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Qu’est-ce que le temps ?

16 août 2021, 07:21, par R. Paris

Michel Cassé, « Du vide et de l’éternité » :

« Aujourd’hui, l’inventaire énergétique de l’univers s’établit ainsi : vide 70% ; matière environ 30% (dont un maigre 4% de matière atomique) ; lumière, des poussières. La densité d’énergie du vide (c’est là sa propriété la plus remarquable) reste constante au cours de l’expansion. Encore une fois, le vide ne se dilue pas, alors que la densité de la matière ne peut que diminuer, et celle du rayonnement plus fortement encore… L’effet Casimir est habituellement défini comme la manifestation à notre échelle de l’énergie de point zéro du champ électromagnétique, synonyme de fluctuation quantique et d’énergie du vide. Son existence a été vérifiée expérimentalement par l’attraction de deux plaques métalliques parallèles dans le vide. Les particules de « grande « taille (c’est-à-dire les plus légères selon Compton) ne peuvent s’immiscer entre les plaques. Elles font défaut à la pression intérieure, et les plaques se rapprochent comme si elles étaient aimantées. Un autre phénomène révélateur est la polarisation du vide. Un proton et un électron ne s’attirent pas aussi franchement qu’on pourrait le penser en raison de l’interposition de paires électron-positon virtuelles orientées de façon que leur pôle plus (e+) soit face à l’électron, alors que le pôle moins (e-) lui tourne le dos. Retenez que chaque électron est environné d’un nuage de positons qui tend à masquer sa charge électrique personnelle. La notion de particule élémentaire ne l’est pas plus que cela. Le moindre quark ou électron est un être complexe entouré de toutes ses possibilités d’interaction avec les particules vacuelles. Bonne à tout faire de la physique des particules, le vide quantique agit dans l’ombre, loin des projecteurs. Considéré comme la condition la plus basse des champs, ou plus exactement comme l’état de plus bas étage de l’énergie du champ, il est mis à contribution pour confiner les quarks et les empêcher de s’échapper de la prison des protons et neutrons, pour couper en deux l’interaction électrofaible, et pour vêtir les particules d’un épais manteau vacuel qui minimise leur effet ou tout au contraire l’exalte, et ourdir ainsi la polarisation du vide. Les particules virtuelles/vacuelles, en effet, servent d’atténuateurs ou d’amplificateurs des forces, selon leur nature. La force électromagnétique diminue en fonction de la distance plus vite que prévu. L’interaction forte, tout au contraire, s’amplifie au point de venir rapidement insurmontable. Ainsi s’explique l’inséparabilité des trois quarks du proton. L’effet d’écran et d’anti-écran expliquent la variation d’intensité des forces en fonction de l’énergie (de la distance) à laquelle on les analyse. Ainsi le vide quantique n’est-il pas un néant rassurant, mais plutôt un milieu violent au creux duquel on devine des tempêtes, de minuscules genèses et de micro-fins des temps. Des particules, électrons et positons par exemple, sont constamment créées par paires lorsque l’énergie des fluctuations du champ électromagnétique dépasse le seuil fatidique de deux fois 511 keV, correspondant à la masse de ces particules légères et délicates. Mais elles s’annihilent et retournent au vide au bout de dix puissance moins vingt et une seconde en se donnant le baiser de la mort. Mais si, avant cela, le couple est séparé, alors les membres disjoints de la paire « virtuelle » sont, pour ainsi dire, « réalisés »… Outre son activité, le vide se singularise par sa multiplicité. Il y a autant de vides que de champs et particules, et parfois plusieurs vides par champ. Un vide électromagnétique/photonique, un vide électrofaible/de Higgs, un vide fort/gluonique. Le champ de Higgs dispose de deux vides symétriques… La constante cosmologique se décompose en deux parties, classique (ou « nue ») et quantique. La première est liée à la densité d’énergie des champs dans l’état de vide (vacuum expectation values), la seconde aux fluctuations du vide, et donc à l’énergie de point zéro des champs. »

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