Le vide de Lamb

 

Quelle est la nature des régions vides de l’univers ?

Le document : ISBN 978-2-36923-138-7 (lien externe - téléchargeable).

Au début du vingtième siècle, Lamb et les expériences réalisées avec Rutherford, ont livré un raisonnement surprenant sur les niveaux énergétiques instables de l’atome d’hydrogène (décalage de Lamb).

Mon document repose sur un raisonnement similaire à celui qui a été fait par ces deux physiciens. Mais au lieu de l’appliquer à deux niveaux énergétiques concernant l’atome d’hydrogène, je l’applique aux régions vides de l’univers en pariant que celles-ci peuvent avoir deux types d’états énergétiques : les uns étant stables et les autres étant instables.

Les motifs de cette extrapolation ? Un débat animé qui oppose depuis des décennies deux visions divergentes sur la nature des régions vides de l’univers. Contiennent-elles, oui ou non, de l’énergie et en quelle quantité ?

Un peu fatigué de cette dispute sans issue, et après avoir pris connaissance du raisonnement de W. Lamb et Rutherford dans le livre de référence « Mécanique quantique » écrit par Cohen et Tanoudji, je me suis demandé s’il était possible de le transposer aux régions vides de l’univers.

J’ai donc considéré que les zones vides de l’univers avaient en principe une énergie nulle (le point de vue de la relativité générale) mais que -contre toute attente et en dépit des apparences- elles étaient énergétiquement susceptibles de connaitre des soubresauts, des instabilités.

J’avais à ma disposition deux arguments de poids pour justifier cette tentative : (i) la relativité générale d’A. Einstein admet l’existence de déformations de la structure géométrique, fussent-elles infimes ; (ii) le principe d’incertitude sur les mesures dans sa variante (temps, énergie) dû à W. Heisenberg.

Evidemment, comme les zones vides constituent l’écrasante majorité des volumes de l’univers, un raisonnement emprunté à la thermodynamique m’encourageait aussi à penser que ces zones devaient avoir une très grande stabilité et que les variations énergétiques y apparaissant ne pouvaient avoir en général que de petites amplitudes. Le vide peut osciller légèrement autour d’un état central stable.  

Les résultats de ces supputations sont exposés dans mon document et ils sont surprenants :

(i) la limite quantique y joue un rôle déterminant ; elle refait surface plus tard dans mon document « A. Einstein versus W. Heisenberg » ;

(ii) les états instables des zones vides peuvent théoriquement exister et

(iii) ils sont liés entre eux par des symétries qui évoquent le groupe cyclique* C6 ; c’est une bien étrange coïncidence évoquant les conclusions acquises au cours de l’étude précédente sur les C*-algèbres.

Les régions assimilables au vides de l’univers coïncident-elles peu ou prou avec ce que les mathématiciens appellent des algèbres de Banach involutives ?

© Thierry PERIAT.

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Date de dernière mise à jour : 26/05/2020