Géométrodynamique
En physique théorique, la géométrodynamique est une tentative de décrire l'espace-temps entièrement en termes de géométrie, sans recours à la notion de matière. Les particules, par exemple, sont conçues comme des propriétés locales de l'espace-temps. Techniquement, le but de la géométrodynamique est d'unifier les forces fondamentales.
La géométrodynamique selon Albert Einstein
[modifier | modifier le code]Le terme « géométrodynamique » est chez Albert Einstein un synonyme approximatif de « théorie de la relativité ». Einstein est le premier scientifique à utiliser le terme.
Le programme de John Wheeler
[modifier | modifier le code]Le promoteur principal de la géométrodynamique est le physicien John Wheeler. La géométrodynamique de Wheeler est un programme théorique qui propose de construire la physique en ne reconnaissant que l'espace-temps. Le point de départ consiste à interpréter la théorie de la relativité générale comme réduisant la théorie de la gravitation universelle à une description géométrique de l'espace-temps. Sur cette base, la géométrodynamique de Wheeler envisage de réduire également l’électrodynamique (physique des champs électromagnétiques) et la physique des particules élémentaires à une description géométrique de l'espace-temps, sans reconnaître l'existence d'aucun objet additionnel.
L'hypothèse sous-jacente à la géométrodynamique de Wheeler est que la matière tout entière est fondamentalement identique au continuum spatio-temporel à quatre dimensions et à ses propriétés géométriques. Pour Wheeler, les particules ou les champs qui semblent se déplacer dans l'espace-temps doivent être compris comme des propriétés de l'espace-temps lui-même, qui décrivent notamment sa courbure. Wheeler résume ainsi son programme de géométrisation de la matière :
- « (1) une faible courbure dans une région de l'espace décrit un champ gravitationnel ; (2) ailleurs, une géométrie ondulée de courbure différente décrit un champ électromagnétique ; (3) une région à forte courbure décrit une concentration de charge et de masse-énergie se déplaçant comme une particule.»[1]
Les particules et les champs ne sont pas des entités supplémentaires à l'espace-temps, qui existeraient dans l'espace-temps, mais plutôt l'espace-temps lui-même, en tant qu'il possède certaines propriétés géométriques. On qualifie cette position de « super-substantialisme »[2], par contraste avec le substantialisme, parce qu'elle postule un Univers où l'espace-temps quadridimensionnel est la seule substance (contrairement à l'espace tridimensionnel absolu dans la physique de Newton).
La géométrodynamique contemporaine
[modifier | modifier le code]Christopher Isham et Jeremy Butterfield, entre autres, continuent aujourd'hui de développer la géométrodynamique dans le cadre de la physique quantique.
Notes et références
[modifier | modifier le code]- John Wheeler, « Curved empty space as the building material of the physical world : an assesment. », in E. Nagel, P. Suppes et A. Tarski (dir.), Logic, methodology and philosophy of science. Proceedings of the 1960 international congress, Stanford, Stanford University Press, p. 361.
- M. Esfeld, Physique et métaphysique, Presses polytechniques et universitaires romandes, 2012 : « La géométrisation de la matière » (chap. 8).
Bibliographie
[modifier | modifier le code]- Butterfield, Jeremy (1999). The Arguments of Time. Oxford: Oxford University Press.
- Misner, C.; Thorne, K. S.; & Wheeler, J. A. (1973). Gravitation. San Francisco: W. H. Freeman (chap. 43 et 44)
- Misner, C. and Wheeler, J. A. (1957). "Classical physics as geometry". Ann. Phys., 2, p. 525.
- Prastaro, Agostino (1985). Geometrodynamics: Proceedings, 1985. Philadelphia: World Scientific.
- Wheeler, John Archibald (1957). "On the nature of quantum geometrodynamics". Ann. Phys., 2, pp. 604–614.
- Wheeler, J. A., (1960) "Curved empty space as the building material of the physical world: an assessment", in Ernest Nagel (1962): Logic, Methodology, and Philosophy of Science, Stanford University Press.
- Wheeler, J. A. (1961). "Geometrodynamics and the Problem of Motion". Rev. Mod. Physics, 44, p. 63.
- Wheeler, J. A. (1963). Geometrodynamics. New York: Academic Press.
