Un nouveau paradigme pour la physique : l’espace-temps comme émanation de la causalité

 (Texte relu par USAN-Correction qui a effectué un très bon travail dans la relecture de mon dernier livre et que je recommande vivement) 

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Un nouveau paradigme pour la physique : l’espace-temps comme émanation de la causalité

 

         Étienne Klein, dans une de ses conférences, utilise cette expression en déclarant qu’il existe d’importantes recherches en physique sur ce sujet. Mais, pour avancer, il faut revenir à une approche causale (les quatre causes). La science a perdu l’analyse causale, car cette dernière, présentée par la philosophie, n’était pas compatible avec son approche. Il s’agit maintenant de la redécouvrir pour pouvoir continuer à avancer. Je prétends que, en suivant cette analyse, on aboutit à la conclusion selon laquelle le principe moteur du monde physique agit de manière immanente et par interrelation d’après la détermination des éléments. De mon point de vue, il n’existe pas d’autre façon de respecter pleinement l’approche causale en ce qui concerne le monde physique. Ce qui voudrait dire que cette conclusion est peut-être, à terme, incontournable. Ce serait par ce biais que l’on pourrait découvrir comment l’espace-temps est une émanation de la causalité. Cela oblige à sortir, pour diverses raisons, de la conception du temps de la relativité restreinte, d’où le sujet de mon dernier livre Et si Einstein s’était trompé sur un point capital dans son analyse aboutissant à la relativité restreinte ?

 

         À partir du moment où l’on découvre le mode d’action du principe moteur du monde physique, on peut formuler un postulat conceptuel et définir ainsi les concepts initiaux de la physique. Les premiers principes postulés doivent avoir une valeur du point de vue de l’être et de la pure signification, mais aussi du devenir. Cela peut permettre d’obtenir une règle d’analyse en ce qui concerne la cohérence dans la structure et le mouvement du monde physique, et ainsi de définir certains concepts initiaux traduisant cette cohérence (la physique étant l’approche de la cohérence dans la structure et le mouvement du monde physique, dans une connaissance des proportions quantitatives, et selon un certain formalisme mathématique). C’est de cette manière que l’on pourra parvenir à l’unité conceptuelle de la physique. C’est ce que j’ai commencé à faire dans mes ouvrages dès 1990 (voir chapitres 6 et 8 du livre Le Principe Moteur de L’Univers et L’Espace-Temps, où je continue cette démarche, et la postface de Et si Einstein s’était trompé sur un point capital dans son analyse aboutissant à la relativité restreinte ?). Il faudrait que des physiciens, s’ils reconnaissent l’intérêt de cette problématique, découvrent, en développant ce sujet, les diverses implications de ce qui vient d’être dit.

 

         Cette approche des choses aboutit à une conception relationnelle de l’espace et du mouvement. Dans un espace défini de manière relationnelle, c’est la relation actuelle entre les corps qui permet le mouvement, ce qui change l’analyse de l’inertie et de l’impulsion. C’est d’ailleurs la principale difficulté du sujet. À partir du moment où l’on comprend que la relation entre les corps ne peut pas être seulement le fait de la matière et de la forme (matière quantifiée), cela oblige à poser un principe moteur distinct de la matière et de la forme agissant de manière immanente et par interrelation. Comme on ne peut pas remonter à l’infini dans l’ordre des causes, cela signifie qu’il existe des constituants élémentaires. On aurait donc le spirituel (le principe moteur), le matériel (les constituants) et le physique (l’action immanente et par interrelation du principe moteur). C’est l’action du principe moteur selon la détermination des éléments qui permettrait à celle-ci d’être physique. Cela peut conduire, d’un point de vue théologique, à une conception trinitaire de l’action de Dieu sur le monde physique, du moins ce n’est pas incompatible. Cette conception des choses, à partir du moment où elle implique un instant présent pour l’univers, n’est pas compatible avec la rétro causalité (futur influençant le passé). En revanche, il peut exister différents modes de présence de la causalité finale, alors que le rôle de la cause finale n’apparaît pas clairement aux physiciens.

 

         On peut très bien comprendre les dilatations et les contractions de l’espace de manière relationnelle, mais, à partir de là, il faut découvrir comment peut s’analyser le mouvement d’un corps par rapport à cet espace constitué par les autres corps (impulsion). C’est ce que je cherche à expliquer dans le chapitre 8 du livre Le Principe Moteur de L’Univers et L’Espace-Temps. À partir du moment où l’on comprend que tout ce qui existe dans le monde physique existe dans l’instant présent, on saisira aussi que, comme dans l’instant il n’y a pas de mouvement, c’est par les dilatations et les contractions de l’espace que s’effectue le mouvement, chaque corps présentant un rapport particulier à l’espace. Aussi se pose la question de savoir pourquoi les mouvements d’expansion de l’espace peuvent être plus rapides que ceux relatifs à un espace donné. De mon point de vue, c’est l’analyse de l’impulsion qui fournit la réponse. Pour un corps en « état d’inertie », ce n’est pas qu’aucune force ne s’exerce sur le corps, mais plutôt que la résultante des forces est nulle, ce qui n’est pas tout à fait la même chose. C’est en fonction de cette résultante des forces que le corps prendra telle position, celle-ci étant due à l’action du principe moteur et évoluant progressivement. C’est la raison pour laquelle un corps en chute libre ne sentira pas son propre poids. Ce qui signifie qu’en fait la notion d’inertie est tout à fait conciliable avec la notion de cause actuelle et avec celle de principe moteur. C’est la principale subtilité du sujet. Dès lors, pour parvenir à une théorie générale de l’Univers, il est peut-être bon de reconsidérer l’expérience de pensée de l’ascenseur d’Einstein, en regardant ce qu’elle nous enseigne vraiment sur les notions d’inertie et d’impulsion. Cette expérience de pensée est, il me semble, à l’origine de la relativité générale. « Par cette expérience de pensée, Einstein montre que les effets locaux de la gravitation et d’un référentiel accéléré pour l’observateur ne sont pas physiquement distinguables par une expérience mécanique : il y a équivalence locale. Cela explique du même coup l’équivalence entre la masse de gravitation (liée à l’attraction des corps) et la masse d’inertie (résistance au changement de vitesse) » (Wikipédia). Il faut découvrir pourquoi il y a équivalence entre la masse inerte et la masse pesante. De mon point de vue, c’est l’analyse de l’impulsion, dans un espace défini de manière relationnelle, qui devrait donner la réponse.

 

         « Un beau jour de 1907, Einstein a l’idée qu’il juge “la plus heureuse de sa vie” : “J’étais assis sur ma chaise au Bureau Fédéral de Berne… Je compris que, si une personne est en chute libre, elle ne sentira pas son propre poids. J’en ai été saisi. Cette pensée me fit une grande impression. Elle me poussa vers une nouvelle théorie de la gravitation.” » (Étienne Klein, La conversation scientifique, France Culture). La Relativité Générale considère qu’un corps en chute libre est en « état d’inertie ». Pourtant, par rapport au corps qui génère le champ gravitationnel, le corps en chute libre accélère. Or, pour qu’un corps puisse accélérer, il faut qu’une force s’exerce de manière constante sur lui. C’est pour cette raison que la nouvelle conception de l’inertie de la relativité générale pourrait, de mon point de vue, être encore approfondie. Il faut considérer que, pour un corps en « état d’inertie », ce n’est pas qu’aucune force ne s’exerce sur lui, mais plutôt que la résultante des forces est nulle, cette dernière évoluant progressivement dans le temps et étant responsable de la position actuelle du corps.

 

         Or, cette constatation peut nous amener à une compréhension plus profonde du principe d’inertie. Pour Einstein, et pour la relativité générale, un corps en chute libre est en fait dans un état d’inertie (il n’accélère pas), alors qu’un corps qui est retenu dans sa chute libre accélère dans une direction inverse au champ gravitationnel. De là, on peut affirmer qu’un corps en état d’inertie serait un corps dont on ne modifie pas la relation qu’il entretient avec le champ gravitationnel. De même, un corps qui gravite autour de la Terre, en l’absence d’atmosphère le freinant, est en état d’inertie, d’où l’idée d’espace courbe. Le corps, du fait de son inertie, file droit sur des rails, mais ces derniers sont courbés. J’ai sans doute lu cette présentation des choses dans les œuvres de différents auteurs scientifiques (il me semble chez Hubert Reeves ou Robert Signore qui a écrit de très bons livres sur l’évolution de la conception de l’espace-temps et de l’inertie). Mais il est aussi évident qu’un corps en chute libre n’entretient pas le même rapport avec le champ gravitationnel qu’un corps qui gravite. D’où l’idée que l’inertie d’un corps est liée au rapport particularisé que ce dernier a avec le champ gravitationnel. Un corps, en fonction de ce rapport particulier qui l’unit au champ gravitationnel, a tendance à conserver un mouvement initié.

 

         Il revient au même d’empêcher un corps de tomber en chute libre que d'accélérer un corps dans l’espace alors qu’il est loin de toute masse importante. Cela signifie qu’un corps, bien qu’éloigné de toute masse, entretient un rapport avec le champ gravitationnel omnidirectionnel qui le maintient dans un état de stabilité. En effet, que l’on veuille accélérer le corps dans une direction ou dans une autre, le résultat est identique : il résiste de la même manière par son inertie à cette accélération. Une fois que l’on a commencé à accélérer le corps dans une direction, le rapport omnidirectionnel entre celui-ci et le champ gravitationnel a changé. Quand un corps gravite, il a un rapport au champ gravitationnel qui, d’une part, l’amène à avoir une trajectoire courbe et, d’autre part, le fait avancer. C’est-à-dire que ce rapport au champ gravitationnel est la cause actuelle de son mouvement. Or, le champ gravitationnel, pour être la cause actuelle du mouvement du corps qui gravite, ne peut pas être que celui de la Terre qui a tendance à faire tomber le corps en chute libre. Il faut donc que le champ gravitationnel permettant au corps d’avancer soit présent dans tout l’espace. De plus, le rapport que le corps entretient avec lui doit varier en fonction de l’impulsion qui a été donnée au corps. Cela signifie que le corps, tout en présentant un rapport omnidirectionnel avec le champ gravitationnel, doit aussi avoir un rapport qui mémorise la direction de l’impulsion qui lui a été transmise, ce qui change l’analyse de l’impulsion. L’impulsion implique un rapport particulier du corps avec le champ gravitationnel.


         La relativité générale a compris que l’espace était courbé par le champ gravitationnel, mais peut-être pas qu’il fallait que le corps soit uni par un rapport particulier au champ gravitationnel pour avancer, en d’autres termes, qu’il fallait une cause actuelle pour rendre compte du mouvement. Quand on considère qu’un corps est en chute libre, d’un côté, on peut admettre avec la relativité générale qu’il est en état d’inertie car il est stable par rapport au champ gravitationnel, d’un autre, on peut estimer qu’il accélère si l’on prend en compte son mouvement par rapport au corps qui génère le champ gravitationnel. Donc, on peut très bien penser que le champ gravitationnel provoque le mouvement du corps, et comme le corps qui est en chute libre par rapport à celui qui génère le champ gravitationnel est en accélération constante, on peut affirmer que le champ gravitationnel est la cause actuelle du mouvement du corps en chute libre. De même, l’impulsion du corps qui gravite entraîne un rapport particulier du corps avec le champ gravitationnel, celui-ci étant la cause actuelle du mouvement du corps qui gravite. Un corps stable dans un espace de référence est en état d’inertie, de même qu’un corps ayant un mouvement constant dans un espace de référence. Mais, pour que le corps puisse être en mouvement dans ledit espace (par exemple, la Lune qui gravite autour de la Terre), cela implique que le corps ait une impulsion, à savoir un rapport particularisé que le corps entretient avec le champ gravitationnel.

 
         Or, il est tout à fait possible que l’espace ne soit pas un contenant, c’est-à-dire qu’il doive son existence aux rapports actuels existant entre les corps. En effet, il est plus simple de penser que, si les corps ont d’une part une relation au contenant qui modifie la structure de ce dernier, et d’autre part une relation au contenant qui modifie leur trajectoire, il n’existe pas de contenant et que l’espace est de nature purement relationnelle. Dans un espace défini de manière relationnelle, c’est la relation actuelle entre les corps qui est la cause actuelle du mouvement. Avec la relativité générale, la masse d’un corps est la cause de l’évolution de la structure de l’espace, mais on ne précise pas comment. C’est pour cela que sa vision du monde réclame d’être complétée. Et, si l’on a une conception relationnelle de l’espace, cela aboutit à une vision globale du monde physique et à une compréhension globale des forces physiques, respectant une approche causale.

 
         Dès lors, j’admets tout à fait cette idée de courbure de l’espace, mais cette dernière est fonction, selon moi, de la relation actuelle que les corps entretiennent entre eux. C’est parce que l’espace a tendance à entraîner un corps dans sa contraction qu’un corps tomberait en chute libre. De même, c’est la courbure de l’espace dans une orientation donnée, par rapport au corps en fonction de son impulsion, qui engendrerait la tendance pour un corps à conserver un mouvement initié. L’impulsion implique un double rapport à l’espace de référence qui s’équilibre et, de ce fait, on aurait dans certains cas de figure une vitesse limite. Mais je ne vais pas plus loin, car je n’ai pas fourni tous les éléments permettant d’aboutir à cette conclusion ni précisé les principes initiaux de compréhension.


         Il ne s’agit pas d’être entièrement d’accord avec mon raisonnement, mais celui-ci peut permettre de comprendre qu’avec la relativité générale se produit une évolution de la perception du principe d’inertie. Et, à mon avis, ce qui manque à cette évolution, c’est la compréhension que tout mouvement, même s’il est constant, implique une cause actuelle. La difficulté est qu’un corps en mouvement constant peut très bien être considéré comme en état de repos. Dès lors, s’il faut une cause actuelle pour rendre compte de ce mouvement constant, il faut aussi que celle-ci soit responsable de l’état de repos. Et, à mon avis, cela n’est possible que dans une approche relationnelle de l’espace et du mouvement. En effet, dans une telle approche, l’état actuel de l’espace est dû à la relation actuelle que les corps entretiennent entre eux. Aussi, l’état de repos d’un corps, dans un espace défini de manière relationnelle, est dû à une cause actuelle, la relation actuelle entre les corps, et il en est de même pour l’état de mouvement. Donc, de ce point de vue, seule une approche relationnelle de l’espace peut en définitive rendre compte de l’inertie qui peut être considérée aussi bien comme un état de repos que comme un état de mouvement.

 

                  La compréhension profonde de la notion d’inertie est une clé qui nous entraîne très loin. Mais, pour cela, il faut étudier comment ce qui est appelé inertie pour la relativité générale est conciliable avec l’idée d’une cause actuelle nécessaire au mouvement, prônée par la philosophie aristotélicienne, et ainsi respecter une analyse causale. Or, le fait de considérer qu’un corps en chute libre soit en état d’inertie contient, de mon point de vue, une partie de la solution. Il suffit de le mettre en parallèle avec le fait que la Lune qui gravite autour de la Terre est aussi en état d’inertie, en comprenant bien tout ce qui est impliqué par l’expérience de pensée de l’ascenseur d’Einstein. Il me semble qu’est présente en germe, dans cette expérience de pensée, une théorie générale de l’Univers. Mon approche de l’inertie et de l’impulsion peut très bien être considérée comme un prolongement de l’évolution qui a été initiée à ce sujet par la relativité générale (voir ce qui est dit sur l’inertie et l’impulsion dans le chapitre 8 de l’ouvrage Le Principe Moteur de L’Univers et L’Espace-Temps, mais j’écrirai sans doute une annexe sur ce sujet si je publie un autre livre). Il faudrait aussi que des physiciens creusent un peu ces idées.

 

         À proprement parler, ce n’est pas que la Terre attire la Lune (1), mais plutôt que le principe moteur du monde physique agirait de manière immanente et par interrelation selon la détermination des éléments. Il produirait ainsi les contractions et les dilatations de l’espace, l’unité du tout se réalisant et étant fonction de l’unité des parties. Cela vaut la peine d’étudier ce sujet en profondeur aussi bien en philosophie qu’en physique. Mais après, libre à chacun de voir s’il veut évincer ou non cette problématique, le risque étant de passer à côté d’une clé en ce qui concerne notre compréhension des choses. Les différents savoirs se diversifient en fonction de leur angle d’analyse, mais à partir du moment où ils atteignent ce qu’il y a de fondamental dans la réalité, ils redeviennent complémentaires de manière pratique. Il n’existe pas de lien immédiat entre la physique et la théologie. En revanche, la philosophie, à partir du moment où elle découvre le mode d’action du principe moteur, peut établir un certain lien entre ces deux domaines distincts. En effet, cette conclusion de la philosophie a des répercussions aussi bien en physique qu’en théologie.

 

Expérience cruciale:

Quand on a compris qu’il y a forcément une simultanéité absolue et que l’espace et le mouvement doivent être approchés de manière relationnelle, il est possible d’élaborer une expérience cruciale en ce qui concerne la vitesse de la lumière. En effet, il ressort d’une telle conception une adaptation constante de la vitesse du photon à la configuration spatiale. La Terre, par sa présence, engendrerait une configuration spatiale locale, et, si la vitesse de la lumière est invariante par rapport à la gare, elle ne peut pas l’être par rapport au train en mouvement par rapport à la gare. La difficulté en ce qui concerne la vitesse de la lumière par rapport à la Terre est l’effet Sagnac. De plus, notre planète, en raison de sa masse et de ses différents mouvements, peut entraîner une partie des particules jouant le rôle d’éther. Donc, il faudrait peut-être plutôt mesurer la vitesse de la lumière entre deux bras d’une navette en mouvement très rapide dans l’espace, mais j’ignore si la distance entre les deux bras pourra être suffisante pour parvenir à une mesure concluante. C’est en fonction du mouvement de la navette, par rapport à un espace de référence donné, que l’on pourra mesurer une différence de vitesse pour la lumière.

 

Conclusion

Il faut sortir de la conception de l’espace-temps de la relativité restreinte qui mène à l’idée d’un univers-bloc où le temps serait déjà écrit. Et s’il faut aboutir à une conception relationnelle de l’espace-temps, il sera aussi nécessaire d’approfondir l’approche de l’espace-temps de la relativité générale. On peut sans doute considérer que, pour la relativité générale, l’espace-temps est encore un contenant. En effet, dans une approche relationnelle de l’espace, c’est la relation actuelle entre les corps qui est la cause du mouvement, ce qui change l’analyse de l’inertie et de l’impulsion, ce point n’étant pas encore, d’après ce que j’ai pu comprendre, totalement pris en compte par la relativité générale.

 

(1)  Je rajoute cette note pour préciser ma pensée.

Ou plutôt il faudrait dire que, quand deux particules s'attirent, elles s'attirent par le biais de l'action du principe moteur. Cette nuance peut être importante d'un point de vue théologique pour comprendre le lien qu'il y a entre le principe moteur et les constituants.

 

Philippe de Bellescize