Partie 1 | quantic-astro-theory

Relations entre les différentes dimensions

Point connaissances : La théorie des cordes

La théorie des cordes est le principe qui dit, en clair, que notre univers est fait de cordes (d’où son nom) plus petites que les particules encore connues à ce jour comme les quarks ou les neutrinos, comme représenté ci-contre.

Cette théorie est très utile pour traiter la question de la gravité quantique, c'est-à-dire unifier les théories de la relativité générale et les lois de la mécanique quantique (les deux grandes « écoles » de la physique moderne).

Ces principes sont très pratiques dans plusieurs domaines différents mais posent un problème : les cordes vibrent à différentes fréquences et différentes directions, mais cette théorie ne fonctionne que si les cordes vibrent dans six autres dimensions spatiales inconnues à ce jour. Ce qui veut dire qu'il n'y aurait non pas 3 dimensions mais 9 dimensions (10 avec celle du temps).

Où sont donc les 6 autres ? Tous comme un câble vu de loin ressemble à une courbe (unidimensionnel), alors que c'est en réalité un cylindre (tridimensionnel), les 6 dimensions inconnues seraient tordues et repliées sur elles-mêmes et infiniment petites, comme représenté ci-dessus et ci-contre.

Les 6 dernières dimensions spatiales

Ça donne quoi un monde en 9 dimensions spatiales ?

Imaginez qu’on puisse voir le monde en 9 dimensions spatiales. Ou alors commençons doucement en essayant de découvrir ce que donnerait un monde en 4 dimensions. Il nous faut tout d'abord un nom aux nouvelles directions qui s’offrent à nous : on a déjà droite/gauche, haut/bas, près/loin, et on rajoute ana/kata (noms donnés aux directions de la quatrième dimension). Voici quelques une des choses que nous pourrions faire :

Afin de pouvoir se représenter cette nouvelle dimension, le plus simple et de prendre comme référence le point de vue d'une créature bidimensionnelle (ci-contre) comparé au notre (tridimensionnel). Nous sommes donc en 3D, mais la créature ne voit que se qui se trouve sur son plan en 2 dimensions. Son monde n’est qu’une tranche du notre en 3D. Par conséquent, nous pouvons voir tout ce qui se trouve sur son plan, même ce qu'elle ne peut pas voir (comme l'or sous la maison). En prenant ce point de vue, nous pouvons penser que notre monde n'est qu'une "tranche" d'un univers plus vaste en 4D, et tout comme nous pouvons voir tout ce qui se trouve sur son plan 2D, des créatures quadridimentionnelles pourraient avoir accès à tout notre quotidien, voir les choses qui se passent autour de nous, même celles que nous ne voyons pas.

Ensuite, imaginez que cette créature un 2D acquiert la capacité de se déplacer sur le plan près/loin (qu’elle ne connaît pas). Si elle est coincée entre quatre murs (un carré fermé) elle pourra alors sortir de son plan (en se rapprochant de nous) et ainsi sortir de cette prison pour ensuite revenir hors de ce carré sur son plan. Les autres créatures du plan n'y comprendraient alors rien du tout.

Si à notre tour nous pouvions aller vers l’ana ou vers le kata, nous pourrions, si nous étions enfermés dans une prison, glisser hors du plan de notre monde pour y revenir mais hors de la prison. Plus besoin de porte dans ce cas-là.

Imaginez (pure supposition) que dans les 6 dimensions tordues et pliées à l’échelle subatomique (échelle en-dessous de celle des atomes), une soit reliée à notre dimension du temps (puisque le temps et l'espace sont étroitement liés). Cela donnerait une dimension physique à ce que l’on a toujours défini comme abstrait et allant dans un seul sens. Il y aurait donc quelque part sur la direction de cette dimension (tout comme « profondeur » ou « hauteur », appelons la « tempuspatieur » venant des étymologies des mots temps et espace) un « segment » ou une « tranche » de cette dimension où le temps et l’espace ne feraient qu’un. En d’autres termes, si on avait la connaissance de la tempuspatieur, et que ce lien existe, il y aurait un lieu où on pourrait voir et même peut-être voyager à travers le temps.

Et si elles n'étaient pas toutes spatiales !

L'expérience de l'échelle subatomique grâce à la manipulation du vide

Nous savons déjà que les atomes sont constitués essentiellement de vide (plus de 99,9999999%). On dit même qu’avec tout ce vide, toute la matière d’édifices tels que l’Empire State Building pourrait tenir dans le volume d’un grain de riz. La taille réelle d’un atome (sans le vide) est donc infiniment plus petite que ce que l’on voit.

Représentation d'un atome

(non à l'échelle)

La physique empêche le fait que l’on puisse faire disparaître de la matière, mais elle n’empêche pas de supprimer du vide. Si nous arrivions à modifier le volume du vide dans les atomes de notre corps, nous pourrions techniquement rétrécir jusqu’à des tailles subatomiques. Nous pourrions donc y découvrir les 6 dimensions spatiales encore inconnues à ce jour. Mais alors un problème se pose : est-ce que nous aurions la capacité de voir ces 9 dimensions (donc un espace nanodimensionnel, nano = 9 ?) ? Ou alors nous verrions seulement une « tranche » tridimensionnelle de cette espace plus vague en 9 dimensions ?

D'un point de vue biologique nous opterions pour la deuxième solution car avec nos 2 yeux nous ne pouvons voir que la superposition de deux plans 2D décalés superposés, créant une vision tridimensionnelle du monde ( donc d'un point de vue technique, un enfant né borgne voit en 2D). Mais imaginons que nous puissions concrètement à voir ces 9 dimensions. Notre cerveau ne serait sûrement pas adapté à une telle expérience et ne pourrait pas s'en souvenir. Cette manipulation du vide pourrait aussi avoir des répercussions considérables sur nos neurones qui transmettent les informations par signal électrique. Dans le meilleur des cas notre cerveau pourrait être endormi pendant l’expérience, et dans le pire, nous subirions de graves lésions cérébrales, allant jusqu'à entraîner la mort. Mais, nous ne pouvons pas savoir tant que nous n'essayons pas, il y a toujours de l'espoir !

Petit bonus (attention spoil du film Ant-man) :

Dans le film Ant-Man des studios Marvel, le héro Scott Lang a la capacité de rétrécir jusqu'à la taille d'une fourmie grâce à un super costume. Ici il n'est pas question de manipulation du vide, mais de l'espace entre les atomes. Dans le film, Hank Pym (le créateur du costume) dit à Scott de faire attention à ne pas essayer de trop rétrécir car sinon il atteindra l'échelle subatomique, et cela est potentiellement dangereux. Dans l'une des dernières scènes du film, Scott est obligé de devenir plus petit afin de protéger sa fille, et il arrive donc malencontreusement à l'échelle subatomique où les 6 dimensions inconnues sont visibles. Voici donc pour vous l'extrait de ce film (en anglais) :