir avec elle-même. Ainsi, lorsqu'un électron émet un photon et le réabsorbe, à la limite cette boucle peut s'effectuer en un temps nul, ce qui correspond, selon les relations d'Heisenberg, à une énergie impulsion infinie. L’équation de Dirac contient des paramètres infinis car un électron en mouvement crée un champ électromagnétique et il interagit avec son propre champ. Ceci empoisonne les calculs de quantités infinies comme la masse propre de l'électron qui doit être calculée en tenant compte de l'interaction de l'électron avec son propre nuage de photons virtuels. Le procédé de renormalisation fait disparaître ces divergences indésirables en les associant à des quantités infinies de signe opposé de façon à ce que la somme algébrique de ces deux infinis redonne la valeur expérimentale de l'électron en l'absence de photons virtuels. Ce tour de passe-passe mathématique est délicat à effectuer mais on parvient à éliminer les infinis en préservant les équations.
7) Le vide produit un effet d’écran sur les particules
En E.D.Q le vide est assimilé à un milieu diélectrique (isolant) polarisable par fluctuations quantiques et capable d'écranter la charge électrique. Lorsqu'un électron se déplace, il faut le concevoir comme naviguant dans une soupe de particules virtuelles qui l'assaillent continûment. Le processus par lequel un électron émet puis réabsorbe des photons virtuels implique que chaque électron soit enveloppé d'un essaim de ces photons. En effet, on explique désormais le fonctionnement de la charge par une émission d'un photon virtuel qui est (presque) aussitôt absorbé. Les photons virtuels qui entourent toute particule chargée représentent des paires virtuelles e+, e-. Si la particule est un électron, sa charge électrique aura tendance à attirer les e+ virtuels et à repousser les e-virtuels. Cette polarisation a un effet d'écran sur la charge centrale, la charge effectivement perçue est plus faible que la charge réelle de l'électron. Cette polarisation du vide contribue de façon minuscule mais mesurable au décalage de Lamb. Le nuage virtuel modifie légèrement (ge =0.00115 ) le moment magnétique de l'électron. La durée de ces transitions imaginaires est bien sûr encadrée par les inégalités de Heisenberg.
8) Le vide permet de contourner la loi de conservation de l’énergie
Les relations d'incertitude de Heisenberg apportent un moyen fort pratique de détourner la loi de conservation de l'énergie. L'espace vide des champs n'a ainsi plus de sens : le vide est rempli de champs d'interactions qui en vertu des principes relativistes et quantiques sont soumis à des fluctuations quantiques. Ces fluctuations correspondent à la matérialisation des champs pendant des laps de temps très courts. Toute la matière et toutes les interactions sont présentes dans l'espace vide pourvu que l'on considère cet espace pendant des intervalles de temps suffisamment brefs. (Cela signifie que plus un événement est bref et plus il a de chances « d’exister »).
9) Le vide et la question de Feynman
Cependant certains physiciens ont posé des questions fondamentales, tel Feynmam :
Si nous avons une particule chargée et que nous la poussions pendant un instant, il y aura une quantité de mouvement dans le champ électromagnétique. Celui-ci va donc réagir c'est-à-dire opposer une résistance. La quantité de mouvement apportée par la particule poussée va avoir pour objet de déclencher le mouvement du champ. C'est donc que dans le champ existait une force de résistance et que celle-ci avait la valeur de la quantité de mouvement transmise au champ. Si le champ en effet n'était pas constitué d'une force, il ne serait pas nécessaire d'apporter de l'extérieur une quantité de mouvement pour susciter une réaction. Si donc le champ nécessite un apport d'énergie extérieur pour le mettre en mouvement afin que ce mouvement soit transmis, il faut bien que quelque chose résiste, qu'une force s'y trouve logée. Mais une force comme une énergie suppose toujours quelque chose qui la supporte ou qui la déploie. Se pose alors la question de savoir ce qui suscite l'énergie de résistance des champs.
On n’a jusqu’à présent jamais répondu à cette question de Feynman.
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