ARTICLE N°18082014 A PARTIE 1/5
Mario Cosentino le 18 août 2014, mis à jour le 12 février 2023.
Bonjour
NOTRE UNIVERS FONCTIONNE-T-IL COMME UN « GIGANTESQUE ORDINATEUR » ?
(Première partie)
Petite partie historique :
-1956 : Isaac Asimov nous parle dans une revue de science-fiction d’un ordinateur nommé AC
-1969 : Konrad Zuse propose une idée plus consistante où notre univers pourrait-être un grand calcul.
Voici quelques noms de scientifiques, de haut niveau, qui travaillent de près ou de loin à cette idée d’un « UNIVERS CALCULATEUR » :
Seth Lloyd, Edward Fredkin,…et en ce qui concerne les « Automates Cellulaires » nous avons les noms comme Stanislaw Ulam, John Von Neumann, Stephen Wolfram,…
On peu aussi citer Rolf Landauer considérer, par Seth Lloyd, comme le père de la « physique de l’information ».
L’idée de base :
Pour aller à l’essentiel disons qu’un certain nombre de physiciens partagent la conception que rien n’est continu. Ainsi la nature serait discrète comparable aux « bits de l’information ».
Les travaux du théoricien Rolf Landauer portent sur cette hypothèse d’une nature discrète ainsi que de la nature physique de l’information.
Voici ce que nous lisons dans [1] page 37 :
»Dans un article paru en 1999, le physicien néerlandais Gérard t’Hootf, qui reçut cette année-là le prix Nobel, réaffirmait ainsi sa conviction que « l’espace, le temps et la matière sont nécessairement discrets ».
Toujours dans [1] page 36 voici ce que nous lisons:
« Selon Fredkin, on découvrira un jour que derrière la relativité se cache une métrique et que le chaos de la mécanique quantique dissimule un « MODELE DETERMINISTE ».—C’est moi qui souligne.
Le modèle cosmologique du « NBBF » pourrait-il être une amorce, un début de piste de recherche qui pourrait nous conduire vers le « MODELE DETERMINISTE » ?…
Mais au fait, dans l’hypothèse d’un « UNIVERS COMME UN GIGANTESQUE ORDINATEUR »
ou « UNIVERS CALCULATEUR » que calculerait notre Univers ?
Nous avons la réponse citée dans [1] page 37 où nous lisons :
»A la question : Qu’est-ce que l’Univers calcule ?, Lloyd répond : « Sa propre évolution dynamique. » »
C’est ce que nous allons voir dans ce qui va suivre… afin de faire connaissance avec quelques paramètres « dynamiques » qui semblent caractériser notre Univers…
« L’UNIVERS, UN MONSTRE INFORMATIQUE » (de Seth Lloyd et de Y. Jack Ng)
Tel est le titre paru dans POUR LA SCIENCE [2].
Seth Lloyd est professeur d’ingénierie quantique à l’institut de technologie du Massachusetts, aux Etats-Unis.
Y. Jack Ng est professeur de physique à l’Université de Caroline du Nord, à Chapel Hill.
« L’ UNIVERS, UN MONSTRE INFORMATIQUE » SELON LE « NBBF » QUANTIQUE
Selon les équations du « NBBF » quantique la moitié de la masse de l’Univers est composée de « vide quantique » une sorte de « mer de Dirac » [3], [4] . Cette « mer de Dirac » serait un milieu plein de potentiel donc rien à voir avec le vide classique défini comme l’absence de tout.
N.B. : dans le cadre du « NBBF » il nous faut bien distinguer entre une « sorte de mer de Dirac » où « SMD » est la « mer de Dirac » car cette dernière semble avoir des limites [3].
A nous d’approfondir les équations qui vont suivre afin de voir comment pourrait se comporter cette « seconde mer de Dirac » (« SMD »)…
Nous allons débuter notre « voyage » sur cette « SMD » ou MΨ est la masse totale de la « SMD ». Cette masse MΨ est la quantité de matière correspondant à la masse de tous les couples virtuels formés par la dualité « électron-positron » composant la « SMD ».
Combien y aurai-t-il de couples « électron-positron » dans cette « SMD » de masse Mψ ?
Le calcul de NΨ correspondant au nombre total de couples « électron-positron » s’obtient par les relations suivantes
Mψ = Muo / 2 = 1,137.I0 ^ 53 kg (1)
Nψ = Mψ / (2m) = 6 . 10 ^ 82 couples « électron-positron » = CONSTANTE (par hypothèse) (2)
Ce qui est remarquable c’est de retrouver la valeur donnée par (2) par une nouvelle relation tout-à fait indépendante appartenant aux équations du « NBBF » quantique. En effet dans cette nouvelle relation nous trouvons les paramètres qui caractérisent notre Univers comme λuo, Ruo et λ.
Voyons de plus près cette nouvelle relation appartenant aux équations du « NBBF ».
Elle s’exprime ainsi
Nψ = λuo Ruo ^2 / 3 λ ^3 = 6. I0 ^ 82 = CONSTANTE (par hypothèse) (3)
Nψ = constante (par hypothèse) car toute perte d’énergie par « polarisation » du « vide quantique » est compensé par l’absorption, partielle ou entière, de l’énergie d’un photon équivalente à l’énergie perdue ou emportée par l’énergie cinétique par l’électron et le positron « polarisé ». Ainsi, dans la « SMD » le principe de la conservation de l’énergie est respecté.
Donc
(2) = (3)
Je rappelle la formule pour le calcul de la « longueur d’onde thermique » λ:
λ = h / ( 2 π m Kb T ) ^ ½ (4)
avec l’hypothèse du « NBBF » que T = Tuo = 2, 725 K (température du « vide quantique » ou « SMD ») nous avons pour le paramètre λ:
λ = 4,52.10 ^-8 mètre
Corolaire de la relation (2) = (3) :
étant donné que, selon le « NBBF » , les paramètres que sont NΨ, λuo et Ruo sont des CONSTANTES il va de soi que λ est également une CONSTANTE. Dans l’hypothèse du « NBBF » le paramètre λ est la « longueur d’onde thermique » de l’électron plongé dans la « SMD » à une température de 2, 725 K. Nous savons que cette température correspond à la température du vide inter-galactique. Dit encore autrement c’est la température de notre Univers appelé le CMB. Si cette hypothèse serait vérifiée cela voudrait dire que la température de notre Univers serait une propriété intrinsèque du « vide quantique » ou de notre « SMD ».
Dans cette hypothèse :
« PAS DE MORT THERMIQUE DE NOTRE UNIVERS »…
Voici la signification des paramètres cosmologiques que sont λuo et Ruo :
λuo —>lorsqu’un photon se propage dans le « vide quantique » il se trouve « guidé » par une sorte de « guide d’onde ». Dans ce « guide d’onde » il existe des « nœuds » dits « nœuds électroniques » car ils sont occupés par des « électrons relativistes ». Le paramètre λuo correspond, donc, à la distance qui sépare 2 « nœuds électroniques » dans le « guide d’onde ». La valeur de cette distance se calcul grâce au « nombre quantique principal» « nuo » de l’Univers par la relation suivante :
λuo = 2 π Ruo / nuo = 5,94. 10 ^ 8 m (5)
Avec
2 π Ruo = la « circonférence » de l’Univers.
Cette longueur d’onde λuo correspond à environ 1,5 fois la distance de la Terre à la Lune. Nous reviendrons sur ce paramètre important qu’est λuo lorsque nous reparlerons de l’hypothèse de la « lumière fatiguée ». Nous verrons que notre photon à chaque passage aux travers de ces nombreux « nœuds électroniques», situés dans le « guide d’onde », va céder par interaction une partie de son énergie Δhν à chaque « nœud électronique ». Cette perte d’ énergie par absorption semble se faire sans aucune diffusion. Entre la quantité d’énergie absorbée aux photons, par les « électrons relativistes » (se trouvant à chaque « nœud électronique »), sans diffusion, et l’énergie perdue par polarisation du « vide quantique » notre « SMD » devrait conserver une énergie à un niveau CONSTANT. Ces hypothèses sont fondées sur un ensemble d’équations appartenant aux modèle cosmologique du « NBBF » quantique.
Pour le calcul du « nombre quantique » de l’Univers nuo une extrapolation de l’équation
Rn = n ^2 a0 (6) nous donne, par extrapolation, pour nuo
nuo = (Ruo / a0 ) ^ ½ = 1, 79. 10 ^18 (7)
Ainsi le paramètre nuo se traduit par le nombre total de « nœuds électroniques » dans un « guide d’onde » qui ferait le tour complet de l’Univers.
Dans l’équation (6) nous avons Rn « rayon de l’orbite qui augmente en fonction de n» , n nombre quantique principal de l’atome d’hydrogène et a0 le rayon de Bohr.
Nous lisons dans [5] le commentaire suivant :
« il existe donc des états liés où l’atome est de fait gigantesque : »
En effet les observations pour n = 100 nous donne R100 ≈ 0,5 μm.
Ces états dits de Rydberg « sont communément observés ». [5]
N.B. : pour la relation (6) voir la référence [5]
Ce qui est remarquable c’est que cette très grande longueur d’onde possède, selon les équations du « NBBF », une amplitude qui correspond à la valeur de la longueur d’onde de Compton de l’électron λce = h / m c.
Au commencement de l’Univers cette amplitude était égale à la longueur de Planck Lp. Que cette petite amplitude Lp devienne, au cours de l’expansion de l’Univers égale à λce = Constante, pourrait se traduire comme une des explications plausibles à l’ ARRET DE L’EXPANSION de l’Univers…
Le paramètre Ruo n’est autre que le « Rayon observable » de l’Univers lorsque celui-ci ARRETE son expansion. Pour Ruo nous avons
Ruo = 1,69. 10 ^ 26 mètres valeur quant l’Univers STOPPE son expansion…
Ainsi à travers cette première partie nous pouvons, par hypothèse, envisager que notre « Univers ordinateur » « calcule » les paramètres que sont λuo, Ruo et λ comme étant des paramètres qui le caractérise. Ces 3 premiers paramètres seraient devenus à valeurs constantes, donc comme étant indépendant du temps depuis que notre Univers serait devenu globalement STATIQUE.
Petite conclusion :
Arriver à ce stade, de cette première partie, il est important de rappeler que toutes les hypothèses avancées par le modèle cosmologique du « NBBF » quantique reposent sur un ensemble constitué de centaines d’équations cohérentes. Les quelques hypothèses présentées ici semblent plausibles pour justifier, au moins, un début de piste de recherche. Dans les quelques équations présentées dans cette première partie (équations qui soutiennent ces quelques hypothèses ) nous pouvons facilement constater qu’il n’existe pas de paramètre libre, aucun paramètre « ajustable » n’est utilisé— comme une sorte de paramètre à « géométrie variable ». Avec l’introduction de ce type de paramètre à « géométrie variable » il n’est pas trop difficile de faire des modèles d’Univers…
FIN de la première partie…
La deuxième partie sera consacrée à la théorie de l’information où nous verrons combien de « bits » ou d’« informations » pourraient-être traités par un unique électron appartenant au « vide quantique » ou « seconde mer de Dirac » (« SMD ») en un « temps minimal » « t mini » puis en 1 seconde et enfin en 18 milliards d’années.
Pour cela nous utiliserons le théorème de « Margolus-Levitin » où nous allons retrouver, une nouvelle fois, le paramètre λ par une toute nouvelle méthode. Cette nouvelle analyse nous montre que λ se présente comme une CONSTANTE impliquant que la température du CMB à 2, 725 K est indépendante du temps ce qui semble se traduire par l’expression…
« PAS DE MORT THERMIQUE DE NOTRE UNIVERS »…
A bientôt…
Références
[1] Olivier Postel-Vinay : « L’ Univers est-il un calculateur ? », LA RECHERCHE N° 360, janvier 2003
[2] Seth Lloyd, Y. Jack Ng : « L’ Univers, un monstre informatique », POUR LA SCIENCE, N° 325, novembre 2004, pages 30 à 37.
[3] Mer de Dirac
fr.wikipedia.org/wiki/Mer_de_Dirac
[4] La prédiction de l’antimatière par Dirac – Version PDF – BibNum
www.bibnum.education.fr/sites/default/files/Dirac-analyse.pdf
[5] Claude Aslangul : « Mécanique quantique », De Boeck & Larcier s. a. , 2007, page 166