À l’intérieur du proton, « la chose la plus compliquée qu’on puisse imaginer »

• Le proton du noyau atomique est un objet quantique qui révèle des structures internes très différentes selon le dispositif expérimental ; il faut donc relier plusieurs générations d’expériences de diffusion pour s’approcher d’une vue d’ensemble
• En 1967, la diffusion profondément inélastique menée au SLAC a fourni les premières preuves que les électrons heurtaient des fragments ponctuels à l’intérieur du proton, les quarks ; depuis, des centaines d’expériences ont sondé plus finement sa structure interne
• Le modèle à trois quarks explique la charge +1 du proton, mais ne suffit pas à expliquer son spin ni sa masse, ce qui impose une image plus complexe mêlant quarks, gluons et antiquarks
• HERA, avec des collisions environ 1 000 fois plus puissantes que celles du SLAC, a observé une mer de quarks et d’antiquarks de faible impulsion, portant environ 0,005 % de l’impulsion, ce qui conforte les prédictions de la QCD
• Une analyse par apprentissage automatique de plus de 5 000 instantanés du proton recueillis sur les 50 dernières années indique qu’un quark charm, plus lourd que le proton, pourrait y être présent de façon plus persistante, avec des conséquences possibles pour l’interprétation des données du LHC et des neutrinos de rayons cosmiques

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Le proton montre des visages différents selon l’expérience

• Le proton est une particule chargée positivement au centre de l’atome, mais l’image classique d’une « boule sans caractéristiques » ou d’un simple paquet de trois quarks ne suffit pas à l’expliquer
• Objet quantique, le proton existe comme un brouillard de probabilités tant qu’une expérience ne lui impose pas une forme précise, et son apparence observée varie fortement selon le dispositif expérimental
• Mike Williams, du MIT, a décrit le proton comme « la chose la plus compliquée qu’on puisse imaginer », et Richard Milner estime que les physiciens commencent seulement à comprendre ce système de façon complète
• Une analyse de données à grande échelle publiée en août 2022 a trouvé, dans le proton, des traces d’un quark charm plus lourd que le proton lui-même

Les premiers indices sur l’intérieur du proton ouverts par le SLAC

• En 1967, le Stanford Linear Accelerator Center, SLAC, a mené des expériences de diffusion profondément inélastique consistant à projeter violemment des électrons pour briser des protons
• Au lieu de rebondir comme des boules de billard, les électrons se sont diffusés comme s’ils heurtaient des fragments ponctuels à l’intérieur du proton : les quarks
• Ce résultat a constitué la première preuve de l’existence réelle des quarks, et les découvertes associées ont mené au prix Nobel de physique 1990
• Depuis, les physiciens déduisent différents aspects de l’intérieur du proton en modulant l’énergie avec laquelle les électrons sont projetés et les particules collectées après la diffusion

Plus l’énergie est élevée, plus les structures observées sont petites

• Des électrons de plus haute énergie permettent d’observer l’intérieur du proton avec une meilleure résolution
• En mesurant l’énergie et la trajectoire de l’électron diffusé, on peut savoir s’il a heurté un quark portant une grande part de l’impulsion totale du proton ou seulement une petite part
• Par des collisions répétées, il est possible d’étudier si l’impulsion du proton est concentrée dans un petit nombre de quarks ou répartie entre de nombreux constituants
• Dans les collisions au niveau d’énergie du SLAC, les résultats donnaient souvent l’impression que l’électron avait heurté un quark portant environ un tiers de l’impulsion totale du proton, ce qui correspondait au modèle à trois quarks proposé en 1964 par Murray Gell-Mann et George Zweig

Portée et limites du modèle à trois quarks

• Le modèle des quarks de Gell-Mann et Zweig décrit le proton comme composé de deux quarks up et d’un quark down
  • Chaque quark up porte une charge de +2/3
  • Le quark down porte une charge de −1/3
  • Leur somme donne la charge +1 du proton
• Mais ce modèle échoue à expliquer le spin du proton
  • Le proton a un spin 1/2
  • Les quarks up et down ont eux aussi chacun un spin 1/2
  • Au départ, on pensait que soustraire le spin du quark down à ceux des deux quarks up donnait le spin 1/2 du proton
  • En 1988, l’European Muon Collaboration a rapporté que la somme des spins des quarks était bien inférieure à 1/2
• Des limites apparaissent aussi pour la masse
  • La masse des deux quarks up et du quark down ne représente qu’environ 1 % de la masse totale du proton
  • Le proton contient bien davantage qu’un simple trio de quarks

La mer de quarks et d’antiquarks révélée par HERA

• Le Hadron-Electron Ring Accelerator allemand, HERA, situé à Hambourg, a fonctionné de 1992 à 2007 et a fait entrer en collision des électrons avec des protons environ 1 000 fois plus fortement que le SLAC
• Dans les expériences HERA, il était possible de sélectionner et d’analyser même les électrons ayant rebondi sur des quarks d’impulsion extrêmement faible, ne portant que 0,005 % de l’impulsion totale du proton
• On a ainsi observé une structure tourbillonnante de quarks de faible impulsion et de leurs équivalents d’antimatière, les antiquarks
• Cela conforte la chromodynamique quantique (QCD), développée dans les années 1970
  • La QCD est une théorie quantique qui décrit la force forte entre les quarks
  • Les quarks sont liés par des gluons, qui transmettent la force
  • Les quarks et les gluons possèdent trois types de charge de couleur, notés red, green et blue
  • Les particules comme le proton forment des combinaisons dont les couleurs s’additionnent pour donner un état neutre, white

Ce que la QCD révèle sur les collisions fortes et les limites du calcul

• Selon la QCD, les gluons peuvent obtenir une hausse momentanée d’énergie et se scinder en paires quark-antiquark
• Ces paires portent alors une impulsion très faible avant de s’annihiler à nouveau, et HERA a détecté cette « mer » transitoire de gluons, quarks et antiquarks
• Plus HERA observait des quarks de faible impulsion, plus ces quarks apparaissaient nombreux, ce qui suggère que dans des collisions encore plus énergétiques le proton ressemblerait presque à un nuage de gluons
• Milner considère les données de HERA comme une preuve expérimentale directe que la QCD décrit la nature
• Cependant, la QCD n’est facile à calculer que lorsque la force forte est relativement faible
  • La force forte s’affaiblit lorsque les quarks sont très proches les uns des autres
  • C’est le cas dans les paires quark-antiquark à courte durée de vie
  • À l’inverse, dans les collisions douces comme celles du SLAC, les trois quarks plus durables observés sont suffisamment éloignés les uns des autres pour rendre les calculs très difficiles
• Frank Wilczek, David Gross et David Politzer ont élucidé cette propriété de la QCD en 1973, et ont reçu le prix Nobel 31 ans plus tard

La nouvelle image du proton ajoutée par le quark charm

• L’équipe dirigée par Juan Rojo a analysé plus de 5 000 instantanés du proton obtenus au cours des 50 dernières années
• Cette analyse utilise l’apprentissage automatique pour contourner les hypothèses théoriques et déduire les mouvements des quarks et des gluons à l’intérieur du proton
• Dans les collisions relativement faibles, la majeure partie de l’impulsion était liée aux trois quarks familiers : deux quarks up et un quark down
• Mais une petite quantité d’impulsion semblait provenir d’un quark charm et d’un antiquark charm
  • Le quark charm et l’antiquark charm sont des particules élémentaires chacune plus lourde de plus d’un tiers que le proton entier
  • Si les gluons disposent de suffisamment d’énergie, ils peuvent se scinder en n’importe lequel des six types de quarks ; les charms de courte durée apparaissent donc souvent dans l’image de la « mer de quarks »
• Les résultats de l’équipe de Rojo suggèrent que le charm pourrait avoir une présence plus persistante
  • Dans les collisions douces, les électrons rencontrent généralement les trois quarks légers
  • Il arrive parfois qu’ils rencontrent un rare état de molécule à cinq quarks, avec par exemple des quarks up, down et charm d’un côté, et un quark up ainsi qu’un antiquark charm de l’autre

Des paramètres nécessaires pour interpréter le LHC et les observations de rayons cosmiques

• La composition interne fine du proton peut influencer l’interprétation de la recherche de nouvelles particules fondamentales au Large Hadron Collider
• Au LHC, on fait entrer en collision des protons à grande vitesse et l’on observe ce qui en sort ; il faut donc savoir ce qui se trouvait dans les protons avant la collision
• Si un énorme quark charm apparaît parfois, les calculs de probabilité de production de particules plus exotiques peuvent être perturbés
• Lorsque des protons de rayons cosmiques entrent en collision avec des protons de l’atmosphère terrestre, l’apparition d’un quark charm au bon moment peut aussi produire des neutrinos de haute énergie supplémentaires
  • En 2021, des chercheurs ont calculé que cet effet pourrait faire pleuvoir sur Terre des neutrinos de plus haute énergie
  • Cela pourrait dérouter les observateurs qui recherchent des neutrinos de haute énergie venus de l’espace

Les prochaines expériences visent la structure 3D et la carte des spins

• La collaboration de Rojo prévoit de poursuivre l’exploration du proton en recherchant un déséquilibre entre les quarks charm et les antiquarks charm
• Des constituants plus lourds encore, comme le quark top, pourraient aussi apparaître sous des formes bien plus rares et difficiles à détecter
• Les physiciens du Brookhaven National Laboratory veulent mettre en service dans les années 2030 l’Electron-Ion Collider afin d’obtenir des instantanés du proton en haute résolution après HERA
• L’EIC pourrait permettre la première reconstruction 3D du proton
• Il prévoit aussi d’utiliser des électrons en rotation pour établir une carte des spins des quarks et des gluons internes
  • Ce travail correspondrait à la cartographie de l’impulsion réalisée par le SLAC et HERA
  • Il pourrait aider à cerner l’origine du spin du proton et à traiter des questions fondamentales sur cette particule qui constitue l’essentiel du monde ordinaire

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Avis sur Hacker News

• Après avoir lu tout l’article, une idée un peu idiote m’est venue. L’électron est une particule élémentaire, donc il est « simple » comparé au proton, mais l’électron porte une charge -e et le proton une charge +e, si bien que leurs charges sont exactement complémentaires.
  Si le proton est une entité aussi complexe, je me demande quelle règle fait que sa charge est exactement opposée à celle de l’électron. Je ne comprends pas pourquoi c’est précisément +e, et non +1,8e, +3e ou 0,1666e, et je me demande même si cette question a un sens.
  Le positron étant l’antiparticule de l’électron, je comprends qu’il soit à +e, mais il est étrange que le proton, bien qu’il soit un enchevêtrement complexe de plusieurs particules élémentaires, soit lui aussi exactement à +e.

  • Parmi les réponses données jusqu’ici, aucune n’est correcte ; la bonne réponse se trouve sur https://physics.stackexchange.com/questions/21753/why-do-ele.... L’idée centrale est que, du fait de l’annulation des anomalies de jauge, les charges des quarks et des leptons du modèle standard sont contraintes à prendre ces valeurs.
    Si l’on accepte le confinement des quarks, ce qui est très solidement étayé par les calculs, la théorie et l’expérience, alors il en découle naturellement que la charge du proton vaut exactement +1.
  • La vidéo de PBS Space Time sur l’Univers finement réglé traite bien ce sujet. L’idée est que, dans un univers où l’équilibre ne serait pas respecté, la vie ne pourrait pas se former, et donc ce genre de conversation serait impossible.
    Soit il existe une infinité d’univers et nous nous trouvons dans celui qui convient, soit il n’y a qu’un seul univers et il se trouve par hasard qu’il tombe juste ; dans les deux cas, nous avons plutôt de la chance.
    https://youtu.be/YmOVoIpaPrc
  • On peut imaginer plusieurs points d’appui en l’air, sur lesquels des objets tombent. Si les objets tombés sur ces points d’appui ne s’équilibrent pas entre eux, ils basculent et les objets continuent de tomber, jusqu’à ce que tous les points d’appui finissent par atteindre l’équilibre.
    Ces choses s’agrègent jusqu’à devenir suffisamment stables ; des formes stables existent, et s’il y en a suffisamment, beaucoup de formes stables finissent par apparaître. Ce n’est pas un équilibre obtenu comme par magie, mais plutôt un processus de stabilisation vers un état stable ; et il existe encore beaucoup de matière instable.
  • C’est ce qu’on appelle la quantification de la charge, et même les théories modernes ne l’expliquent pas de manière définitive. Il existe bien sûr de bons arguments, mais à mon avis on n’en est pas au point où l’affaire serait close avec un « il doit nécessairement en être ainsi ».
    Cela a un lien avec la symétrie C en tant que symétrie discrète, et aussi, par certains aspects, avec l’invariance de Lorentz.
  • Personne ne le sait. Cela fait partie d’un grand mystère.
    Cela dit, en un certain sens, il « faut » qu’il en soit ainsi. Sans équilibre des charges, les atomes tels que nous les connaissons n’existeraient pas, pas plus que la chimie qui produit le monde macroscopique dans lequel nous vivons.

• Je ne doute pas que les physiciens quantiques sachent de quoi ils parlent, mais quand je lis des phrases comme « son apparence change selon la façon dont on le sonde », « on ne peut même pas imaginer à quel point il est complexe » ou « il contient des traces de quarks charm plus lourds que le proton lui-même », j’ai l’impression d’entendre un étudiant dont le calcul est faux sortir des excuses à son professeur.

  • Pour souligner à quel point le contraste est extrême, la mécanique quantique n’est pas seulement correcte comme modèle prédictif : c’est la théorie physique la plus précise que l’humanité ait jamais produite. Les valeurs mesurées y comportent plus de chiffres significatifs que dans n’importe quelle autre théorie.
  • Les auteurs de vulgarisation scientifique sur ce genre de sujet occupent une position assez proche de celle d’enseignants. La physique réelle s’exprime par des mathématiques complexes, et elle ne se traduit pas bien en anglais simple.
  • Ce n’est pas faux, mais cela ressemble peut-être davantage à la situation du géocentrisme, quand on expliquait les trajectoires étranges que les planètes dessinaient dans le ciel. Sauf qu’ici, on ne peut pas changer de modèle en utilisant un autre corps de référence comme le Soleil.
    Peut-être qu’il existe une superstructure cachée accessible si l’on pouvait regarder des objets situés hors de l’espace-temps, mais d’ici là, en dehors des spéculations, nous n’avons que la réduction à l’espace-temps.
    (https://en.m.wikipedia.org/wiki/Amplituhedron)
  • La mécanique quantique ressemble à une religion avec des mathématiques. Des études ont demandé à des physiciens théoriciens qui utilisent couramment la mécanique quantique s’ils étaient d’accord sur les présupposés les plus fondamentaux du domaine, et la conclusion est qu’ils divergent sur presque tous les aspects.
    En même temps, chacun suppose que son propre point de vue est le bon et que tout le monde est d’accord. Au lieu d’un consensus, il y a des courants ; ils continuent de se diviser sans toutefois remplacer la majorité ; il existe une orthodoxie comme l’interprétation de Copenhague, et l’on voit des gens qui franchissent la ligne, comme Everett, être rejetés — tout cela ressemble davantage à une religion qu’à de la science.
    Un autre symptôme consiste à faire dire et faire aux gens des choses manifestement absurdes pour prouver leur engagement. Dans le christianisme, c’est la Trinité qui joue ce rôle ; en mécanique quantique, c’est la dualité onde-particule. Un point matériel doté d’une longueur d’onde de plusieurs kilomètres n’a aucun sens, et pourtant on nous demande de croire que les ondes radio sont faites de photons.
    Quand les preuves ne suffisent pas à mettre tout le monde d’accord, le fait que le meilleur argument de chaque tribu se résume à « notre chef l’a dit » révèle la pensée magique et la religiosité humaines.

• Quand je lis ce genre d’article, j’ai l’impression que c’est comme frapper une pomme avec un marteau, de plus en plus fort, puis conclure que la pomme est plate et visqueuse. Si on frappe encore plus fort, on dira peut-être que la pomme est fine comme du papier et chaude.
  Je me demande comment on sait que certaines des particules produites dans ces expériences de collision n’étaient pas dans la cible percutée, mais ne sont pas plutôt sorties du fond diffus cosmologique.

  • En gros, on injecte une grande énergie dans un petit espace pour exciter les champs sous-jacents, puis on mesure les ondes produites comme des particules. En un sens, il ne s’agit pas de trouver des particules qui étaient déjà là, mais de mesurer comment les champs se comportent à haute énergie et à petite échelle.
  • En lisant l’article, j’avais justement une version floue de cette idée en tête. En particulier le passage : « les chercheurs ont récemment découvert que le proton contient parfois un quark charm et un antiquark charm, ces particules massives étant chacune plus lourde que le proton lui-même ».
    Les chercheurs en ont certainement tenu compte et il existe sûrement une bonne explication, mais savoir si je pourrais la comprendre est une autre question.
  • Ça ne vient pas du fond diffus cosmologique. Il est beaucoup trop faible. En revanche, l’énergie injectée peut créer ce genre de particules par création de paires.
    Autre étrangeté : les particules virtuelles, qui peuvent surgir même sans énergie. Elles sont similaires en ce qu’elles sont une manifestation des mêmes champs quantiques que les particules d’énergie réelles, par exemple le champ du quark charm, mais elles diffèrent parce qu’elles ne transportent pas d’énergie et ne peuvent donc pas vivre longtemps.
    Le monde est très étrange, mais les maths fonctionnent. Un proton ressemble davantage à une boule d’énergie bouillonnante, où les champs quantiques des quarks up et down sont « maintenus » ensemble par la force forte de couleur, complexe, et restent au même endroit. Il y a à l’intérieur tellement d’énergie qui voudrait s’échapper mais ne le peut pas que quelque chose apparaît et disparaît sans cesse.

• Je commence à me lasser des formulations du genre : « le proton est un objet quantique qui existe comme un brouillard de probabilités jusqu’à ce qu’une expérience lui fasse prendre une forme concrète ».
  J’accepte à 100 % que la mécanique quantique soit un outil utile pour modéliser notre compréhension actuelle, fondée sur des observations de plus en plus fines, mais l’idée qu’un proton soit une soupe d’énergie changeante qui ne prend forme qu’au moment où quelqu’un vient y penser est fondamentalement difficile à croire.
  À moins que la réalité ne soit une simulation calculée de façon approximative, où des ressources de calcul coûteuses ne sont allouées qu’aux parties observées. Et j’en ai aussi assez de l’hypothèse de la simulation.
  En réalité, je soupçonne plutôt que nous n’observons pas assez bien, ou que nous n’existons pas dans assez de dimensions pour comprendre ce que nous observons, si bien que les coupes que nous pouvons figer nous semblent faire partie d’un système probabiliste. Malgré tout, je continue de parier sur la possibilité que tout cela soit un immense Jeu de la vie.

  • À l’inverse, je suis un peu agacé quand les gens attendent des réponses nettes et exactes à des questions auxquelles on peut répondre principalement, ou mieux, par une distribution de probabilité.
    Si l’on pense à des expériences statistiques réelles comme l’aiguille de Buffon, il doit y avoir quelque chose de très « statistique » inscrit dans la réalité elle-même. La mécanique quantique pousse cela très loin, ce qui peut la faire paraître compliquée.
  • Personnellement, tout s’est clarifié quand j’ai commencé à voir les particules fondamentales uniquement comme des ondes de probabilité. Une mesure n’est qu’une interaction, qui reforme l’onde en la rendant plus étroite. Mais la particule ne devient jamais un point doté d’une position ou d’une quantité de mouvement déterminée ; elle reste toujours floue dans une certaine mesure.
    Quand les particules sont liées à des objets macroscopiques, elles deviennent plus nettes, ce qui leur permet à leur tour de rendre plus nettes d’autres particules fondamentales qu’elles « mesurent ». À l’inverse, lorsqu’elles interagissent avec des parties plus floues d’objets macroscopiques, comme le bord d’une fente, les particules peuvent devenir plus floues et plus ondulatoires.
    Donc oui, un proton est vraiment une soupe changeante, et rien d’autre. Si on le frappe assez fort, il est momentanément perturbé vers un état un peu plus net, qui nous apprend quelque chose, mais les interactions microscopiques chaotiques à l’intérieur le ramènent aussitôt à l’état de soupe.
    La matière ne paraît nette qu’à l’échelle macroscopique ; à l’échelle des particules, elle est toujours floue. Mais comme les mathématiques qui décrivent les échanges d’énergie et de quantité de mouvement entre des « ondes » floues ressemblent à de petites billes qui rebondissent, il est difficile d’abandonner l’idée de petites billes. Je pense que c’est un hasard lié au fait que toutes les forces ont, dans une certaine mesure, une symétrie sphérique.
  • La théorie quantique des champs est la théorie physique la mieux vérifiée que l’humanité ait développée, et ce n’est pas un « brouillard » au sens où les articles de vulgarisation l’entendent.
    Ici, « brouillard de probabilités » signifie qu’il faut calculer, encore et encore, toutes les configurations possibles des gluons et des quarks à l’intérieur du proton pour produire des prédictions expérimentales.
    La quantité de calcul est absurde, mais conceptuellement ce n’est ni mieux ni pire que de dire que les particules sont des boules de billard se déplaçant selon les équations de Newton. Nous sommes simplement plus habitués à cette dernière image ; et quand on manipule des choses comme la QCD sur réseau, on s’habitue aussi parfaitement à l’idée que la première constitue les « vraies » règles physiques sous-jacentes.
  • Si j’ai bien compris, c’est une théorie à variables cachées. Le théorème de Bell dit qu’une telle théorie doit au moins être non locale, ce qui est déjà suffisamment étrange et intéressant.
  • D’après ce que je comprends, la fonction d’onde ne s’effondre pas seulement quand quelqu’un l’observe, mais quand elle participe à un événement physique.
    L’image d’« une soupe quantique d’énergie changeante qui ne se forme pas tant que quelqu’un ne vient pas y penser » est une description fréquente en vulgarisation scientifique, mais elle ne peut pas être vraie telle quelle. La mécanique quantique existait très bien avant l’apparition de personnes capables d’observer et de penser.

• Un professeur disait souvent que le proton est une poubelle.
  C’est pourquoi les collisionneurs de hadrons, dont le LHC, doivent fonctionner à très haute luminosité, c’est-à-dire avec un taux de collisions très élevé. Même quand on fait entrer en collision deux protons, les parties qui interagissent réellement ne portent le plus souvent qu’une toute petite fraction de l’énergie totale, si bien qu’on n’obtient souvent pas la physique intéressante à haute énergie que l’on voudrait sonder.

• À propos de la phrase « en réalité, on ne peut même pas imaginer à quel point c’est complexe », quelqu’un a peut-être bien pu l’imaginer. Sinon, toute cette complexité aurait probablement créé un nombre énorme de bugs et l’univers aurait crashé.

  • Peut-être que toutes les autres instances ont crashé, et que nous avons eu la chance de survivre, ce qui nous amène à appliquer le principe anthropique.
    La vraie question est de savoir si nous tournons sur bare metal, dans une machine virtuelle ou dans un conteneur.
  • Ça m’a toujours semblé être l’un des meilleurs arguments contre l’hypothèse de la simulation.
  • Il suffit d’un peu d’abstraction. Tant qu’elle n’est pas fuyante.

• L’image d’en-tête semble parfaite comme fond d’écran. Le lien en taille complète est https://d2r55xnwy6nx47.cloudfront.net/uploads/2022/10/PROTON...

• J’ai aimé la phrase : « le proton est un objet quantique qui existe comme un brouillard de probabilités jusqu’à ce qu’une expérience lui fasse prendre une forme concrète ».
  La gravité pourrait-elle être l’effet produit par une masse de forme indéterminée ? Comme une sorte de vide dans l’espace-temps ?

  • Ce n’est absolument pas quelque chose comme un vide dans l’espace-temps. D’abord, la gravité ne se résume pas à la masse. La gravité d’une balle de baseball en mouvement est plus grande que celle d’une balle immobile, et celle d’une batterie chargée est plus grande que celle d’une batterie déchargée.
    Même avec les mêmes protons, neutrons et électrons, si l’on change leur vitesse ou leur agencement, la gravité augmente. L’essentiel n’est pas simplement la masse, mais le tenseur énergie-impulsion.
    Pour voir que l’idée selon laquelle « la gravité pourrait être l’effet d’une masse de forme indéterminée » n’est pas vraie, il suffit de comparer les étoiles et les trous noirs aux quarks. L’espace entre les quarks se comporte comme des quarks différents, plus grands ou plus petits, selon l’agencement instantané des quarks réels.
    Si l’on applique la même idée à une très grande étoile, cette étoile devrait, selon sa position et son état, et peut-être selon des changements spontanés, se comporter tantôt comme un trou noir, tantôt comme une supernova, tantôt comme une étoile. En particulier, si elle est très lointaine, elle apparaît comme un point, donc on s’attendrait à ce qu’elle se comporte comme un trou noir, mais ce n’est pas le cas en réalité.
    Une étoile a l’apparence d’une étoile, quelle que soit sa distance. Si la réalité fonctionnait ainsi, les galaxies proches auraient très peu de matière noire, tandis que les galaxies lointaines en auraient beaucoup et seraient très petites ; or, dans les faits, les galaxies et la matière noire se ressemblent globalement quelle que soit la distance.
    Cela dit, la question elle-même est assez floue. Je l’ai un peu forcée à entrer dans un cadre qui donne une réponse intéressante pour le plaisir, et je ne pense pas répondre vraiment à ce qui était demandé au départ.
  • J’ai toujours pensé que le terme « expérience » pourrait être mieux formulé. Car l’objet mesuré est lui aussi un brouillard de probabilités, et la mesure est un processus dans lequel ces deux probabilités interagissent et se modifient mutuellement.

• L’univers pourrait-il être infiniment complexe ? En quelque sorte comme des tortues à l’infini.
  Les concepts de dualité et de duplication en physique sont très intéressants. Tout semble avoir un opposé ; lorsque ces opposés se rencontrent, ils forment une unité plus grande, et cette unité elle-même semble à son tour avoir un opposé.

  • Je ne « crois » pas beaucoup à ce qui n’est pas étayé par des preuves, mais même si cela peut paraître ridicule à mentionner dans ce genre de discussion, j’ai personnellement la croyance irrationnelle et non scientifique que cette intro des Simpsons est, très sérieusement, le modèle de l’univers le plus exact dont nous disposions.
    https://www.youtube.com/watch?v=ycvlJ9XMd94&ab_channel=cakta...
  • Quand j’étais un enfant curieux, j’ai posé à mon père la question inverse. Et s’il existait une seule loi physique fondamentale qui nous empêchait de tout savoir sur l’univers ?
    Par définition, il pourrait exister quelque chose qu’on ne peut plus résoudre et contre quoi l’on ne fait que buter sans cesse. Y a-t-il en physique quelque chose comme le théorème d’incomplétude de Gödel ?

• La complexité de la physique fondamentale est largement surestimée. Elle est simplement contre-intuitive. Même la cellule la plus simple est de plusieurs ordres de grandeur plus complexe qu’un proton.