141 - EINSTEIN OU COMMENT SE DEBARASSER DE L’ETHER

Nous n’avons cessé d’affirmer que le problème essentiel, fondamental, presque unique, qui détermine toute la physique contemporaine est le statut du vide et la question de son contenu. Nous avons également accusé Einstein de l’avoir conduite dans une impasse en déniant à ce vide tout effet mécanique. Cette fonction mécanique est absolument indispensable pour justifier la transmission d’un mouvement à distance et pour expliquer l’origine, le fonctionnement et la nature de la substance qui compose les ondes électromagnétiques. Elle  est tout aussi nécessaire pour comprendre l’origine de la matière,  le principe d’inertie lui-même et enfin la cause de la vitesse constante et limite de la lumière.

Nous voudrions montrer ci-dessous la logique de ces manœuvres subtiles qui n’ont eu qu’un seul objectif : débarrasser la physique de cette question encombrante de la fonction mécanique de l’éther pour y substituer une physique des champs et son espace-temps.

1) On imagine des ondes à la surface de l'eau. Ce phénomène peut donner lieu à deux descriptions différentes.

1) On peut suivre comment l’ondulation du liquide en surface change avec le temps

2) A l'aide de petits corps flottants on peut suivre comment la position de chaque particule d'eau change avec le temps.

Dans cette seconde hypothèse, nous n'avons  aucun motif d'admettre que l'eau est composée de particules mobiles puisque nous nous intéressons aux seuls corps flottants.  Mais nous pourrions quand même la considérer comme milieu.

On peut  considérer que toute la physique relativiste a pour base ce glissement qui permet d’éliminer la composition du milieu au profit de ses manifestations sur des corps, seuls objets susceptibles d’être observés et mesurés. En effet, le contenu de l’espace ne peut jamais être saisi en lui-même hors son action sur des masses.

La métaphore est alors filée :

Quelque chose de semblable se présente dans le champ électromagnétique. Car on peut se représenter le champ comme étant constitué de lignes de force. Si l'on veut considérer ces lignes de force comme quelque chose de matériel dans le sens habituel, on est tenté de considérer les phénomènes dynamiques comme phénomènes de mouvement de ces lignes de force, de sorte que le mouvement de chaque ligne de force pourra être suivi par ses effets sur les corps.En généralisant, nous pouvons dire : on peut imaginer des objets physiques étendus où la notion de mouvement ne trouve aucune application. Ils ne doivent pas être conçus comme étant constitués de particules en mouvement

Les objets physiques étendus en question, c’est l’espace dont on admet bien l’existence mais auquel on n’attribue plus la possibilité d’un mouvement. On a ainsi glissé ainsi très subtilement des propriétés mécaniques de l’eau qui  animait les corps flottants à une absence de mouvement pour « des agents étendus » qui ne peuvent plus être considérés comme des particules mobiles.

Par ce glissement le champ est devenu totalement libre pour y installer une physique des champs indépendants de toute influence mécanique d’un milieu.

Dans le langage de Minkowski, ceci s'exprime de la façon suivante : Le principe de la relativité restreinte nous interdit de considérer l'éther comme constitué de particules qu'on peut suivre dans le temps ; mais l'hypothèse de l'éther comme telle ne contredit pas la théorie de la relativité restreinte. Il faut seulement se garder d'attribuer à l'éther un état de mouvement.
Selon la relativité restreinte, l'hypothèse de l'éther apparaît comme une hypothèse vide. Les équations des champs électromagnétiques, ne représentent que les densités des charges et celles des champs. Les champs électromagnétiques sont des réalités ultimes et irréductibles. Il est  superflu de postuler un éther homogène et isotrope dont ces champs seraient  les états.

Les fonctions mécaniques de l’éther éliminées il n’en demeurent pas moins quelques problèmes :
Mais nier l'éther, signifie qu'il faut supposer que l'espace vide ne possède aucune propriété physique. Or, les faits mécaniques ne se trouvent pas d'accord avec cette conception. Mach, pour échapper à la nécessité de supposer une espace  qui est inaccessible à l'observation, introduisit  à la place de l'accélération par rapport à l'espace absolu de Newton, l'accélération  par rapport à la totalité des masses de l'univers. Mais l'inertie relative des masses suppose une action à distance sans milieu intermédiaire. Et comme les physiciens modernes ne peuvent accepter une action pareille, il aboutit conception  à l'éther, qui est destiné à transmettre les effets de l'inertie. Mais cette notion de l'éther de Mach ne détermine pas seulement l'état des masses inertes mais est lui-même déterminé par elles.

Comme on le constate chassez l’éther, et il revient au galop car si seuls le mouvement des masses sont retenus, il n’en demeure pas moins qu’elles sont liées par leur attraction relative et qu’elles doivent donc bien transmettre à distance leur état de mouvement.

La pensée de Mach reçoit son plein épanouissement dans l'éther de la théorie de la relativité générale. D'après cette théorie, les propriétés métriques du continuum spatio-temporel sont différentes dans l'entourage de chaque point spatio-temporel et conditionnées par la matière. D’où un espace vide qui n'est physiquement ni homogène ni isotrope  MAIS qui nous oblige à représenter son état par dix fonctions, les potentiels de gravitation g µv - Par-là, la notion de l'éther a de nouveau acquis un contenu précis, qui diffère notablement de celui de l'éther de la théorie ondulatoire mécanique de la lumière. L'éther de la théorie de la relativité générale est un milieu privé de toutes les propriétés mécaniques et cinématiques, mais qui détermine les phénomènes mécaniques (et électromagnétiques).

Ainsi, l’éther n’a pas de propriétés mécaniques mais détermine les phénomènes mécaniques. Comment ce paradoxe est-il possible ? Par l’usage  du raisonnement circulaire ayant cours en physique : les masses créent et  déterminent les propriétés des champs et les lignes de force de ce champ agissent sur les masses.

L’espace devient alors pour Einstein le simple « lieu » inoffensif qui  a pour seule fonction d’abriter les champs. Et Einstein pouvait terminer son exposé au collège de France :

En résumant, nous pouvons dire : d'après la théorie de la relativité générale, l'espace est doué de propriétés physiques ; dans ce sens, par conséquent un éther existe. Selon la théorie de la relativité générale, un espace sans éther est inconcevable, car non seulement la propagation de la lumière y serait impossible, mais il n'y aurait même aucune possibilité d'existence pour les règles et les horloges et par conséquent aussi pour les distances spatio-temporelles dans le sens de la physique. Cet éther ne doit cependant pas être conçu comme étant doué de la propriété qui caractérise les milieux pondérables, c'est à dire comme constitué de parties pouvant être suivies dans le temps : la notion de mouvement ne doit pas lui être appliquée."

Ainsi,  pouvons-nous constater que la boucle est bouclée, que la métaphore des petits corps flottants dans l’eau a été filée jusqu’au bout et qu’Einstein est parvenu à dénier à  l’espace sa fonction mécanique tout en gardant « pour le fun » ce vieil et indéracinable éther.

140 – LA SUPERCHERIE DE LA DILATATION DU TEMPS D’EINSTEIN

L’ARTICLE

C'est une magnifique et profonde expérience de physique que publie Science dans son numéro du 1^er février. Une expérience qui puise à la fois aux sources de la mécanique quantique et de la théorie de la relativité et qui éclaire la matière d'un jour différent, en mettant en lumière le lien insoupçonné qu'elle entretient avec le temps. Elle montre que l'on peut calculer la masse de la matière en se servant de ce que l'on pourrait appeler son horloge interne.

Il faut mettre cette expérience au crédit d'une équipe de l'université de Californie, à Berkeley. Ces chercheurs sont partis des travaux de deux des plus grands physiciens du siècle passé, Albert Einstein et Louis de Broglie. Les résultats de ces glorieux aînés forment une chaîne théorique qui relie la matière au temps. Le fameux E=mc² d'Einstein établit l'équivalence entre matière et énergie (ce qui explique le mécanisme interne des étoiles et la bombe atomique). Quant à Louis de Broglie, en partant de l'équation d'Einstein, il a montré, dans ses travaux sur la théorie des quanta, que la dualité onde-particule n'était pas réservée à la lumière : les composants de la matière avaient aussi un caractère ondulatoire, ce qui valut à Louis de Broglie le prix Nobel de physique en 1929. Si l'on met tout cela bout à bout, cela dit que la matière peut être décrite comme une onde, avec une fréquence proportionnelle à la quantité d'énergie contenue dans la matière, et par conséquent à la masse de celle-ci. Or, qui dit fréquence dit temps. En théorie, on pourrait donc construire une horloge basée sur la fréquence interne d'un seul atome.

Cependant, jusqu'ici, on pensait que la mise en pratique de cette idée était impossible en raison de la fréquence incroyablement élevée des atomes : de l'ordre de la dizaine de millions de milliards de milliards d'oscillations par seconde ! Comme l'explique Holger Müller, un des auteurs de l'étude, "quand vous fabriquez une horloge de grand-père, il y a un balancier et un mécanisme qui compte les oscillations du balancier. (...) Mais il n'y avait aucun moyen de fabriquer un mécanisme pour une horloge à ondes de matière, parce que la fréquence de leurs oscillations est 10 milliards de fois plus élevée que les oscillations de la lumière visible."

On aurait pu rester bloqué dans cette impasse si Holger Müller et son équipe n'avaient pas eu une astucieuse idée basée sur une étonnante conséquence de la théorie de la relativité restreinte d'Einstein (toujours lui) : la dilatation du temps. Aussi étrange que cela paraisse, quand un objet se déplace, le temps s'écoule moins vite pour lui que pour un objet immobile. Le temps est relatif et non pas absolu, ce qui a été confirmé par des expériences comparant l'heure indiquée par des horloges atomiques embarquées dans des avions à celle donnée par d'autres horloges atomiques demeurées au sol. Une fois leur voyage aérien terminé, les premières étaient un peu en retard sur les secondes. Les satellites du système GPS qui se déplacent à grande allure au-dessus de nos têtes corrigent d'ailleurs en permanence leurs données pour tenir compte de la dilatation du temps.

Les chercheurs de Berkeley ont donc eu l'idée de combiner les ondes de matière émises par des atomes en mouvement avec les ondes provenant d'atomes stationnaires. Le dispositif expérimental mettait en évidence le léger décalage entre les deux, décalage qui, lui, était mesurable. L'étude conclut que grâce à cette différence, on peut utiliser un seul atome de matière pour mesurer le temps. Mais la réciproque est vraie aussi ! Grâce au  type d'horloge décrite dans l'étude, on peut mesurer, avec une précision extrême, la masse de la matière au niveau microscopique. Il y a une certaine fascination, presque de l'ordre de l'émerveillement esthétique, à se dire que le temps est une donnée intrinsèque de la matière et vice-versa.

Au-delà de ce constat philosophique, les auteurs de l'étude soulignent que leur expérience pourrait être particulièrement utile à un moment où la métrologie, c'est-à-dire la science de la mesure, réfléchit à la redéfinition d'un certain nombre de ses sept unités de base, à commencer par le kilogramme. Le kilogramme, en effet, n'est plus ce qu'il était.. Deux solutions sont déjà à l'étude mais les chercheurs de Berkeley estiment, avec leur méthode, pouvoir offrir une troisième voie plus élégante que les autres, en connectant directement le kilogramme à une autre unité fondamentale définie avec une extrême précision : la seconde.

COMMENTAIRES

Il faut mettre fin à ce mythe coriace d’une variabilité intrinsèque du temps qui fascine les amateurs de sciences fiction lesquels constatent par là même l’écroulement de nos absolus, l’affaissement de nos certitudes dans un monde voué à la dérive des valeurs.

Le temps en tant que tel n’existe pas, il est simplement le résultat de la mesure d’un mouvement, d’une oscillation et à ce titre relève d’un concept exclusivement humain. C’est un étalon arbitraire et à ce titre conventionnel qui dépend du protocole de sa mesure et consécutivement de l’état de l’objet sur lequel s’opère l’observation.

Il devient alors ÉVIDENT que si la mesure s’opère sur un corps statique ou sur un corps en mouvement, nous ne parvenons pas au même résultat. Ce n’est pas le temps qui est variable mais le choix du référentiel : si le temps est mesuré dans les mêmes conditions – comme il se doit pour tout étalon – il est absolument invariable. Il devient absolu si l’expérience porte sur un objet physique dont on est assuré de son invariabilité en un lieu et selon des conditions identiques et répétitives de la mesure, comme la vitesse de la lumière ou la fréquence d’émission de certaines ondes atomiques.

 

139 - QU’EST-CE QUE LES ONDES ELECTROMAGNETIQUES SONT ?

La science physique fonctionne depuis près de deux siècles en usant et abusant du concept – et de la réalité – des ondes électromagnétiques sans jamais s’être questionnée sur leur définition. La technologie moderne n’a cessé de courir de succès en succès notamment en matière de communication sans savoir véritablement ce qu’est une onde EM. Recherchant dans tous les dictionnaires et les documents officiels une définition, nous n’avons trouvé aucune définition satisfaisant nous permettant de préciser la nature et l’origine d’une onde EM.

1) Ainsi : « Une onde électromagnétique est la résultante d’un champ électrique et d’un champ magnétique dont les amplitudes varient de façon sinusoïdale au cours du temps. Une onde électromagnétique peut être produite par un courant électrique variable. »
Comme son nom l’indique une onde électromagnétique est une onde… électrique et magnétique ! Elle est composée d’un champ électrique et d’un champ magnétique. »

Nous apprenons qu’une onde est donc produite par des champs magnétique et électrique ou un courant électrique, ce qui nous donne la cause du phénomène mais en aucune façon nous renseigne sur la nature d’une onde. C’est un peu comme si on affirmait que la pluie avait pour cause les formations nuageuses sans jamais définir la composition en eau d’une goutte de pluie.

2) Autre définition : Une onde électromagnétique est la combinaison de deux “perturbations”, l’une est électrique, l’autre est magnétique. Ces deux perturbations, qui oscillent en même temps mais dans deux plans perpendiculaires se déplacent à la vitesse de la lumière. Une onde EM (Électromagnétique) peut donc se concevoir comme une perturbation électrique de la matière qui se propage. Une onde électromagnétique n’est pas quelque chose de tangible : elle est la plupart du temps imperceptible par tous nos sens.

Ici, c’est une « perturbation » électrique de la matière qui se propage. La question est alors de savoir ce qu’est une perturbation qui se propage, car nous pourrions affirmer ici aussi que la pluie résulte d’une perturbation d’un système nuageux qui se propage jusqu’au sol. Nous n’apportons aucune information supplémentaire concernant la nature propre du phénomène. Nous voudrions savoir puisque « quelque chose » se propage » ce qu’est réellement le quelque chose en question. D’om l’affirmation qui ne nous surprend guère selon laquelle une onde n’est pas quelque chose de tangible (alors même qu’elle est perceptibles par nos instruments)

3) Plus loin, il est dit « Physiquement parlant, une onde est un champ. C'est-à-dire une zone de l'espace dont les propriétés sont modifiées, on affecte à chaque point de l'espace des grandeurs physiques scalaires ou vectorielles » 

La question est alors de savoir ce qu’est un champ et la réponse est immédiate : un champ est suscité par la présence des ondes EM. Ainsi dans cette définition circulaire, les ondes EM créent un champ lequel champ est composé d’ondes EM.

Mais un champ est aussi « une zone de l’espace dont les propriétés sont modifiées »…par ces ondes. Mais de quelles propriétés de l’espace s’agit-il ? Jamais la physique contemporaine n’a prêté la moindre propriété à l’espace, si bien qu’un lieu vide et sans effectivité  est doté de la faculté de se modifier par l’action des ondes EM si bien que les modification de l’espace en question résultent tout simplement de la présent d’un champ EM composé essentiellement d’ondes EM. Ici aussi, nous sommes confrontés à un raisonnement de type circulaire en guise de définition.

4) Nous relevons également que «  Les ondes électromagnétiques transportent de l’énergie, mais pas de matière. Illustrons la notion de transport d'énergie sans transport de matière  Dans le cas d'une onde mécanique, on observe de petits déplacements locaux et éphémères des éléments du milieu qui supportent cette onde, mais pas de transport global de ces éléments. « 

Ainsi, une onde EM - COMME UNE ONDE MECANIQUE – transporte de l’énergie mais sans déplacement locaux et éphémères du milieu qui supportent cette onde pour la simple et bonne raison que cette onde EM se déplace dans un milieu considéré comme vide, ne contenant aucune « substance » susceptible d’onduler. L’onde EM présente toutes les caractéristiques d’une onde matérielle (propagation, diffraction, réfraction diffusion, interférences etc.) mais sans qu’existe un milieu où son ondulation prendrait sens et naissance.

5) Cela est ouvertement affirmé :, « les ondes électromagnétiques n’ont besoin d’aucun support matériel pour se propager. »

Mais il est nécessaire de les comparer à un milieu matériel pour les expliquer : 

« À la manière des vagues sur la mer, les champs électromagnétiques se propagent sous forme d’ondes. Et comme toutes les ondes, celles-ci sont caractérisées par leur amplitude, leur longueur d’onde et leur fréquence. L’amplitude correspond à la hauteur d’une « vague », la longueur d’onde à la distance entre les crêtes de deux « vagues » successives. La fréquence, nombre de « vagues » par seconde, est inversement proportionnelle à la longueur d’onde. »

En définitive, et pour nous résumer, nous avons voulu apporter la preuve par des exemples, que la physique ne possède aucune définition sérieuse d’une onde EM pour la simple et bonne raison qu’elle ne sait pas ce qu’est une onde EM. Elle ne sait pas et ne veut surtout pas savoir car cela déboucherait sur la question abyssale : existerait-il une substance différente de la matière qui composerait  l’onde EM ?  Et puisque une onde EM à l’instar d’une onde matérielle, a besoin d’un milieu homogène pour onduler, existerait-il une même substance qui composerait l’espace ? Et cet espace ne serait-il pas rempli, non de  pseudos champs évanescents à dénominations multiples, mais d’un quelque chose d’autre ayant cette propriété d’onduler et de transmettre cette ondulation à la vitesse de la lumière ? Refusant d’aborder de front cette problématique cruciale, la physique actuelle se condamne à tourner en rond à l’aide de ses définitions sont nous avons démontré justement le caractère… circulaire.

138 LA GENÈSE MYTHIQUE DE L'ASTROPHYSIQUE CONTEMPORAINE

Le récit de la genèse primordiale représente un sommet de l’imaginaire mathématique, une sorte d’apothéose de la physique du XXème siècle toute entière vouée à la puissance descriptive du langage mathématique.

1 - La science véritable se définit comme une dialectique constante entre l’élaboration d’hypothèses et la mise en œuvre de procédure de vérification. Or le modèle du big bang est absolument invérifiable. Nous sortons du domaine de la science pour entrer dans celui de la foi en des modèles sans assise expérimentale possible. Ce modèle nous raconte l’histoire de l’évolution de l’univers à une époque où la densité de matière était la même que celle d’un noyau atomique et la température de 1OE12 K. Mais il est aussitôt précisé que ces conditions sont si extrêmes que les lois physiques connues ne s’appliquent pas pour les décrire (il faut donc seulement y croire !)  Ainsi on peut lire chez certains auteurs :

1 - Avant 10^-43 seconde, l’environnement de l’Univers est si extrême (masse de l’Univers concentré dans un point et température infinie?) que notre physique est pour l’instant humblement muette. Tout ce qui se passe avant cette date chronologique incroyablement courte est un mystère total. Pourquoi ? Car 10^-43 seconde correspond à ce que l’on dénomme le temps de Planck, sorte de quantum temporel incompressible. Cet intervalle de temps semble être le plus petit possible selon la physique quantique, de la même manière que la distance de Planck ( 10^-35 m ) semble être la plus petite distance accessible à notre physique. Nul ne sait encore très bien à quoi pouvait bien ressembler notre univers à une telle échelle de Planck. La difficulté apparaît dès que l’on met en rapport un temps aussi minuscule que 10^-43 seconde avec la colossale énergie de l’univers, concentrée, à l’époque, dans un volume aussi infime. La valeur de cette énergie est alors très mal définie. Or, c’est l’énergie, avec la matière, qui imprime sa forme à l’espace et détermine comment s’écoule le temps. Sur des distances et des durées de l’ordre de l’échelle de Planck, espace et temps deviennent des notions très difficiles à caractériser. La notion de distance entre deux points avait-elle déjà un sens quand l’univers était aussi petit ? Le temps s’écoulait-il déjà du passé vers le futur? Au temps de Planck notre Univers n’a que environ 10^-33 cm de diamètre, c’est-à-dire 10 millions de milliards de fois plus petit qu’un atome d’hydrogène! Sa température est de 10³² degrés Kelvin (0°K = -273°C).

De fait, ce temps de Planck correspondait à une sorte de néant puisqu’il « n’existait » ni temps ni espace. Ici apparaît l’une des pratiques habituelles: on use d’une notion commune et reconnue (la constante de Planck) en la transférant dans un domaine où son effectivité ne peut être prouvée. Passons sur l’aberration qui consiste à affirmer que notre univers est 1O millions de fois plus petit qu’un atome d’hydrogène pour constater que sa température est 10.32 k. Pourquoi Comment est-il possible de mesurer la température d’un « objet » quasi inexistant dans l’espace sachant qu’une température est avant tout la manifestation d’une agitation d’un corps dans l’espace ?  Ici la notion de température classique n’a plus aucun sens.

2 - Les auteurs nous disent également que : A ce stade d’évolution, la matière n’était pas encore née, seul le « vide » régnait, mais attention! Le vide de l’Univers n’était pas vide : il comprenait de nombreuses particules virtuelles de matière et d’antimatière qui apparaissaient et disparaissaient comme des bulles de savon. Notre Univers actuel est peut-être issu de l’une de ces fluctuations quantiques du vide ! Dans cet Univers, toujours le vide quantique où bouillonne une énergie inimaginable. Celle-ci se matérialise sporadiquement ( n’oubliez pas E=mc² ! ) en d’éphémères particules et antiparticules fantômes.

Ainsi, dans ce vide quantique les particules virtuelles apparaissent c’est-à-dire qu’elles doivent s’extraire du vide pour aussitôt y retourner. Mais comme l’espace n’est pas encore créé, elles ne sauraient apparaître à la surface du réel. Ces particules virtuelle entrent et sortent dans le vide et autant dire qu’étant issu de nulle part, la physique quantique les contraints à y retourner. Par ailleurs, le vide n’a de sens que relativement à un plein et surtout à un espace. Dans l’état initial de Planck, on ne saurait recourir au vide puisque l’espace n’a pas encore été créé ! Enfin, ce vide est plein d’une énergie bouillonnante, de fluctuations. Mais quel objet fluctue de la sorte ? Certainement ces particules virtuelles qui entrent et sortent de ce vide. Ici encore, on utilise certains concepts de la physique quantique ayant été utiles par ailleurs, qu’on transpose sans aucune précaution épistémologique. Nous aurions ainsi deux objets physiques cohabitant : d’une part l’univers hyper concentré, y compris l’espace lui-même, et le vide où se trouveraient des particules virtuelles et qui ne font donc pas partie de la globalité de l’univers !

3 - Et nos auteur de continuer : A cette température de 10²⁸ °K, l’énorme énergie du vide est libérée et imprime à l’Univers une expansion fulgurante que le physicien Alan Guth a appelé inflation. Entre 10^-35 et 10^-32 seconde, son volume augmente d’un facteur 10²⁷ (ou 10⁵⁰ selon d’autres sources ?) alors que dans les 15 milliards d’années suivantes, son volume n’augmentera que d’un facteur 10⁹.

Ainsi, c’est l’énergie d’un vide inexistant qui va être à l’origine de l’explosion et de l’expansion. Comment s’effectue cette transformation de l’énergie du vide en rayonnements ? Comment le vide peut-il de lui-même susciter du rayonnement ? Comment ces fluctuations virtuelles peuvent-elles devenir réelles ? Le cosmologue doit alors se faire humble et tout en affirmant ce scénario comme crédible, doit avouer qu’il ne sait pas.

Ce scénario de pure science-fiction se continue au temps T = 10^E-2 s où le rayonnement domine suscité par la création et l’annihilation des paires électrons positrons, puis des explications extrêmement confuses font apparaître les protons et neutrons etc. Ce qui est étrange, c’est qu’il existe un temps dans la théorie du big bang où la température était celle requise pour les étoiles massives afin de fabriquer les éléments les plus lourds. En effet, seulement 1 million de degrés est nécessaire pour la fusion du carbone en oxygène, comparé aux milliards de degrés  de la boule de feu initiale devant se refroidir progressivement. Tout porte à croire qu’au moment de la nucléosynthèse primordiale, le Dieu imparfait des physiciens avait oublié la création des éléments lourds.

On aurait pu éviter une étape supplémentaire dans la nucléosynthèse si la totalité des éléments avaient été fabriqués dans la boule de feu originelle. Cependant la découverte de différences systématiques dans la composition des étoiles rendait impossible l’hypothèse d’une production unique de ces éléments qui se seraient répandus uniformément. Par ailleurs, les températures du cœur de certaines étoiles donnaient à penser que celles-ci devaient nécessairement synthétiser ces éléments

Comme le modèle d’une fabrication interne par chaque étoile de leurs éléments était récusé, il ne restait plus qu’à scinder la procédure dans le temps et l’espace et spécialiser certaines étoiles (les plus massives) dans la fabrication des éléments  lourds à partir des seuls héliums et hydrogènes créés lors du big-bang. Dans ces étoiles la température était suffisamment chaude et surtout le temps suffisamment long pour que les collisions puissent produire une quantité significative de carbone. L’article de M.Burbidge,G.Burbidge,Fowler et Hoyle plus connu sous l’acronyme de B²FH constitua la référence première des astrophysiciens qui décrit la manière dont toute les variétés de noyaux ( sauf H et He) sont construits à l’intérieur des étoiles.

Ainsi, cette astucieuse genèse en deux temps permet-elle une justification mutuelle de l’une par l’autre : la nucléosynthèse stellaire, qui peut être prouvée par l’observation et les mesure des abondances,  sert à justifier le scénario improbable de la nucléosynthèse primordiale. Inversement, c’est parce qu’on constate des matériaux rendus disponibles par le big bang  que cette synthèse seconde par les étoiles est rendue possible. Big bang et théories stellaires participent effectivement d’un même paradigme scientifique a priori cohérent  qu’on ne peut segmenter.

 

137 - CREATION PERMANENTE ET BIG BANG

Le problème que nous voudrions poser ici est la contradiction que peu de scientifiques ont relevée entre la procédure de création de matière lors du big bang et la création permanente de matière rendu possible  par les expériences. Ainsi :

1) Il est possible de créer une paire électron/positron à partir d'un photon gamma en interaction avec autre chose et la désintégration de cette même paire (et du positronium) en deux ou trois photons gamma. Mais pour la création de cette paire à partir de deux photons gamma, on peut admettre qu'elle est possible mais tellement improbable qu'elle reste théorique. Tout comme la réaction inverse de la décomposition du pion zéro en deux photons gamma.

2) La théorie quantique des champs prévoit que si l'on applique un champ - par exemple électrique - suffisamment intense à un état de "vide", il se produit un ensemble de créations spontanées de paires de particules - antiparticules.

3) L'effet Casimir est l'attraction entre deux plaques séparées par le vide. En déplaçant les plaques, on modifie les longueurs d'onde possible, et donc l'énergie du vide elle-même a diminué. Le vide doit donc être envisagé comme un milieu avec lequel il est possible d'échanger de l'énergie, modifiant son état d'énergie.

Le vide est donc conçu comme un « réservoir » d’énergie à partir duquel il devient possible d’en extraire de la matière selon certaines conditions expérimentales. Cela signifie qu’en tous lieux de l’espace cette genèse de la matière est envisageable et que cette procédure doit s’appréhender comme une loi physique que l’univers s’est donné à lui-même. Dès qu’il y a espace, dès qu’il y a « vide », cette loi physique est nécessairement opérationnelle.

Qu’en est-il alors de la genèse proposée par les théoriciens du big bang ? Celle-ci s’opère à partir du rien absolu, il y a surgissement simultanée de la matière et de l’espace qui se déploie et se trouve depuis lors en expansion. Nous sommes désormais en présence de deux types de genèse, l’une parfaitement cohérente sur le plan théorique et expérimentale ; l’autre très hypothétique car impossible à prouver expérimentalement et qui présente de plus l’inconvénient de faire surgir la matière ex nihilo. Comment expliquer que ces deux genèses de la matière coexistent dans la science contemporaine ? Que l’une apparaisse permanente et peut être constituée en objet véritable de science, l’autre demeurant une hypothèse car ne répondant pas aux critères minimum de scientificité pour le devenir. Pourquoi faut-il donc attendre qu’il y ait lors du big bang création d’espace – et donc ce vide plein – pour voir s’installer une autre genèse matérielle qui cette fois ne s’initie plus à partir du rien absolu ?  Pourquoi donc la genèse universelle serait-elle aussi complexe, multiple : pourquoi donc faire simple quand on peut faire compliqué ?

On l’aura compris, nous postulons pour notre compte une seule et unique genèse qui prolonge et s’appuie sur la réalité expérimentale. Nous avons défendu ici la thèse que toute la matière est issue d’une substance originelle – la prématière -qui constitue l’espace. Que son surgissement est le résultat d’une onde de choc qui brise la rigidité de cette prématière et à partir de laquelle le cœur photonique d’une étoile commence son activité de fabrication des éléments. Il n’y a pas  de doute que si l’astrophysique contemporaine pouvait s’armer de ce nouveau cadre théorique, elle ne manquerait pas d’observer la naissance d’étoiles surgissant spontanément à partir d’une onde de choc repérée sous forme de rayons gamma, d’une violence extrême.

136 - LA PHILOSOPHIE DE LA PREMATIERE

La thèse peu orthodoxe que nous défendons,  c’est de considérer que la physique avant d’être une science est une philosophie de la nature. Elle explique mais ne participe en rien de la démarche scientifique traditionnelle axée sur l’expérimentation et l’usage des outils de la démonstration mathématique. Cette philosophie est destinée à compléter la science en reformulant ses concepts implicites sur lesquels elle est aujourd’hui fondée. Cette position épistémologique engendre ceci comme conséquence : la science physique peut persister à fonctionner sans recourir à cette philosophie de la nature sans grand dommage pour son avancée technique.

Ainsi, la relativité n’explique pas l’origine d’une  vitesse limite mais cela ne limite pas l’usage de l’appareillage mathématique fournit par Einstein. De même, on ne sait rien sur la cause de l’intrication quantique mais cela n’empêche pas l’utilisation de cette propriété des ondes pour le codage d’informations secrètes.

La théorie du big-bang, la fuite consécutive des galaxies semblent satisfaire la majorité des scientifiques puisque s’accordant si bien avec l’idée monothéiste du jour de la création. Si nous lui substituions la conception d’un univers éternel incréé, sur le plan expérimental aucune découverte sensationnelle n’en sera issue. Par contre, c’est la vision du monde, le rapport au temps et la place de l’homme dans l’univers qui en seront complètement bouleversés.

L’affirmation selon laquelle les ondes EM sont composées de prématière n’est pas de nature à modifier les protocoles expérimentaux. Nous continuerons à user de notre téléphone portable sans nous soucier de savoir que ces ondes résultent de la mise en mouvement de la prématière. De même, nous continuerons à nous mouvoir dans l’espace « vide » indifférents à ce milieu de prématière dans lequel nous baignons. Nous ignorerons aussi qu’il existe une autre substance radicalement différente de la matière. Nous ne connaitrons rien du cycle éternel prématière/matière par lequel cette matière peut surgir et à nouveau se fondre dans  la substance de l’espace d’où elle est issue.

Toutes ces connaissances ne sont pas utiles directement à l’employé de banque pour exercer son métier ni au scientifique pour poursuivre ses expériences spécialisées. Elles relèvent d’un désir de savoir qui ne s’obtient que par la recherche rigoureuse de la vérité et  par le raisonnement exigeant. Mais aussi et surtout par la volonté de rechercher « autre chose » que le savoir établi.

 

135 - CRITIQUE DE LA NOTION DE MASSE RELATIVE D’EINSTEIN

L’idée la plus lumineuse, la « révélation » d’Einstein fut la découverte de l’équivalence entre la masse grave et la masse inerte ce qui revenait à ramener la force de gravitation à une force d’accélération classique. Aussi, la mesure de l’inertie d’une masse ne pouvait plus s’effectuer relativement à un référentiel absolu (l’espace) mais entre corps considérés en mouvement relatif. C’est le différentiel entre leurs mouvements respectif qui devient la mesure de leur inertie relative. Dès lors que leur masse physique (quantité de matière ou masse ou repos) reste invariable, c’est la différence de vitesse qui suscite chez l’une l’augmentation relative de la masse. Cet effet relativiste, suscite pourtant un effet physique bien réel : le blocage de la particule devant le mur de la lumière qu’elle ne saurait franchir. Nous voudrions démontrer le caractère insatisfaisant et les limites des explications données par la relativité.

 

 1 - La masse est une quantité de matière Q sur laquelle on va mesurer une force F (gravitationnelle) telle que QF = mi = 1kg. Il s’agit de la masse inerte (mi) qui représente un coefficient d’inertie ou de résistance à sa mise en mouvement. En faisant cette opération, on passe de la masse quantité de matière Q à la définition de la valeur de la masse inerte que nous désignerons par mi pour bien spécifier la présence qu’une quantité Q de matière. Cette masse inerte n’est pas absolue, mais relative au référentiel arbitraire choisi où est mesurée la force F. Elle pourra donc varier selon le champ de gravitation, mais la quantité Q étalon restera invariable

A la distance d = 1 mètre où se mesure la valeur de la force de gravitation, nous avons une égalité entre la masse inerte mi et la masse cinétique (mc), qui se confondent ici. Si on accélère cette masse inerte mi reste invariable mais la masse cinétique va augmenter (Ec = mv²) et en quelque sorte surgir : les masses inerte mi et cinétique mc se séparent. Nous allons avoir une augmentation d’une quantité p qui va se transformer en masse cinétique sous l’action d’une accélération (v²) donnant la quantité cinétique qc soit :

mi+qc = mc. = Ec =1/2 mv²

A noter :

 - q est utilisé pour exprimer une quantité d’énergie et doit être différencié de Q qui indique une quantité fixe de matière

- On utilise l’égalité qc = v² en abandonnant la notion de vitesse et donc d’énergie afin de montrer que la masse « s’alourdie » d’une quantité q, qu’elle gagne donc en poids, car c’est sur ce phénomène de transfert énergie>poids que va jouer la relativité.

Nous avons ici la définition de deux types de masse en une,  toutes deux relatives au même référentiel : la masse inerte ou mi et la masse cinétique mc.

Mais nous rencontrons une première difficulté : on s’aperçoit que toute élévation de vitesse peut augmenter à l’infini la quantité qc d’énergie et donc la masse cinétique. A priori, rien n’empêche de donner à un corps dont la masse-matière Q n’augmente pas une vitesse infinie, la masse cinétique étant « constituée » d’énergie de mouvement elle peut s’élever et devenir de plus en plus « lourde ». Cependant  nous sommes en contradiction avec le principe même du mouvement qui interdit une vitesse illimitée et au poids de la masse une valeur infinie.

Il faut donc poser le principe d’une limite, d’une impossibilité, d’une résistance à ces infinités.

2 - C’est à ce stade qu’intervient la relativité dont l’une des ambitions est d’exprimer la nature de cet interdit à l’infinité de la vitesse. Comment procède Einstein ? Il nous démontre,  qu’EN PLUS de la variation de la masse cinétique mc, nous devons tenir compte d’une augmentation relative de cette  masse cinétique qui corresponde à une quantité relativiste qr dont la valeur est proportionnelle à la vitesse selon les équations de Lorentz :

 

Ce coefficient qr va fonctionner comme un principe de  résistance pour empêcher une masse de matière (mi) de tendre vers une masse et vitesse infinies.

Nous aurons donc l’invention d’une dernière et 3eme masse,  la masse relativiste (mr), soit logiquement :     

mr = mi+qc+qr (1)

Nous constatons immédiatement que cette définition de la masse relativiste n’a pas de sens physique. Dans le 2eme terme, les éléments quantitatifs qc et qr étant reliés par un rapport de proportionnalité, ils varient dans le même sens, toute augmentation de la vitesse  se traduit à la fois par une élévation de qc et de qr. Mais la quantité qr est censée fonctionner comme une résistance au mouvement alors même qu’elle accroît la masse cinétique (mc) pour la transformer en masse relativiste (mr)

Car en effet, comment comprendre qr, le coefficient de Lorentz ? Comment comprendre également le fonctionnement de la masse relativiste par rapport à celui de la masse cinétique ? Pour la masse cinétique, toute augmentation de ∆ v  de a vitesse se traduit intégralement par une élévation de celle-ci dans les mêmes proportions : E = mi.v².  Mais pour la quantité qr de la masse relativiste, nous savons qu’il ne peut en être ainsi, elle ne contribue nullement à l’augmentation de la masse cinétique, ce qui supposerait une augmentation de la vitesse de celle-ci.  Elle traduit le phénomène suivant : une partie de l’énergie de la vitesse ne peut se transformer intégralement en mouvement. Nous avons donc un même cause, l’augmentation de la vitesse, qui produit des effets  ∆qc et ∆qr contradictoires.

3 -  Comment Einstein va éviter cette incongruité physique ?  Tout simplement en faisant basculer la quantité (∆qr non du côté de la masse cinétique (mc) mais de celui de la masse inerte (mi). Dans la relativité en effet nous devrions avoir :

Masse relativiste     mr =   mi+∆qr (2)

Cette écriture simplifiée correspond à l’équation d’Einstein : M1 = m+(1-v²/c²)

Ce n’est donc pas la masse cinétique qui se transforme en masse relativiste par addition du coefficient de Lorentz mais la masse-matière mi qui va être augmentée pour être transformée en masse relativiste.

Or, il est impossible d’écrire l’équation (2). En effet, à quoi va corresponde l’augmentation de masse relativiste mr dans (2)? Nous additionnons deux quantités irréductibles l’une à l’autre. A une quantité de matière mi va être ajoutée une quantité  qr, ce qui est impossible puisque mi est invariable : on ne peut créer de la masse-matière par le simple effet d’une accélération. La quantité relativiste qr n’a aucune réalité matérielle, elle doit donc relever de l’énergie cinétique et nous devons nécessairement la reporter du côté de la masse cinétique (1) mais en l’intégrant comme résistance soit :  

Masse relativiste réelle : mr’ = mi+qc-qr (3)

Cette fois, la quantité qr fonctionne bien ici comme une résistance. Nous avons ainsi deux écritures de la masse relativiste, l’une liée à la masse-matière mi et l’autre à la masse cinétique mc.

Or, cette dernière masse cinétique mc est contradictoire : la masse cinétique d’un côté augmente relativement à la vitesse et cette vitesse dans le même temps engendre une réduction d’une certaine quantité ∆qr. Sachant que nous avons deux masses et deux seules (mi, mc) il parait impossible de rajouter un 3eme type de masse, sauf à l’introduire dans l’un ou l’autre des deux termes, ce qui apparaît également impossible. En vérité, la relativité semble jouer sur ces deux types d’écriture, passant imperceptiblement de l’une à l’autre : l’augmentation de la masse relativiste ne pouvant se faire que du côté de la masse cinétique – puisque liée à l’énergie d’une augmentation de vitesse - mais l’écriture formelle n’est possible que du côté de la masse inerte invariable mi soit : mr =   mi+∆qr. Tout se passe comme si la masse invariable mi s’élevait en « poids » et donc d’une énergie cinétique qui est prélevée sur la vitesse « réelle » et transférée de mc à mi 

4 - Se pose alors la question de l’origine de cette quantité de Lorentz qui semble problématique. De quel phénomène physique réel relève-t-il ? Il semble extérieur tout à la fois aux masses inerte et cinétique mi et mc, puisque nous ne pouvons le placer dans l’une ou l’autre des masses. Einstein nous dit que l’augmentation illimitée de la masse cinétique mc est impossible puisqu’elle tendrait à l’infini. Il doit donc fonder le principe d’une vitesse limite de la matière. Il faut bien entendre le phénomène exprimé par cette quantité qr comme une résistance au mouvement. Et en effet, c’est bien ce qu’il fut déduit de son rôle puisqu’elle exprime la proportion dans laquelle une énergie ne peut se traduire intégralement en mouvement. Et quand cette proportion augmente au point d’aboutir à ce que plus aucune énergie supplémentaire n’engendre une élévation de vitesse, alors nous avons atteint un seuil de résistance qui est celui de la vitesse limite

On voit comment Einstein joue avec les deux types uniques de masse en introduisant un 3eme type, la masse relativiste, dont la quantité qr qui la fonde, peut aller indifféremment de l’une à l’autre. Il faut alors se demander quelle est l’origine de cette ambiguïté ?  Cela est dû à la confusion initiale que nous signalions quant à la définition de la masse. En effet, la mesure du poids d’une masse est toujours la mesure d’une énergie et  constitue son inertie, sa résistance au changement de son mouvement. De fait, quand un corps reçoit de l’énergie, il augmente son poids et donc sa résistance au mouvement. Mais sa masse inerte mi reste invariable, il n’y a pas d’élévation de quantité de matière, pas de transformation de l’énergie en masse. La masse ne peut varier que si on pose une quantité invariable susceptible de servir de base à la variation.

Or le poids-énergie d’une masse ne peut croître à l’infini et c’est cette croissance progressive de l’énergie qui va constituer pour Einstein une résistance à son propre mouvement, d’où la nécessité de recourir à la quantité qr de Lorentz pour fonder la vitesse limite de la masse-matière mi.

Mais cette énergie cinétique ne peut fonctionner SIMULTANÉMENT, comme principe de mouvement et empêchement à celui-ci ; Une masse-matière invariable ne peut SIMULTANÉMENT recevoir de l’énergie/mouvement et être celle qui limite son propre mouvement en transformant une fraction de cette énergie en résistance. Une énergie ne peut A LA FOIS  augmenter une vitesse et ralentir celle-ci !

Mais passant outre à cette contradiction Einstein sait que seul l’interdit sur l’accroissement infini de la masse-matière mi peut justifier une vitesse limite. Cela explique pourquoi nous retrouvons la quantité qr de Lorentz du côte de la masse inerte mi alors même qu’il s’agit nullement d’une élévation réelle de masse-matière mais seulement fictive qui s’origine dans la masse cinétique mc. Mais c’est cette élévation fictive de la masse qui va produire un effet réel : le freinage du corps matériel.

5 - C’est ici qu’Einstein fait intervenir le rôle de l’observateur : cette augmentation de la quantité relativiste qr qui agit comme une résistance n’est pas absolue. Elle ne peut se mesurer qu’entre deux observateurs en mouvement relatif différentiel : deux observateurs se déplaçant à vitesse égale – et donc en repos relatif - ne pourront pas constater une augmentation relative de masse. Pourtant, ces deux observateurs aux approches de C ne verront pas leur vitesse augmentée et seront face à un « mur relativiste » de la vitesse limite. Leur masse relative respective n’aura pas augmentée et pourtant, quelque soit l’énergie employée, ils ne pourront plus accélérer. Aucun des d’eux ne pourra justifier l’existence d’une vitesse limite car il ne s’agit pas d’un absolu que chaque observateur peut expérimenter mais d’une observation RELATIVE: La fondation d’une vitesse limite dépend essentiellement de la position relative d’un observateur. Pour la relativité il ne peut  y avoir une vitesse limite absolue « en soi » qui ne dépende pas de la position d’un observateur et qui représente une impossibilité physique réelle.

Il est ainsi capital que la masse relative demeure fictive, qu’elle ne corresponde à aucun phénomène strictement « matériel » mettant en jeu une quantité de matière. L’important pour la relativité était de trouver une CAUSE à la résistance d’un corps à une vitesse infinie, c’était de fonder, dans les mathématiques seulement, le principe d’interdiction de cette vitesse infinie, c’était de construire une nouvelle philosophie du mouvement dans un espace vide et non réactif.

Toute porte à croire que cette ambiguïté dissimule un impensé véritable -  la nature de cette résistance qui interdit une vitesse infinie -  laquelle semble échapper à la théorie de la relativité.