Astronomie

Comment savons-nous que le big bang ne s'est pas produit dans un univers existant ?

Comment savons-nous que le big bang ne s'est pas produit dans un univers existant ?

Je comprends les preuves du big bang (expansion, rayonnement de fond, etc.), mais comment savons-nous que c'était le début de l'univers ? Pourquoi cela n'aurait-il pas pu se produire dans un univers existant mais très peu peuplé ?


Nous ne savons pas ce qu'il y a de l'autre côté du Big Bang, voire rien du tout. La théorie du Big Bang ainsi que le reste de la physique est agnostique sur cette possibilité. Pendant la période qui a suivi le Big Bang, l'univers entier était fondamentalement dans un état de plasma chaud et dense ; tous les signaux physiques se propageant à partir d'une période avant le Big Bang qui pourraient potentiellement influencer le présent ou nous fournir des informations sur un passé pré-Bang seraient éradiqués par les conditions extrêmes.

Ainsi, la singularité du Big Bang est effectivement le début de notre univers car il s'agit en fait d'un pare-feu cosmique impénétrable nous déconnectant de tout ce qui a précédé. Peut-être qu'il y a une autre pièce de l'autre côté du mur, ou peut-être que c'est juste plus de mur. Jusqu'à ce que quelqu'un propose une théorie plus raffinée ou qu'une expérience trouve un moyen de détecter un petit signal qui a réussi à passer d'une manière ou d'une autre, il est inutile de spéculer.


Nous ne sommes pas la réponse simple.

Cependant, il est difficile de tester une telle théorie et elle vire donc dans le sens de la métaphysique.

Mais une théorie est que la physique dans notre voisinage a changé (un changement d'état, un peu comme un changement dans l'état quantique d'une molécule pourrait conduire à une libération d'énergie sous forme de lumière) et que l'énergie libérée a provoqué l'expansion rapide de l'univers. .


Le modèle actuel de la cosmologie commençant par le Big Bang indique que toutes les dimensions spatiales et temporelles (longueur, largeur, hauteur et temps) ainsi que les quatre forces fondamentales proviennent d'un seul point. Avec le temps commençant par le big bang, il n'y avait pas d'« avant », tout comme il n'y avait pas de haut ou de bas, pas de gravité ou d'électromagnétisme. Il n'y avait pas d'univers lorsque le big bang s'est produit. C'est arrivé, et puis l'univers a existé (causalité).

Donc, dire qu'il a commencé dans un autre univers nécessiterait une hypothèse différente du modèle cosmologique actuel.

Il y a de nombreux défis à formuler une hypothèse qui pourrait expliquer ce que vous demandez. Certains de ces défis sont de savoir comment expliquer les lois de conservation de la masse et de l'énergie. Par exemple, s'il y avait un univers préexistant « peu peuplé », d'où venaient la masse et l'énergie de notre univers ? Était-ce toujours là ? Si c'est le cas, il doit avoir été sous la forme d'un certain type de trou noir. Cela devrait aller de soi - nous pouvons avoir des trous noirs qui existent dans notre univers avec seulement la plus petite fraction de la masse totale. Si TOUTE la masse était concentrée en un seul endroit, elle existerait également dans son propre rayon de Schwarzschild. En passant, c'est un exercice courant dans les cours d'astronomie universitaires pour calculer quel est le rayon de Schwarzschild de l'univers observable. De manière assez surprenante, notre univers observable peut être calculé comme existant dans un horizon des événements, mais ces calculs nécessitent qu'il y ait beaucoup d'hypothèses de masse totale et d'étendue maximale de l'univers observable (ce qui limite généralement le diamètre à un diamètre inférieur à celui de Schwarzschild le rayon est avant de commencer l'expérience).

Une autre difficulté pourrait être d'essayer d'expliquer un trou noir qui s'inverse soudainement et éjecte toute la matière/énergie, les dimensions spatiales, les forces fondamentales et le temps dans un univers existant. Comment cette explication exclut-elle alors tous les trous noirs que l'on pense exister à l'époque actuelle de notre univers ?

En bref : Nous ne savons pas avec certitude que l'univers que nous voyons aujourd'hui n'a pas déjà commencé dans un univers qui était dans un état existant. Cependant, à ma connaissance, aucune tentative n'a été faite pour expliquer comment un univers peu peuplé pourrait soudainement développer un mini-univers densément peuplé à l'intérieur de celui-ci. Toutes les tentatives qui existent n'ont peut-être pas encore gagné un public assez large pour m'inclure.

N'oubliez pas non plus que pour qu'une hypothèse devienne une théorie, elle doit être vérifiable. Il n'y a aucun moyen de tester les événements qui se sont produits avant le big bang. Par conséquent, il n'y a aucun moyen possible de tester l'univers peu peuplé dont vous avez parlé dans votre question.


Big bang raconté : les rebondissements étranges de l'histoire de la naissance de l'univers

Quoi que vous fassiez, ne demandez pas où cela s'est passé. "L'idée fausse la plus courante est que le big bang était une explosion dans un endroit particulier", explique William Kinney, cosmologue à l'Université de Buffalo à New York. “C'est complètement faux.”

La meilleure preuve du big bang se trouve tout autour de nous dans le fond diffus cosmologique, le rayonnement libéré une fois que l'univers s'est suffisamment refroidi pour que les atomes se forment, alors qu'il avait environ 380 000 ans. Et c'est le point: partout dans l'univers d'aujourd'hui était où le big bang était. "Ce n'est pas quelque chose qui s'est produit quelque part, mais quelque chose qui s'est produit partout, y compris l'espace que vous occupez maintenant", explique Dan Hooper au Fermilab dans l'Illinois.

Lorsque les cosmologues parlent de big bang, ils parlent d'un état extrêmement dense et chaud qui existait il y a environ 13,8 milliards d'années et qui s'est depuis étendu et refroidi pour former l'univers que nous connaissons aujourd'hui. Extrêmement dense et chaud – mais pas infiniment.

L'idée que l'univers a été créé à partir d'un point infinitésimal, connu sous le nom de « singularité » du big bang, vient de l'enroulement de la bobine d'un univers en expansion et en refroidissement vers l'arrière et de ne pas s'arrêter avant d'avoir commencé. Mais, malheureusement, nos théories actuelles de la physique ne peuvent pas traiter l'espace et le temps à des échelles aussi insondables. On ne peut donc rien dire de sensé sur le moment où l'univers n'était qu'un point, si tant est qu'il se soit jamais produit. "Nous devrons peut-être simplement accepter cela", déclare Kinney.

"Le big bang ne s'est pas produit quelque part, il s'est produit partout"

Cependant, tout a commencé, le big bang qui & hellip

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Comment sait-on que l'univers a 14 milliards d'années ?

Edit : Donc, si nous pouvons « regarder en arrière » (je sais que je simplifie énormément) en utilisant toutes les techniques énumérées, pouvons-nous déterminer O WH le big bang s'est produit ?

Une façon consiste à rechercher les étoiles les plus anciennes que nous puissions observer. Nous pouvons déterminer leur contenu élémentaire par spectroscopie et comparer cela avec des modèles d'étoiles. En fonction de la génération et de l'âge d'étoiles, il aura différents ratios de métaux, de carburant, etc.

Une autre façon de le faire est de mesurer le taux d'expansion de l'univers. A partir de celui-ci, on peut construire un modèle cosmologique intégrant cette observation et extrapoler le temps présent.

Nous pouvons en fait voir la transition de phase de l'univers primitif qui a été cosmologiquement décalé vers le rouge dans le rayonnement de fond micro-ondes. Cela fournit pas mal d'informations sur l'univers environ 300 000 ans après le big bang.

Quel type de spectroscopie ?

Comme d'autres l'ont dit, il existe plusieurs façons de déterminer l'âge de l'univers. La manière la plus simplifiée est de prendre Age = 1/H_0, H_0 est la constante de Hubble. Cela ne fonctionne cependant que si la constante de Hubble est bien constante (ne change pas dans le temps), sans compter qu'il y a toujours de la tension dans les mesures de H_0.

Pour ce qui est de trouver le « centre de l'univers », vous le regardez ! L'extrapolation à l'envers rassemble toute la matière et l'énergie de l'univers en un seul point. Le Big Bang ne s'est pas produit quelque part et s'est étendu dans notre univers, le Big Bang s'est produit partout dans notre univers et notre univers s'est étendu, permettant à la soupe primordiale de se refroidir et de permettre aux structures de se former.

Source : Doctorant en cosmologie.

Je n'ai récemment entendu que le chiffre de 14 milliards. J'avais déjà compris que la datation radiométrique place la Terre entre 4 et 4,5 milliards d'années. L'univers, en raison du Big Bang et de son expansion rapide, n'est qu'un pourcentage plus vieux (1 100 1 000 000 d'années)

Lequel est-ce? Merci d'avance.

Le calcul le plus basique est :

âge de l'univers = 1 / constante de Hubble's

Lorsque vous résolvez la relativité générale pour un univers, vous obtenez la métrique FLRW. Tout ce que vous avez à faire est de saisir les chiffres de la quantité observée de matière, de rayonnement et d'énergie noire et vous pouvez en déduire l'âge de l'univers. Ou vous pouvez utiliser les équations de Friedmann avec l'équation d'état pour obtenir une expression similaire à celle ci-dessus :

âge de l'univers = F / constante de Hubble's, où F est mesuré à 0,956

La plupart de nos données pour obtenir F proviennent de l'examen du rayonnement de fond cosmique à micro-ondes.

La constante de Hubble est calculée en mesurant le décalage vers le rouge de diverses étoiles et galaxies.

Les données CMB sont utilisées pour modéliser l'Univers primitif et essayer de déterminer si la constante de Hubble était toujours la même.

Je veux juste souligner que tout cela est basé sur les cinq sens que nous avons. Qui peut dire que nous ne manquons pas quelque chose d'aussi ou de plus important que de dire la vue. Tout ce que nous savons sur l'espace est basé sur la lumière que l'œil humain sur une planète aux boucles d'or dans un bras d'une galaxie dans un univers potentiellement infini a évolué pour voir. Qui sait ce qui nous manque.

Nous observons en fait l'univers en lumière non visible ainsi qu'en lumière visible ! Tout, des ondes radio à ultra-longue longueur d'onde aux rayons gamma à ultra-haute énergie. Nous pouvons également mesurer la lumière visible d'une manière que nos yeux ne peuvent pas mesurer - spectroscopie, polarimétrie, etc.

Nous observons également l'univers avec des mesures non électromagnétiques. Les rayons cosmiques (particules de haute énergie) sont observés par un certain nombre de méthodes. Nous pouvons également scruter le cœur du soleil et détecter des supernovae quelques heures avant que la lumière ne l'atteigne grâce à des détecteurs de neutrinos. Et tout récemment, nous avons ajouté l'astronomie des ondes gravitationnelles à notre boîte à outils !

De plus, le nombre de sens que les humains ont est mal défini, mais certainement plus de cinq. Les «cinq sens» classiques d'Aristote sont une compréhension dépassée de la façon dont nous percevons l'univers qui nous entoure.


Pour lecteurs déterminés seulement

Pour découvrir comment l'univers a évolué dans le passé et ce qui lui arrivera dans le futur, nous devons résoudre les équations de la relativité générale d'Einstein pour l'univers entier. La solution que nous obtenons est un objet appelé le tenseur métrique qui décrit l'espace-temps pour l'univers.

Mais les équations d'Einstein sont des équations aux dérivées partielles et, par conséquent, ont toute une famille de solutions. Pour obtenir la solution correspondant à notre univers, nous devons spécifier quelques conditions initiales. La question est alors de savoir quelles conditions initiales utiliser. Eh bien, si nous regardons l'univers qui nous entoure, nous remarquons deux choses :

si nous faisons la moyenne sur de grandes échelles, l'univers semble le même dans toutes les directions, c'est-à-dire isotrope

si nous faisons la moyenne sur de grandes échelles, l'univers est le même partout, c'est-à-dire qu'il est homogène

Vous pouvez raisonnablement faire remarquer que l'univers n'a pas l'air très homogène car il a des galaxies à haute densité dispersées de manière aléatoire dans l'espace avec une très faible densité. Cependant, si nous faisons la moyenne à des échelles supérieures à la taille des superamas de galaxies, nous obtenons une densité moyenne constante. De plus, si nous revenons à l'époque où le fond diffus cosmologique a été émis (380 000 ans après le Big Bang et bien avant que les galaxies ne commencent à se former), nous constatons que l'univers est homogène à environ 1$ partie en 10^5$, ce qui est assez homogène.

Donc comme les conditions initiales précisons que l'univers est homogène et isotrope, et avec ces hypothèses, l'équation d'Einstein a une solution (relativement !) simple. En effet, cette solution a été trouvée peu de temps après qu'Einstein ait formulé la relativité générale et a été découverte indépendamment par plusieurs personnes différentes. En conséquence, la solution se glorifie sous le nom de métrique Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, bien que vous la voyiez généralement raccourcie en métrique FLRW ou parfois en métrique FRW (pourquoi Lemaître manque, je ne suis pas sûr).

Rappelez-vous la grille que j'ai décrite pour mesurer l'univers dans la première section de cette réponse, et comment j'ai décrit la grille se rétrécissant alors que nous remontions le temps vers le Big Bang ? Eh bien, la métrique FLRW rend cela quantitatif. Si $(x, y, z)$ est un point de notre grille, la distance actuelle jusqu'à ce point est simplement donnée par le théorème de Pythagore :

Ce que la métrique FLRW nous dit, c'est que la distance change avec le temps selon l'équation :

où $a(t)$ est une fonction appelée [facteur d'échelle]. Nous obtenons la fonction du facteur d'échelle lorsque nous résolvons les équations d'Einstein. Malheureusement, il n'a pas de forme analytique simple, mais il a été calculé dans les réponses aux questions précédentes. Quelle était la densité de l'univers alors qu'il n'avait que la taille de notre système solaire ? et Comment le paramètre de Hubble change-t-il avec l'âge de l'univers ?. Le résultat est:

La valeur du facteur d'échelle est conventionnellement considérée comme l'unité à l'heure actuelle, donc si nous remontons dans le temps et que l'univers se rétrécit, nous avons $a(t) < 1$ et inversement à l'avenir, à mesure que l'univers s'étend, nous avons $a (t) > 1$ . Le Big bang se produit parce que si nous remontons dans le temps à $t = 0$ le facteur d'échelle $a(0)$ est nul. Cela nous donne le résultat remarquable que la distance à quelconque point dans l'univers $(x, y, z)$ est :

la distance entre chaque point de l'univers est donc nulle. La densité de matière (la densité de rayonnement se comporte différemment mais oublions cela) est donnée par :

où $ ho_0$ est la densité à l'instant courant, donc la densité à l'instant zéro est infiniment grande. Au temps $t = 0$ la métrique FLRW devient singulière.

Personne que je connais ne pense que l'univers est vraiment devenu singulier lors du Big Bang. Ce n'est pas une opinion moderne : la première personne que je connaisse à s'être opposée publiquement était Fred Hoyle, et il a suggéré la théorie de l'état stable pour éviter la singularité. De nos jours, il est communément admis qu'un effet de gravité quantique empêchera la géométrie de devenir singulière, bien que, puisque nous n'avons aucune théorie de la gravité quantique, personne ne sache comment cela pourrait fonctionner.

Donc pour conclure : le Big Bang est la limite de temps zéro de la métrique FLRW, et c'est un moment où l'espacement entre chaque point de l'univers devient nul et la densité tend vers l'infini. Il devrait être clair que nous ne pouvons pas associer le Big Bang à un seul point spatial car la distance entre tous les points était nulle, donc le Big Bang s'est produit à tous les points de l'espace. C'est pourquoi il est communément dit que le Big Bang s'est produit partout.

Dans la discussion ci-dessus, j'ai à plusieurs reprises qualifié l'univers de infini, mais ce que je veux vraiment dire, c'est qu'il ne peut pas avoir d'avantage. Rappelez-vous que notre hypothèse de départ est que l'univers est homogène, c'est-à-dire qu'il est le même partout. Si cela est vrai, l'univers ne peut pas avoir de bord car les points au bord seraient différents des points éloignés du bord. Un univers homogène doit soit être infini, soit être fermé, c'est-à-dire avoir la topologie spatiale d'une 3-sphère. Les résultats récents de Planck montrent que la courbure est de zéro à une erreur expérimentale près, donc si l'univers est fermé, l'échelle doit être bien plus grande que l'univers observable.

Mon point de vue est plus simple et observationnel.

Les observations indiquent que l'état actuel de l'univers observable est en expansion : c'est-à-dire que les amas de galaxies s'éloignent tous de notre galaxie et les uns des autres.

La fonction la plus simple pour correspondre à cette observation est une fonction qui décrit une explosion dans l'espace à quatre dimensions, c'est ainsi que le Big Bang est entré dans notre monde.

Il existe des experts en débris explosifs qui peuvent reconstituer le point où l'explosion s'est produite dans une explosion en trois dimensions. En quatre dimensions, la fonction qui décrit l'expansion de l'espace conduit également à la conclusion qu'il existe un début de l'univers à partir duquel on compte le temps après le Big Bang.

Le modèle BB a survécu, modifié pour s'adapter à l'observation de l'homogénéité (fluctuations quantiques avant 10 -32 secondes) et à l'observation que l'expansion que nous mesurons semble s'accélérer (l'ouverture du cône dans l'image)

Notez que dans l'image le point zéro du "Big Bang" est "flou". En effet, avant 10 -32 secondes où l'on s'attend à ce que les effets de la mécanique quantique dominent, il n'y a pas de théorie définitive reliant à la fois la relativité générale et la mécanique quantique. Il existe un efficace quantification de la gravité, mais la théorie n'a pas abouti à un modèle solide.

Ainsi extrapolant avec un modèle mathématique - dérivé d'équations tout à fait classiques - à la région où "l'origine" de l'univers était où nous connaître une solution de mécanique quantique est nécessaire, n'est pas garantie.

Prenons l'exemple du potentiel autour d'une charge ponctuelle. Le potentiel électrodynamique classique vaut $frac<1>$ , ce qui signifie qu'à $r=0$ le potentiel est infini. Nous savons cependant qu'à des distances inférieures à celles d'un Fermi, les effets de la mécanique quantique prennent le dessus : même si l'électron est une charge ponctuelle, il n'existe pas d'infini. De même, on s'attend à ce qu'un modèle de gravité quantifié définitif unifié avec l'autre modèle de forces évite les infinis, justifiant le flou à l'origine montré dans l'image du BB.

En conclusion, dans la solution classique de la mécanique relativiste du Big Bang, il y avait une "singularité du point de départ" qui, à mesure que l'univers s'étendait à partir de l'explosion à quatre dimensions, est l'ancêtre dans la chronologie de chaque point de notre univers actuel. . L'analogie de la surface d'un ballon est utile : les points de la surface bidimensionnelle peuvent être extrapolés à un « point » d'origine lorsque l'expansion de soufflage commence, mais tous les points étaient là au début.

La nécessité d'une solution de mécanique quantique pour des distances inférieures à 10^-32 exigée par l'extrême homogénéité du rayonnement de fond cosmique micro-onde confirme que des effets de mécanique quantique sont nécessaires pour le début, ce qui rendra le début flou. Les physiciens travaillent toujours sur la quantification de la gravité pour l'extrapoler à Que s'est-il vraiment passé".

Addendum par Gerold Broser

Il y a deux autres illustrations :

  • Institut Kavli d'astrophysique et de cosmologie des particules (KIPAC) : Inflation, Université de Stanford, 31 juillet 2012

Modifier puisqu'une question a été créée en double de ce qui précède :

Les singularités des trous noirs proviennent des solutions de la relativité générale, et décrivent en général de très grandes masses qui déforment l'espace-temps, et ont un horizon, après quoi rien ne sort et tout finit sur la singularité, les détails dépendant de la métrique utilisée. Vous voyez ci-dessus dans l'image de l'histoire de l'univers que la description de la phrase précédente ne correspond pas à l'univers. Les galaxies et les amas de galaxies s'éloignent les uns des autres, ce qui a conduit au modèle du Big Bang, et en plus, l'expansion s'accélère comme on le voit sur l'image.


Comment fonctionne la théorie du Big Bang

Hubble a théorisé que l'univers s'étend avec le temps. Cela signifiait qu'il y a des milliards d'années, l'univers aurait été beaucoup plus petit et plus dense. Si vous remontez assez loin, l'univers s'effondrerait dans une zone de densité infinie, contenant toute la matière, l'énergie, l'espace et le temps de l'univers. D'une certaine manière, la théorie du big bang est le résultat d'une ingénierie à rebours.

Certaines personnes ont eu un réel problème avec cette théorie. Parmi eux se trouvait le célèbre physicien Albert Einstein. Einstein a souscrit à la croyance que l'univers était statique. Un univers statique ne change pas. Cela a toujours été et sera toujours le même. Einstein espérait que sa théorie de la relativité générale lui donnerait une compréhension plus profonde de la structure de l'univers.

À la fin de sa théorie, Einstein a été surpris de découvrir que selon ses calculs, l'univers devrait être en expansion ou en contraction. Comme cela était en conflit avec sa croyance que l'univers était statique, il a cherché une explication possible. Il a proposé un constante cosmologique -- un nombre qui, une fois inclus dans sa théorie générale de la relativité, expliquait la nécessité apparente pour l'univers de s'étendre ou de se contracter.

Confronté aux découvertes de Hubble, Einstein a admis qu'il s'était trompé. L'univers semblait être en expansion, et la propre théorie d'Einstein appuyait la conclusion. La théorie et les observations ont donné lieu à quelques prédictions, dont beaucoup ont été observées depuis.

L'une de ces prédictions est que l'univers est à la fois homogène et isotrope. Essentiellement, cela signifie que l'univers a la même apparence quelle que soit la perspective de l'observateur. À un niveau localisé, cette prédiction semble fausse. Après tout, toutes les étoiles n'ont pas un système solaire de planètes comme le nôtre. Toutes les galaxies ne se ressemblent pas. Mais à un niveau macroscopique qui s'étend sur des millions d'années-lumière, la répartition de la matière dans l'univers est statistiquement homogène. Cela signifie que même si vous étiez à travers l'univers, vos observations de la structure de l'univers ressembleraient à celles ici sur Terre.

Une autre prédiction était que l'univers aurait été extrêmement chaud pendant les premiers stades du big bang. Le rayonnement de cette période aurait été phénoménalement important, et il devrait y avoir des preuves de ce rayonnement restant. Puisque l'univers doit être homogène et isotrope, les preuves doivent être uniformément réparties dans tout l'univers. Les scientifiques ont découvert des preuves de ce rayonnement dès les années 1940, bien qu'à l'époque ils ne savaient pas ce qu'ils avaient trouvé. Ce n'est que dans les années 1960 que deux équipes distinctes de scientifiques ont découvert ce que nous appelons aujourd'hui le rayonnement de fond cosmique micro-ondes (CMB). Le CMB est le vestige de l'énergie intense émise par la boule de feu primordiale dans le big bang. Il faisait autrefois très chaud, mais il a maintenant refroidi à 2,725 degrés Kelvin (-270,4 degrés Celsius ou -454,8 degrés Fahrenheit).

Ces observations ont contribué à consolider la théorie du big bang en tant que modèle prédominant pour l'évolution de l'univers.

Nous vous montrerons ensuite ce que les scientifiques pensent qu'il s'est passé pendant le big bang.

Les scientifiques utilisent les observations de Hubble pour estimer l'âge de l'univers. Les estimations actuelles basées sur la constante de Hubble sont à 13,7 milliards d'années, à plus ou moins 200 millions d'années. D'autres méthodes d'estimation de l'âge dépendent de la détermination de l'âge des étoiles et des éléments. Ces méthodes nous donnent une gamme qui culmine à environ 15 milliards d'années.


Le Big Bang n'était pas une explosion. Visualisez-le ainsi.

Michelle Thaller de la NASA explique pourquoi le terme « Big Bang » est trompeur et comment imaginer au mieux la forme de l'univers.

Le Dr Michelle Thaller est une astronome qui étudie les étoiles binaires et les cycles de vie des étoiles. Elle est directrice adjointe de la communication scientifique à la NASA. Elle est allée à l'université de Harvard, a obtenu une bourse de recherche postdoctorale au California Institute of Technology (Caltech) à Pasadena, en Californie, puis a commencé à travailler pour le télescope spatial Spitzer du Jet Propulsion Laboratory (JPL). Après une mission extrêmement réussie, elle a rejoint le Goddard Space Flight Center (GSFC) de la NASA, dans la région de Washington DC. Pendant ses heures creuses, elle met souvent environ 30 livres de vêtements élisabéthains et exécute des danses complexes de la Renaissance. Pour plus d'informations, visitez NASA.

MICHELLE THALLER : Elissa, vous avez posé l'une des meilleures questions de toute l'astronomie : le Big Bang a été le début de notre univers, alors où était le lieu ? Où le Big Bang s'est-il réellement produit ? Et ce que j'aime vraiment dans cette question, c'est qu'elle me donne l'occasion de parler de certaines des perceptions erronées que nous avons sur le Big Bang. Et quand j'entends le terme 'Big Bang' cela implique une explosion. Et nous savons tous comment fonctionnent les explosions d'après notre expérience : les choses s'envolent en fait d'un centre commun. Et l'une des choses est que les scientifiques n'aiment vraiment pas du tout décrire le Big Bang comme une explosion, cela vous met tout de suite dans la mauvaise direction parce que vous pouvez imaginer qu'il y a des galaxies qui s'éloignent toutes les unes des autres, loin d'un centre commun et s'envoler dans un espace vide. Et l'univers que nous observons n'est absolument rien de tel. Par exemple, tout le volume de l'univers que nous pouvons voir avec le télescope spatial Hubble - nous pouvons voir à une distance de près de 13 milliards d'années-lumière - tout ce volume est rempli de galaxies. Il n'y a pas de centre vide dans l'univers. Et l'autre chose que nous n'observons pas et nous sommes à peu près sûrs que personne d'autre ne le pourrait jamais non plus, c'est d'être au bord de cela, d'être sur une galaxie juste au bord de l'expansion et de voir toutes les galaxies dans une direction parce que vous regardez à l'intérieur et rien d'autre qu'un espace vide à l'extérieur. L'espace ne ressemble jamais à ça. Tout autour de nous, nous voyons des galaxies dont l'univers en est rempli.

Alors que se passe-t-il vraiment ici ? Et cela va vraiment au cœur de ce qu'était le Big Bang. Le Big Bang n'était pas une explosion de matière, c'était une expansion de l'espace lui-même. Cela signifie donc simplement que n'importe quelle quantité d'espace dans l'univers est en expansion et que tout s'éloigne de tout le reste. Je sais que c'est très difficile à visualiser. Certaines personnes parlent de faire exploser un ballon et cela peut toujours, pour moi, vous mettre dans la mauvaise direction parce qu'elles disent 'Ah-ha ! Un ballon a un centre vide, tout s'en écarte. Ce qu'ils ne vous ont pas dit, c'est que vous devez faire attention uniquement à la surface du ballon. Imaginez qu'il n'y a rien de tel que l'intérieur ou l'extérieur du ballon, juste la surface bidimensionnelle du caoutchouc. Au fur et à mesure que vous soufflez dedans, cela s'étend dans toutes les directions. Si vous dessiniez de petits points sur la surface du ballon, chaque petit point commencerait à s'éloigner de chaque autre petit point. Mais si vous étiez une créature bidimensionnelle qui ne pouvait voyager qu'à la surface du ballon, vous ne pourriez qu'éclairer une lumière, vous ne pourriez même pas savoir ce qui se passe ou ce qui se passe, si vous étiez complètement bidimensionnel, vous verrait chaque point s'étendre à partir de chaque autre point, mais il n'y aurait pas de centre vide.

La question est donc, dans notre univers tridimensionnel, avons-nous besoin d'une autre dimension pour nous développer si tel est le cas ? Et la réponse, honnêtement, est qu'aucun espace lui-même ne peut simplement s'agrandir. Nous ne connaissons pas l'étendue de l'univers entier. Si vous voulez penser à l'univers, au lieu de la surface d'un ballon, comme une grande feuille de caoutchouc, vous pouvez simplement continuer à étirer cette feuille de caoutchouc, l'étirer, tout s'éloigne de plus en plus les uns des autres mais il n'y a pas de vide centre - il y a encore du caoutchouc partout où vous allez et ce caoutchouc ne fait que grossir. Maintenant, nous sommes presque sûrs qu'il n'y a pas d'avantage dans l'univers. L'univers est-il infini ? Honnêtement, nous ne savons pas. Peut-être que l'univers a une forme plus grande dont nous ne sommes pas conscients. Mais ce qu'il faut vraiment retenir, c'est qu'il n'y a pas de centre vide. Le Big Bang s'est produit à chaque point de l'espace, tout l'espace a commencé à s'étendre en même temps. Et cela signifie que nous regardons dans l'univers lointain et que nous voyons à peu près toutes les galaxies s'éloigner de nous et si vous pointez n'importe quelle galaxie que vous voulez dans le ciel et que vous vous y mettez, vous verriez tout s'étendre loin de vous parce que l'espace lui-même est en expansion, il n'y a pas de centre vide dans l'univers.


Les scientifiques disent : Big Bang

Cette image montre comment l'univers a pu se former, à partir d'un petit point dense à gauche, à travers des "fluctuations quantiques", puis jusqu'au Big Bang. Cette période d'inflation rapide a laissé derrière elle le motif lumineux que les scientifiques voient aujourd'hui - appelé rayonnement de fond cosmique. Après une période appelée « âge des ténèbres », la matière s'est condensée et refroidie, et des étoiles et des planètes ont commencé à se former.

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Big Bang (nom, "Big Bang")

Cette théorie explique comment notre univers a commencé. Il y a environ 14 milliards d'années, toute la matière qui compose l'univers a été écrasée dans un espace incroyablement petit. Parce que la question était si condensée, elle n'était sous aucune forme que nous reconnaîtrions aujourd'hui. Pas d'atomes, ni même de particules. Soudain, cependant, cette affaire a connu une inflation rapide – une explosion, en quelque sorte. C'est le Big Bang. Le résultat était une masse de matière très chaude, comprenant des particules légères et chargées telles que des protons et des électrons. La matière s'est refroidie lentement sur des milliards d'années. En refroidissant, il a formé des éléments tels que l'hydrogène. La matière a également commencé à se regrouper en étoiles et en planètes. Dans le même temps, l'univers a continué à se refroidir et à s'étendre. En fait, l'univers se refroidit et s'étend encore aujourd'hui.

Personne, bien sûr, n'était là au moment du Big Bang. Et donc les scientifiques sont toujours à la recherche de plus de preuves que le Big Bang s'est réellement produit. Par exemple, l'énorme explosion du Big Bang aurait dû envoyer des ondulations dans l'espace et le temps – des ondes gravitationnelles. À l'aide de faisceaux laser voyageant dans des tubes extrêmement longs, les scientifiques ont déjà détecté des ondes gravitationnelles provenant de deux trous noirs entrant en collision. En 2014, les scientifiques pensaient avoir détecté des ondes gravitationnelles du Big Bang lui-même. Malheureusement, ils avaient tort. Mais ne vous inquiétez pas, ils cherchent toujours.

Dans une phrase

La meilleure preuve du Big Bang réside dans les restes de la lumière - appelée rayonnement de fond cosmique - libéré par l'explosion d'origine.

Mots de pouvoir

Big Bang L'expansion rapide de la matière dense qui, selon la théorie actuelle, a marqué l'origine de l'univers. Il est soutenu par la compréhension actuelle de la physique de la composition et de la structure de l'univers.

trou noir Une région de l'espace ayant un champ gravitationnel si intense qu'aucune matière ou rayonnement (y compris la lumière) ne peut s'échapper.

condenser Pour devenir plus épais et plus dense. Cela peut se produire, par exemple, lorsque l'humidité s'évapore d'un liquide. Condenser peut également signifier passer d'un gaz ou d'une vapeur à un liquide. Cela pourrait se produire, par exemple, lorsque les molécules d'eau dans l'air se réunissent pour devenir des gouttelettes d'eau.

cosmique Un adjectif qui fait référence au cosmos - l'univers et tout ce qu'il contient.

densité La mesure de la condensation d'un objet, obtenue en divisant sa masse par son volume.

électron Une particule chargée négativement, généralement trouvée en orbite autour des régions externes d'un atome également, le porteur d'électricité dans les solides.

élément Un bloc de construction d'une plus grande structure. (en chimie) Chacune de plus d'une centaine de substances dont la plus petite unité de chacune est un seul atome. Les exemples incluent l'hydrogène, l'oxygène, le carbone, le lithium et l'uranium.

hydrogène L'élément le plus léger de l'univers. En tant que gaz, il est incolore, inodore et hautement inflammable. Il fait partie intégrante de nombreux carburants, graisses et produits chimiques qui composent les tissus vivants. Il est composé d'un seul proton (qui lui sert de noyau) en orbite autour d'un seul électron.

matière Quelque chose qui occupe de l'espace et a une masse. Tout ce qui contient de la matière sur Terre aura une propriété qualifiée de « poids ».

particule Une quantité infime de quelque chose.

planète Un objet céleste qui orbite autour d'une étoile est suffisamment gros pour que la gravité l'ait écrasé en une boule arrondie et ait dégagé d'autres objets dans son voisinage orbital. Pour accomplir le troisième exploit, l'objet doit être assez grand pour avoir attiré des objets voisins dans la planète elle-même ou pour les avoir jetés autour de la planète et dans l'espace. Les astronomes de l'Union astronomique internationale (UAI) ont créé cette définition scientifique en trois parties d'une planète en août 2006 pour déterminer le statut de Pluton. Sur la base de cette définition, l'AIU a décidé que Pluton n'était pas admissible. Le système solaire comprend désormais huit planètes : Mercure, Vénus, Terre, Mars, Jupiter, Saturne, Uranus et Neptune.

proton Particule subatomique qui est l'un des éléments de base des atomes qui composent la matière. Les protons appartiennent à la famille des particules appelées hadrons.

radiation (en physique) L'une des trois principales façons dont l'énergie est transférée. (Les deux autres sont la conduction et la convection.) En rayonnement, les ondes électromagnétiques transportent l'énergie d'un endroit à un autre. Contrairement à la conduction et à la convection, qui nécessitent un matériau pour aider à transférer l'énergie, le rayonnement peut transférer de l'énergie à travers l'espace vide.

reste Quelque chose qui reste - d'un autre morceau de quelque chose, d'un autre temps ou même de certaines caractéristiques d'une espèce antérieure.

Star Le bloc de construction de base à partir duquel les galaxies sont faites. Les étoiles se développent lorsque la gravité compacte des nuages ​​de gaz. Lorsqu'elles deviennent suffisamment denses pour entretenir des réactions de fusion nucléaire, les étoiles émettent de la lumière et parfois d'autres formes de rayonnement électromagnétique. Le soleil est notre étoile la plus proche.

théorie (en sciences) Une description d'un aspect du monde naturel basée sur des observations approfondies, des tests et la raison. Une théorie peut également être un moyen d'organiser un vaste corpus de connaissances qui s'applique dans un large éventail de circonstances pour expliquer ce qui va se passer. Contrairement à la définition commune de la théorie, une théorie en science n'est pas seulement une intuition. Les idées ou les conclusions qui sont basées sur une théorie - et pas encore sur des données ou des observations fermes - sont qualifiées de théoriques. Les scientifiques qui utilisent les mathématiques et/ou les données existantes pour projeter ce qui pourrait arriver dans de nouvelles situations sont appelés théoriciens.

univers Le cosmos entier : Toutes les choses qui existent dans l'espace et le temps. Il s'est étendu depuis sa formation lors d'un événement connu sous le nom de Big Bang, il y a quelque 13,8 milliards d'années (plus ou moins quelques centaines de millions d'années).

vague Une perturbation ou une variation qui se déplace à travers l'espace et la matière de manière régulière et oscillante.

À propos de Bethany Brookshire

Bethany Brookshire était une rédactrice de longue date à Actualités scientifiques pour les étudiants. Elle a un doctorat. en physiologie et pharmacologie et aime écrire sur les neurosciences, la biologie, le climat et plus encore. Elle pense que les Porgs sont une espèce envahissante.

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21 juin

Le Royaume-Uni décidera d'un programme de vaccination de rappel à la suite des résultats d'essais testant différentes combinaisons de vaccins

Les plans d'un programme de rappel du vaccin contre le covid-19 seront annoncés dans les semaines à venir, a déclaré le ministre britannique de la Santé Matt Hancock. Le 21 juin, Hancock a déclaré à BBC Breakfast que les ministres attendaient les résultats d'essais testant les effets de différentes combinaisons de vaccins contre le covid-19. « Au cours des prochaines semaines, lorsque nous aurons obtenu les données cliniques sur la combinaison la plus efficace [de vaccins contre le covid-19] à avoir [. ] Ensuite, nous définirons tous les détails du programme de rappel pour l'automne », a déclaré Hancock. S'adressant aux journalistes le même jour, le Premier ministre britannique Boris Johnson a déclaré que le NHS pourrait faire face à de "grandes pressions" en hiver avec la saison de la grippe et qu'il est peu probable que les restrictions en Angleterre soient levées avant le 19 juillet.

Plus de quatre adultes sur cinq au Royaume-Uni ont reçu une première dose d'un vaccin contre le covid-19 au 21 juin, et 59,5% ont reçu deux doses de vaccin. L'Organisation mondiale de la santé (OMS) a précédemment conseillé aux pays riches, comme le Royaume-Uni, de faire don de doses de vaccin covid-19 de rechange aux pays les plus pauvres avant de s'arranger pour donner des troisièmes doses aux personnes entièrement vaccinées. « Recharges et autres choses supplémentaires et une protection supplémentaire pour les personnes dans les pays riches [. ] devrait venir un peu plus tard », a déclaré à la BBC en mai David Nabarro, envoyé spécial de l'OMS pour le covid-19.

En Afrique du Sud, où seulement 1,8% des adultes sont complètement vaccinés et où les cas augmentent, le président du pays, Cyril Ramaphosa, a critiqué le refus des sociétés pharmaceutiques et des gouvernements de soutenir la levée d'urgence des brevets sur les vaccins contre le covid-19. "C'est égoïste, c'est injuste, c'est totalement injuste", a déclaré Ramaphosa lors de la séance d'ouverture du Forum économique du Qatar le 21 juin. « Nous sommes confrontés à une urgence qui affecte le monde entier. »

Autres nouvelles du coronavirus

L'Agence britannique de réglementation des médicaments et des produits de santé (MHRA) a déclaré que les preuves actuelles ne suggèrent pas un risque accru de troubles menstruels ou de saignements vaginaux inattendus après la vaccination contre le covid-19. le Horaires du dimanche a rapporté que la MHRA avait reçu 3598 rapports de problèmes de règles suite à la vaccination contre le covid-19 au Royaume-Uni au 17 mai. « Pour l'anecdote, certaines femmes semblent signaler des règles plus abondantes après avoir reçu le vaccin COVID-19 et nous soutiendrions une plus grande collecte de données dans ce domaine pour comprendre pourquoi cela pourrait être le cas », a déclaré Sue Ward, vice-présidente du Royal College of Obstetricians and Les gynécologues, dans un communiqué.

Les pénuries de vaccin Pfizer/BioNTech covid-19 en Australie devraient ralentir le déploiement du pays jusqu'en juin et juillet.Le retard est en partie dû aux conseils de santé récemment mis à jour en Australie, ce qui signifie que le vaccin contre le covid-19 Oxford/AstraZeneca n'est plus recommandé pour les personnes de 59 ans et moins.

Le Myanmar a signalé sa plus forte augmentation quotidienne de cas de coronavirus depuis un coup d'État en février, au cours duquel l'armée a pris le pouvoir, arrêtant la dirigeante élue Aung San Suu Kyi. Le 21 juin, les médias d'État ont signalé que 546 nouveaux cas avaient été enregistrés le 19 juin, ce qui serait la plus forte augmentation quotidienne depuis le 1er février.

Le nombre de morts dans le monde lié au covid-19 a dépassé les 3,86 millions. Le nombre de cas confirmés est de plus de 178,5 millions, selon l'Université Johns Hopkins, bien que le nombre réel de cas soit beaucoup plus élevé. Selon Our World In Data, plus de 1,7 milliard de personnes dans le monde ont reçu au moins une dose d'un vaccin contre le covid-19.

Monty Rakusen/Getty Images/Cultura RF


Contenu

Le « déterminisme » peut généralement faire référence à l'un des points de vue suivants.

Déterminisme causal Modifier

Déterminisme causal, parfois synonyme de déterminisme historique (une sorte de dépendance au chemin), est « l'idée que chaque événement est rendu nécessaire par des événements et des conditions antérieurs ainsi que par les lois de la nature ». [4] Cependant, il s'agit d'un terme suffisamment large pour considérer que : [5]

. ses délibérations, ses choix et ses actions seront souvent des maillons nécessaires dans la chaîne causale qui amène quelque chose. En d'autres termes, même si nos délibérations, nos choix et nos actions sont eux-mêmes déterminés comme tout le reste, il n'en reste pas moins que, selon le déterminisme causal, l'occurrence ou l'existence d'autres choses encore dépend de notre délibération, de notre choix et de notre action certaine manière.

Le déterminisme causal propose qu'il existe une chaîne ininterrompue d'occurrences antérieures remontant à l'origine de l'univers. La relation entre les événements peut ne pas être précisée, ni l'origine de cet univers. Les déterministes causals croient qu'il n'y a rien dans l'univers qui soit sans cause ou auto-causé. Le déterminisme causal a également été considéré plus généralement comme l'idée que tout ce qui se passe ou existe est causé par des conditions antécédentes. [6] Dans le cas du déterminisme nomologique, ces conditions sont également considérées comme des événements, ce qui implique que le futur est complètement déterminé par les événements précédents - une combinaison d'états antérieurs de l'univers et des lois de la nature. [4] Pourtant, ils peuvent aussi être considérés comme d'origine métaphysique (comme dans le cas du déterminisme théologique). [5]

Déterminisme nomologique Modifier

Déterminisme nomologique, généralement synonyme de déterminisme physique (son contraire étant l'indéterminisme physique), la forme la plus courante de déterminisme causal, est la notion que le passé et le présent dictent l'avenir entièrement et nécessairement par des lois naturelles rigides, que chaque occurrence résulte inévitablement d'événements antérieurs. Le déterminisme nomologique est parfois illustré par l'expérience de pensée du démon de Laplace. [7] Le déterminisme nomologique est parfois appelé déterminisme scientifique, bien que ce soit un abus de langage.

Nécessitarisme Modifier

Le nécessitarisme est étroitement lié au déterminisme causal décrit ci-dessus. C'est un principe métaphysique qui nie toute simple possibilité qu'il y ait exactement une façon pour le monde d'être. Leucippe a affirmé qu'il n'y avait pas d'événements sans cause et que tout se produit pour une raison et par nécessité. [8]

Prédéterminisme Modifier

Le prédéterminisme est l'idée que tous les événements sont déterminés à l'avance. [9] [10] Le concept est souvent argumenté en invoquant le déterminisme causal, ce qui implique qu'il existe une chaîne ininterrompue d'occurrences antérieures qui remontent à l'origine de l'univers. Dans le cas du prédéterminisme, cette chaîne d'événements a été préétablie et les actions humaines ne peuvent interférer avec les résultats de cette chaîne préétablie.

Le prédéterminisme peut être utilisé pour désigner un tel déterminisme causal préétabli, auquel cas il est classé comme un type spécifique de déterminisme. [9] [11] Il peut également être utilisé de manière interchangeable avec le déterminisme causal – dans le contexte de sa capacité à déterminer des événements futurs. [9] [12] Malgré cela, le prédéterminisme est souvent considéré comme indépendant du déterminisme causal. [13] [14]

Déterminisme biologique Modifier

Le terme prédéterminisme est aussi fréquemment utilisé dans le contexte de la biologie et de l'hérédité, auquel cas il représente une forme de déterminisme biologique, parfois appelé déterminisme génétique. [15] Le déterminisme biologique est l'idée que chacun des comportements, croyances et désirs humains est fixé par la nature génétique humaine.

Fatalisme Modifier

Le fatalisme se distingue normalement du « déterminisme » [16] en tant que forme de déterminisme téléologique. Le fatalisme est l'idée que tout est destiné à arriver, de sorte que les humains n'ont aucun contrôle sur leur avenir. Le destin a un pouvoir arbitraire et n'a pas besoin de suivre des lois causales ou autrement déterministes. [6] Les types de fatalisme incluent le déterminisme théologique dur et l'idée de prédestination, où il y a un Dieu qui détermine tout ce que les humains feront. Cela peut être accompli soit en connaissant leurs actions à l'avance, via une certaine forme d'omniscience [17], soit en décrétant leurs actions à l'avance. [18]

Déterminisme théologique Modifier

Le déterminisme théologique est une forme de déterminisme qui soutient que tous les événements qui se produisent sont soit prédestinés (c'est-à-dire prédestinés) à se produire par une divinité monothéiste, soit destinés à se produire compte tenu de son omniscience. Il existe deux formes de déterminisme théologique, appelées fort et faible déterminisme théologique. [19]

Le déterminisme théologique fort est basé sur le concept d'une divinité créatrice dictant tous les événements de l'histoire : « tout ce qui arrive a été prédestiné à arriver par une divinité omnisciente et omnipotente ». [20]

Le déterminisme théologique faible est basé sur le concept de prescience divine - "parce que l'omniscience de Dieu est parfaite, ce que Dieu sait du futur arrivera inévitablement, ce qui signifie, par conséquent, que le futur est déjà fixé". [21] Il existe cependant de légères variations sur cette catégorisation. Certains prétendent soit que le déterminisme théologique exige la prédestination de tous les événements et résultats par la divinité, c'est-à-dire qu'ils ne classent pas la version la plus faible comme déterminisme théologique à moins que le libre arbitre libertaire ne soit supposé être nié en conséquence - ou que la version la plus faible ne constitue pas déterminisme théologique du tout. [22]

En ce qui concerne le libre arbitre, « le déterminisme théologique est la thèse selon laquelle Dieu existe et a une connaissance infaillible de toutes les propositions vraies, y compris les propositions concernant nos actions futures », des critères plus minimes conçus pour encapsuler toutes les formes de déterminisme théologique. [23]

Le déterminisme théologique peut également être vu comme une forme de déterminisme causal, dans lequel les conditions antécédentes sont la nature et la volonté de Dieu. [5] Certains ont affirmé qu'Augustin d'Hippone a introduit le déterminisme théologique dans le christianisme en 412 EC, alors que tous les auteurs chrétiens antérieurs ont soutenu le libre arbitre contre le déterminisme stoïcien et gnostique. [24] Cependant, il existe de nombreux passages bibliques qui semblent soutenir l'idée d'une sorte de déterminisme théologique, notamment Psaume 115:3, Actes 2:23 et Lamentations 2:17.

Déterminisme logique Modifier

Déterminisme logique, ou détermination, est la notion que toutes les propositions, qu'elles portent sur le passé, le présent ou le futur, sont vraies ou fausses. Notons que l'on peut soutenir le déterminisme causal sans nécessairement soutenir le déterminisme logique et vice versa (en fonction de sa vision de la nature du temps, mais aussi de l'aléatoire). Le problème du libre arbitre est particulièrement saillant maintenant avec le déterminisme logique : comment les choix peuvent-ils être libres, étant donné que les propositions sur le futur ont déjà une valeur de vérité dans le présent (c'est-à-dire qu'il est déjà déterminé comme vrai ou faux) ? C'est ce qu'on appelle le problème des futurs contingents.

Souvent synonymes de déterminisme logique sont les idées derrière le déterminisme spatio-temporel ou l'éternalisme : la vision de la relativité restreinte. J. J. C. Smart, partisan de ce point de vue, utilise le terme insouciance pour décrire l'existence simultanée du passé, du présent et du futur. En physique, l'« univers bloc » d'Hermann Minkowski et d'Albert Einstein suppose que le temps est une quatrième dimension (comme les trois dimensions spatiales). En d'autres termes, toutes les autres parties du temps sont réelles, comme les pâtés de maisons le long d'une rue, bien que l'ordre dans lequel elles apparaissent dépend du conducteur (voir argument Rietdijk-Putnam).

Déterminisme adéquat Modifier

Le déterminisme adéquat est l'idée, en raison de la décohérence quantique, que l'indétermination quantique peut être ignorée pour la plupart des événements macroscopiques. Les événements quantiques aléatoires « moyennent » dans la limite d'un grand nombre de particules (où les lois de la mécanique quantique se rapprochent asymptotiquement des lois de la mécanique classique). [25] Stephen Hawking explique une idée similaire : il dit que le monde microscopique de la mécanique quantique est un monde de probabilités déterminées. C'est-à-dire que les effets quantiques modifient rarement les prédictions de la mécanique classique, qui sont assez précises (bien que toujours pas parfaitement certaines) à plus grande échelle. [26] Quelque chose d'aussi gros qu'une cellule animale serait alors « déterminé de manière adéquate » (même à la lumière de l'indétermination quantique).

Plusieurs mondes Modifier

L'interprétation des mondes multiples accepte les ensembles causals linéaires d'événements séquentiels avec une cohérence adéquate, mais suggère également une bifurcation constante de chaînes causales créant des « univers multiples » pour tenir compte des résultats multiples d'événements uniques. [27] Ce qui signifie que l'ensemble causal d'événements menant au présent sont tous valides mais apparaissent comme un flux temporel linéaire singulier dans un champ de probabilité conique invisible beaucoup plus large d'autres résultats qui "se séparent" de la chronologie observée localement. Dans ce modèle, les ensembles de causalité sont toujours « cohérents » mais ne sont pas exclusifs aux résultats itérés singuliers.

Le côté interprétation franchit le problème exclusif de la chaîne causale rétrospective de « n'aurait pas pu faire autrement » en suggérant que « l'autre résultat existe » dans un ensemble de flux de temps d'univers parallèles qui se séparent lorsque l'action s'est produite. Cette théorie est parfois décrite avec l'exemple des choix basés sur les agents, mais des modèles plus impliqués soutiennent que la division causale récursive se produit avec toutes les fonctions d'onde des particules en jeu. [28] Ce modèle est très contesté avec de multiples objections de la communauté scientifique.

Variétés philosophiques Modifier

Déterminisme dans la controverse sur la nature/la culture Modifier

Bien que certaines des formes de déterminisme ci-dessus concernent les comportements humains et la cognition, d'autres se présentent comme une réponse au débat sur la nature et l'éducation. Ils suggéreront qu'un facteur déterminera entièrement le comportement. À mesure que la compréhension scientifique s'est développée, cependant, les versions les plus fortes de ces théories ont été largement rejetées comme une erreur à cause unique. [29] En d'autres termes, les théories déterministes modernes tentent d'expliquer comment l'interaction de la nature et l'éducation est tout à fait prévisible. Le concept d'héritabilité a été utile pour faire cette distinction.

    , appelé quelques fois déterminisme génétique, est l'idée que chacun des comportements, croyances et désirs humains est fixé par la nature génétique humaine. implique l'idée que tout comportement peut être attribué à des causes spécifiques, qu'elles soient environnementales ou réflexives. John B. Watson et B. F. Skinner ont développé ce déterminisme centré sur la culture. , avec le déterminisme social, est la théorie centrée sur l'éducation selon laquelle la culture dans laquelle nous sommes élevés détermine qui nous sommes. , aussi connu sous le nom climatique ou alors déterminisme géographique, propose que l'environnement physique, plutôt que les conditions sociales, détermine la culture. Les partisans du déterminisme environnemental souvent [quantifier] soutiennent également le déterminisme comportemental. Parmi les principaux partisans de cette notion figurent Ellen Churchill Semple, Ellsworth Huntington, Thomas Griffith Taylor et peut-être Jared Diamond, bien que son statut de déterministe environnemental soit débattu. [30]

Déterminisme et prédiction Modifier

D'autres théories « déterministes » ne cherchent en fait qu'à souligner l'importance d'un facteur particulier dans la prédiction de l'avenir. Ces théories utilisent souvent le facteur comme une sorte de guide ou de contrainte sur l'avenir. Ils n'ont pas besoin de supposer que la connaissance complète de ce facteur nous permettrait de faire des prédictions parfaites.

    peut signifier que les humains doivent agir selon la raison, mais cela peut aussi être synonyme d'une sorte d'égoïsme psychologique. Ce dernier est le point de vue que les humains agiront toujours en fonction de leur meilleur intérêt perçu. prétend que notre langue détermine (au moins limite) les choses que nous pouvons penser et dire et donc savoir. L'hypothèse Sapir-Whorf soutient que les individus font l'expérience du monde en fonction des structures grammaticales qu'ils utilisent habituellement. attribue la primauté à la structure économique sur la politique dans le développement de l'histoire humaine. Elle est associée au matérialisme dialectique de Karl Marx. est une théorie réductionniste qui présume que la technologie d'une société entraîne le développement de sa structure sociale et de ses valeurs culturelles.

La philosophie a exploré le concept de déterminisme pendant des milliers d'années, qui dérive du principe de causalité. Mais les philosophes, souvent, ne font pas clairement la distinction entre la nature cosmique, la nature humaine et la réalité historique. Les anthropologues définissent la réalité historique comme synonyme de culture. La réalité du déterminisme, en tant qu'élément incontrôlable pour l'être humain, se déploie dans la classification de divers types de société, après le dépassement de la « société de la nature », identifiable au dépassement de la société sans structure (et donc cohérente avec la nature de l'espèce animale, dotée d'une socialité minimale et d'un traitement psychique minimal). Au contraire, les sociétés structurées reposent sur des mécanismes culturels, c'est-à-dire sur des mécanismes autres que les pulsions naturelles, pulsions communes à tous les animaux sociaux. Déjà pour certaines espèces animales, avec moins de capacité intellectuelle que l'homo sapiens, on peut noter des éléments de structures, c'est-à-dire des éléments des sociétés des hordes, ou des sociétés tribales ou celles à stratifications sociales stables. Ces éléments structurels, dans la mesure où ils sont artificiels, ou étrangers à la nature de l'espèce spécifique dans laquelle ils émergent, constituent des facteurs de détermination extérieure, c'est-à-dire de bouleversement, sur les pulsions, les désirs, les besoins et les finalités des individus de cette espèce particulière.

Les êtres humains contemporains sont généralement insérés dans une réalité sociale dotée de structures, de type organique-stratifié, fondées sur le concept et l'essence de l'État, et donc définissables comme réalité structurelle statutaire, souffrent de cette réalité structurelle, une influence décisive, qui est de nature à déterminer, presque entièrement, leur caractère, leur pensée et leur comportement. De cette influence décisive, les êtres humains sont très peu ou pas du tout conscients, et ne peuvent réaliser une telle conscience que par des études philosophiques approfondies et des réflexions individuelles. Individuellement, ils ne peuvent, au moins partiellement, s'abstraire de cette influence décisive, que s'ils s'auto-marginalisent de la réalité de ces mêmes structures, dans la manifestation spécifique que cette dernière hypothèse, dans l'ère historique où un individu spécifique se trouve lui-même vivant. Cette marginalisation n'implique pas nécessairement l'isolement social, qui le pousse à se réfugier dans l'asocialité, mais à renoncer à s'impliquer activement dans la logique du moment historique spécifique dans lequel l'individu se trouve à vivre et donc, plus encore, à s'abstraire de la hiérarchie. logique, fondée sur le principe d'autorité, caractéristique de la réalité structurelle, historiquement déterminée et, à son tour, décisive, sur les individus et les peuples. [31]

Avec le libre arbitre Modifier

Les philosophes ont débattu à la fois de la vérité du déterminisme et de la vérité du libre arbitre. Cela crée les quatre positions possibles dans la figure. Le compatibilisme fait référence à l'idée que le libre arbitre est, dans un certain sens, compatible avec le déterminisme. Les trois positions incompatibilités, en revanche, nient cette possibilité. Les incompatibilités dures soutiennent que le libre arbitre est incompatible à la fois avec le déterminisme et l'indéterminisme, les libertariens que le déterminisme ne détient pas, et le libre arbitre pourrait exister, et les déterministes durs que le déterminisme détient et le libre arbitre n'existe pas.

Le philosophe néerlandais Baruch Spinoza était un penseur déterministe et soutenait que la liberté humaine peut être atteinte grâce à la connaissance des causes qui déterminent notre désir et nos affections. Il définissait la servitude humaine comme l'état de servitude de l'homme conscient de ses propres désirs, mais ignorant les causes qui le déterminaient. D'autre part, l'homme libre ou vertueux devient capable, par la raison et la connaissance, d'être véritablement libre, alors même qu'il est « déterminé ». Pour le philosophe hollandais, agir à partir de notre propre nécessité interne est une véritable liberté, tandis qu'être guidé par des déterminations extérieures s'apparente à de la servitude. Les réflexions de Spinoza sur la servitude humaine et la liberté sont respectivement détaillées dans les quatrième [32] et cinquième [33] volumes de son ouvrage Éthique.

L'argument standard contre le libre arbitre, selon le philosophe J. J. C. Smart, se concentre sur les implications du déterminisme pour le « libre arbitre ». [34] Cependant, il suggère que le libre arbitre est nié, que le déterminisme soit vrai ou non. D'une part, si le déterminisme est vrai, toutes nos actions sont prédites et nous sommes supposés ne pas être libres d'autre part, si le déterminisme est faux, nos actions sont présumées aléatoires et à ce titre nous ne semblons pas libres car nous avions aucune part dans le contrôle de ce qui s'est passé.

Avec l'âme Modifier

Certains déterministes soutiennent que le matérialisme ne présente pas une compréhension complète de l'univers, car bien qu'il puisse décrire des interactions déterminées entre les choses matérielles, il ignore les esprits ou les âmes des êtres conscients.

Plusieurs postes peuvent être délimités :

  • Les âmes immatérielles sont tout ce qui existe (idéalisme).
  • Les âmes immatérielles existent et exercent une influence causale non déterministe sur les corps (libre arbitre traditionnel, dualisme interactionniste). [35][36]
  • Les âmes immatérielles existent, mais s'inscrivent dans un cadre déterministe.
  • Les âmes immatérielles existent, mais n'exercent aucune influence causale, libre ou déterminée (épiphénoménisme, occasionnalisme)
  • Les âmes immatérielles n'existent pas - il n'y a pas de dichotomie corps-esprit, et il y a une explication matérialiste pour les intuitions contraires.

Avec éthique et moralité Modifier

Un autre sujet de débat est l'implication que le déterminisme a sur la moralité. Le déterminisme dur (croyance au déterminisme et non au libre arbitre) est particulièrement critiqué pour sembler rendre impossible les jugements moraux traditionnels. Certains philosophes trouvent cette conclusion acceptable.

Le philosophe et incompatibilité Peter van Inwagen introduit cette thèse, en argumentant que le libre arbitre est requis pour les jugements moraux, en tant que tel : [37]

  1. Le jugement moral qui X n'aurait pas dû être fait implique que quelque chose d'autre aurait dû être fait à la place
  2. Que quelque chose d'autre aurait dû être fait à la place implique qu'il y avait autre chose à faire
  3. Qu'il y avait autre chose à faire implique que quelque chose d'autre aurait pu être fait
  4. Que quelque chose d'autre aurait pu être fait implique qu'il existe un libre arbitre
  5. S'il n'y a pas de libre arbitre pour avoir fait autre chose que X nous ne pouvons pas porter le jugement moral qui X n'aurait pas dû être fait.

Cependant, un compatibiliste pourrait avoir un problème avec le processus d'Inwagen, car on ne peut pas changer le passé car leurs arguments se concentrent. Un compatibiliste qui se concentre sur des plans pour l'avenir pourrait postuler :

  • Le jugement moral qui X n'aurait pas dû être fait implique que quelque chose d'autre aurait pu être fait à la place
  • Que quelque chose d'autre puisse être fait à la place implique qu'il y a autre chose à faire
  • Qu'il y ait autre chose à faire implique que quelque chose d'autre peut être fait
  • Que quelque chose d'autre puisse être fait implique qu'il existe un libre arbitre pour planifier les recours futurs
  • S'il y a le libre arbitre de faire autre chose que X le jugement moral peut être porté qu'autrement que X devrait être fait, une partie responsable d'avoir fait X tout en sachant que cela n'aurait pas dû être fait devrait être puni pour aider à se rappeler de ne pas faire X à l'avenir.

La Mecque Chiesa note que le déterminisme probabiliste ou sélectionniste de B. F. Skinner comprenait une conception totalement distincte du déterminisme qui n'était pas du tout mécaniste. Le déterminisme mécaniste suppose que chaque événement a une chaîne ininterrompue d'occurrences antérieures, mais pas un modèle sélectionniste ou probabiliste. [38] [39]

Tradition occidentale Modifier

En Occident, certains éléments de déterminisme ont été exprimés en Grèce dès le VIe siècle av. J.-C. par les Présocratiques Héraclite [40] et Leucippe. [41] La première notion à part entière du déterminisme semble provenir des stoïciens, dans le cadre de leur théorie du déterminisme causal universel. [42] Les débats philosophiques qui en ont résulté, qui impliquaient la confluence d'éléments de l'éthique aristotélicienne avec la psychologie stoïcienne, ont conduit aux Ier et IIIe siècles de notre ère dans les travaux d'Alexandre d'Aphrodisias au premier débat occidental enregistré sur le déterminisme et la liberté, [43] une question qui est connue en théologie comme le paradoxe du libre arbitre. Les écrits d'Épictète ainsi que la pensée moyenne platonicienne et chrétienne primitive ont joué un rôle déterminant dans ce développement. [44] Le philosophe juif Moïse Maimonide a dit des implications déterministes d'un dieu omniscient : [45] « Dieu sait-il ou ne sait-il pas qu'un certain individu sera bon ou mauvais ? s'ensuit que [que] l'homme est contraint d'agir comme Dieu savait d'avance qu'il agirait, sinon la connaissance de Dieu serait imparfaite. [46]

Mécanique newtonienne Modifier

Le déterminisme en Occident est souvent associé à la mécanique/physique newtonienne, qui décrit la matière physique de l'univers comme fonctionnant selon un ensemble de lois fixes et connaissables. L'hypothèse de la « boule de billard », un produit de la physique newtonienne, soutient qu'une fois les conditions initiales de l'univers établies, le reste de l'histoire de l'univers suit inévitablement. S'il était réellement possible d'avoir une connaissance complète de la matière physique et de toutes les lois régissant cette matière à un moment donné, alors il serait théoriquement possible de calculer l'heure et le lieu de chaque événement qui se produira jamais (Le démon de Laplace). En ce sens, les particules de base de l'univers fonctionnent de la même manière que les boules qui roulent sur une table de billard, se déplaçant et se heurtant de manière prévisible pour produire des résultats prévisibles.

Qu'elle soit globale ou non, la mécanique newtonienne ne traite que des événements provoqués, par exemple, si un objet commence dans une position connue et est heurté par un objet avec une vitesse connue, alors il sera poussé tout droit vers un autre point prévisible. Si cela va ailleurs, soutiennent les newtoniens, il faut remettre en question ses mesures de la position d'origine de l'objet, la direction exacte de l'objet frappant, les champs gravitationnels ou autres qui ont été ignorés par inadvertance, etc. Ensuite, ils maintiennent, des expériences répétées et l'amélioration de la précision rapprochera toujours les observations des résultats théoriquement prédits. Lorsqu'elle traite des situations à l'échelle humaine ordinaire, la physique newtonienne a connu un tel succès qu'elle n'a pas de concurrence. Mais il échoue de façon spectaculaire lorsque les vitesses deviennent une fraction substantielle de la vitesse de la lumière et lorsque les interactions à l'échelle atomique sont étudiées. Avant la découverte des effets quantiques et d'autres défis pour la physique newtonienne, « l'incertitude » était toujours un terme qui s'appliquait à l'exactitude des connaissances humaines sur les causes et les effets, et non aux causes et aux effets eux-mêmes.

La mécanique newtonienne, ainsi que toutes les théories physiques suivantes, sont le résultat d'observations et d'expériences, et elles décrivent donc « comment tout cela fonctionne » dans une tolérance. Cependant, de vieux scientifiques occidentaux croyaient que s'il y avait des liens logiques entre une cause et un effet observés, il devait aussi y avoir des lois naturelles absolues derrière. La croyance en des lois naturelles parfaites guidant tout, au lieu de simplement décrire ce à quoi nous devrions nous attendre, a conduit à rechercher un ensemble de lois simples universelles qui régissent le monde. Ce mouvement a considérablement encouragé les vues déterministes dans la philosophie occidentale, [47] ainsi que les vues théologiques connexes du panthéisme classique.

Tradition orientale Modifier

L'idée que l'univers entier est un système déterministe a été articulée dans la religion, la philosophie et la littérature orientales et non orientales.

Dans Je Ching et le taoïsme philosophique, le flux et le reflux des conditions favorables et défavorables suggèrent que le chemin de la moindre résistance est sans effort (voir Wu wei).

Dans les écoles philosophiques du sous-continent indien, le concept de karma traite de questions philosophiques similaires au concept occidental de déterminisme. Le karma est compris comme un mécanisme spirituel qui provoque le cycle entier de la renaissance (c'est-à-dire Saṃsāra). Le karma, qu'il soit positif ou négatif, s'accumule en fonction des actions d'un individu tout au long de sa vie, et à sa mort détermine la nature de sa prochaine vie dans le cycle de Saṃsāra. La plupart des grandes religions originaires de l'Inde ont cette croyance dans une certaine mesure, notamment l'hindouisme, le jaïnisme, le sikhisme et le bouddhisme.

Les points de vue sur l'interaction du karma et du libre arbitre sont nombreux et divergent grandement les uns des autres. Par exemple, dans le sikhisme, la grâce de Dieu, acquise par l'adoration, peut effacer ses dettes karmiques, une croyance qui réconcilie le principe du Karma avec un Dieu monothéiste que l'on doit librement choisir d'adorer. [48] ​​Le jaïnisme, d'autre part, croit en une sorte de compatibilisme, dans lequel le cycle de Saṃsara est un processus complètement mécaniste, se déroulant sans aucune intervention divine. Les jaïns ont une vision atomique de la réalité, dans laquelle les particules de karma forment le matériau de construction microscopique fondamental de l'univers, ressemblant à certains égards à la théorie atomique moderne.

Bouddhisme Modifier

La philosophie bouddhiste contient plusieurs concepts que certains érudits décrivent comme déterministes à divers niveaux. Cependant, l'analyse directe de la métaphysique bouddhiste à travers le prisme du déterminisme est difficile, en raison des différences entre les traditions de pensée européennes et bouddhistes.

Un concept qui soutient un déterminisme dur est l'idée d'origine dépendante, qui prétend que tous les phénomènes (dharma) sont nécessairement causées par un autre phénomène, que l'on peut dire dépendant sur, comme les maillons d'une chaîne massive. Dans la philosophie bouddhiste traditionnelle, ce concept est utilisé pour expliquer le fonctionnement du cycle de saṃsāra toutes les actions exercent une force karmique, qui manifestera des résultats dans les vies futures. En d'autres termes, des actions justes ou injustes dans une vie provoqueront nécessairement de bonnes ou de mauvaises réponses dans une autre. [49]

Un autre concept bouddhiste que de nombreux érudits perçoivent comme déterministe est l'idée de non-soi, ou anatta. [50] Dans le bouddhisme, atteindre l'illumination implique que l'on se rende compte que chez les humains il n'y a pas de noyau fondamental de l'être qui puisse être appelé "l'âme", et que les humains sont plutôt constitués de plusieurs facteurs en constante évolution qui les lient au cycle de Saṃsāra. [50]

Certains chercheurs soutiennent que le concept de non-soi réfute nécessairement les idées de libre arbitre et de culpabilité morale. S'il n'y a pas de moi autonome, dans cette perspective, et que tous les événements sont nécessairement et immuablement causés par d'autres, alors aucun type d'autonomie ne peut être considéré comme existant, moral ou autre. Cependant, d'autres savants sont en désaccord, affirmant que la conception bouddhiste de l'univers permet une forme de compatibilisme. Le bouddhisme perçoit la réalité se produisant à deux niveaux différents, la réalité ultime qui ne peut être vraiment comprise que par les illuminés, et la réalité matérielle illusoire et fausse. Par conséquent, le bouddhisme perçoit le libre arbitre comme une notion appartenant à la réalité matérielle, tandis que des concepts tels que le non-soi et l'origine dépendante appartiennent à la réalité ultime. La transition entre les deux peut être vraiment comprise, selon les bouddhistes, par celui qui a atteint l'illumination. [51]

Processus génératifs Modifier

Bien que les scientifiques pensaient autrefois que tout indéterminisme en mécanique quantique se produisait à une échelle trop petite pour influencer les systèmes biologiques ou neurologiques, il semble que les systèmes nerveux soient influencés par l'indéterminisme quantique en raison de la théorie du chaos. [ citation requise ] On ne sait pas quelles implications cela a pour le problème du libre arbitre étant donné les diverses réactions possibles au problème en premier lieu. [52] Beaucoup de biologistes n'accordent pas le déterminisme : Christof Koch, par exemple, plaide contre, et en faveur du libre arbitre libertaire, en avançant des arguments fondés sur des processus génératifs (émergence). [53] D'autres partisans de la philosophie émergentiste ou générative, des sciences cognitives et de la psychologie évolutionniste soutiennent qu'une certaine forme de déterminisme (pas nécessairement causale) est vraie. [54] [55] [56] [57] Ils suggèrent plutôt qu'une illusion de libre arbitre est expérimentée en raison de la génération d'un comportement infini à partir de l'interaction d'un ensemble de règles et de paramètres finis-déterministes. Ainsi, l'imprévisibilité du comportement émergeant des processus déterministes conduit à une perception du libre arbitre, même si le libre arbitre en tant qu'entité ontologique n'existe pas. [54] [55] [56] [57]

À titre d'illustration, les jeux de stratégie d'échecs et de go ont des règles rigoureuses dans lesquelles aucune information (telle que la valeur faciale des cartes) n'est cachée à l'un ou l'autre joueur et aucun événement aléatoire (tel que le lancer de dés) ne se produit dans le jeu. Pourtant, les échecs et surtout le Go avec ses règles déterministes extrêmement simples, peuvent encore comporter un nombre extrêmement important de coups imprévisibles. Cependant, lorsque les échecs sont simplifiés à 7 pièces ou moins, des tables de fin de partie sont disponibles qui dictent les mouvements à jouer pour obtenir une partie parfaite. Cela implique que, étant donné un environnement moins complexe (avec les 32 pièces originales réduites à 7 pièces ou moins), une partie d'échecs parfaitement prévisible est possible. Dans ce scénario, le joueur gagnant peut annoncer qu'un mat se produira dans un nombre donné de coups, en supposant une défense parfaite par le joueur perdant, ou moins de coups si le joueur défenseur choisit des coups sous-optimaux à mesure que le jeu progresse vers son inévitable, conclusion prévue. Par cette analogie, suggère-t-on, l'expérience du libre arbitre émerge de l'interaction de règles finies et de paramètres déterministes qui génèrent des réponses comportementales presque infinies et pratiquement imprévisibles. En théorie, si tous ces événements pouvaient être expliqués et qu'il existait un moyen connu d'évaluer ces événements, le comportement apparemment imprévisible deviendrait prévisible. [54] [55] [56] [57] Un autre exemple pratique de processus génératifs est le jeu jouable de la vie de John Horton Conway. [58] Nassim Taleb se méfie de tels modèles et a inventé le terme "sophisme ludique".

Compatibilité avec l'existence de la science Modifier

Certains philosophes des sciences soutiennent que, si le déterminisme causal (dans lequel tout, y compris le cerveau/esprit est soumis aux lois de la causalité) est compatible avec les esprits capables de science, le fatalisme et la prédestination ne le sont pas. Ces philosophes font la distinction que le déterminisme causal signifie que chaque étape est déterminée par l'étape précédente et permet donc à l'entrée sensorielle des données d'observation de déterminer à quelles conclusions le cerveau parvient, tandis que le fatalisme dans lequel les étapes intermédiaires ne relient pas une cause initiale aux résultats. rendrait impossible pour les données d'observation de corriger de fausses hypothèses. Ceci est souvent combiné avec l'argument selon lequel si le cerveau avait des vues fixes et que les arguments n'étaient que de simples post-constructions sans effet causal sur les conclusions, la science aurait été impossible et l'utilisation d'arguments aurait été un gaspillage d'énergie sans aucun sens. effet persuasif sur les cerveaux avec des vues fixes. [59]

Modèles mathématiques Modifier

De nombreux modèles mathématiques de systèmes physiques sont déterministes. Cela est vrai de la plupart des modèles impliquant des équations différentielles (notamment, ceux qui mesurent le taux de changement au fil du temps). Les modèles mathématiques qui ne sont pas déterministes car ils impliquent un caractère aléatoire sont appelés stochastiques. En raison de la dépendance sensible des conditions initiales, certains modèles déterministes peuvent sembler se comporter de manière non déterministe dans de tels cas, une interprétation déterministe du modèle peut ne pas être utile en raison de l'instabilité numérique et d'une quantité finie de précision dans la mesure. De telles considérations peuvent motiver l'examen d'un modèle stochastique même si le système sous-jacent est régi par des équations déterministes. [60] [61] [62]

Mécanique quantique et classique Modifier

Physique au jour le jour Modifier

Depuis le début du 20e siècle, la mécanique quantique – la physique de l'extrêmement petit – a révélé des aspects des événements jusque-là cachés. Avant cela, la physique newtonienne, la physique de la vie quotidienne, dominait. Prise isolément (plutôt que comme une approximation de la mécanique quantique), la physique newtonienne dépeint un univers dans lequel les objets se déplacent de manières parfaitement déterminées. À l'échelle où les humains existent et interagissent avec l'univers, la mécanique newtonienne reste utile et fait des prédictions relativement précises (par exemple, calculer la trajectoire d'une balle). Mais alors qu'en théorie, une connaissance absolue des forces accélérant une balle produirait une prédiction absolument précise de sa trajectoire, la mécanique quantique moderne jette un doute raisonnable sur cette thèse principale du déterminisme.

L'important est le fait que la certitude n'est jamais absolue dans la pratique (et pas seulement à cause du problème d'induction de David Hume). Les équations de la mécanique newtonienne peuvent présenter une dépendance sensible aux conditions initiales. C'est un exemple de l'effet papillon, qui est l'un des sujets de la théorie du chaos. L'idée est que quelque chose d'aussi petit qu'un papillon pourrait provoquer une réaction en chaîne menant à un ouragan des années plus tard. Par conséquent, même une très petite erreur dans la connaissance des conditions initiales peut entraîner des écarts arbitrairement importants par rapport au comportement prévu. La théorie du chaos explique ainsi pourquoi il peut être pratiquement impossible de prédire la vie réelle, que le déterminisme soit vrai ou faux. D'un autre côté, le problème n'est peut-être pas tant les capacités humaines à prédire ou atteindre certitude autant que c'est la nature de la réalité elle-même. Pour cela, un examen plus approfondi et scientifique de la nature est nécessaire.

Royaume quantique Modifier

La physique quantique fonctionne différemment à bien des égards de la physique newtonienne. Le physicien Aaron D. O'Connell explique que la compréhension de notre univers, à des échelles aussi petites que les atomes, nécessite une logique différente de celle de la vie quotidienne. O'Connell ne nie pas que tout est interconnecté : l'échelle de l'existence humaine émerge finalement de l'échelle quantique. O'Connell soutient que nous devons simplement utiliser différents modèles et constructions lorsque nous traitons du monde quantique. [63] La mécanique quantique est le produit d'une application minutieuse de la méthode scientifique, de la logique et de l'empirisme. Le principe d'incertitude de Heisenberg est souvent confondu avec l'effet d'observateur. Le principe d'incertitude décrit en fait avec quelle précision nous pouvons mesurer la position et la quantité de mouvement d'une particule en même temps - si nous augmentons la précision de la mesure d'une quantité, nous sommes obligés de perdre la précision de la mesure de l'autre. "Ces relations d'incertitude nous donnent cette mesure de liberté par rapport aux limitations des concepts classiques qui est nécessaire pour une description cohérente des processus atomiques." [64]

C'est là que la mécanique statistique entre en jeu et que les physiciens commencent à exiger des modèles mentaux plutôt peu intuitifs : le chemin d'une particule ne peut tout simplement pas être spécifié exactement dans sa description quantique complète. « Chemin » est un attribut classique et pratique de notre vie quotidienne, mais que les particules quantiques ne possèdent pas de manière significative. Les probabilités découvertes en mécanique quantique relèvent néanmoins de la mesure (du chemin perçu de la particule). Comme l'explique Stephen Hawking, le résultat n'est pas un déterminisme traditionnel, mais plutôt des probabilités déterminées. [65] Dans certains cas, une particule quantique peut en effet tracer un chemin exact, et la probabilité de trouver les particules dans ce chemin est une (certaine d'être vraie). En fait, en ce qui concerne la prédiction, le développement quantique est au moins aussi prévisible que le mouvement classique, mais la clé est qu'il décrit des fonctions d'onde qui ne peuvent pas être facilement exprimées dans un langage ordinaire. En ce qui concerne la thèse du déterminisme, ces probabilités, au moins, sont bien déterminées. Ces découvertes de la mécanique quantique ont trouvé de nombreuses applications, et nous permettent de construire des transistors et des lasers. En d'autres termes : les ordinateurs personnels, les lecteurs Blu-ray et Internet fonctionnent tous parce que l'humanité a découvert les probabilités déterminées du monde quantique. [66] Rien de tout cela ne doit être interprété comme impliquant que d'autres aspects de la mécanique quantique ne sont pas encore à débattre.

En ce qui concerne les probabilités prévisibles, les expériences à double fente sont un exemple populaire. Les photons sont tirés un par un à travers un appareil à double fente sur un écran distant. Ils n'arrivent à aucun point, ni même aux deux points alignés avec les fentes (comme on pourrait s'y attendre des balles tirées par un canon fixe sur une cible éloignée). Au lieu de cela, la lumière arrive en concentrations variables à des points très éloignés, et la distribution de ses collisions avec la cible peut être calculée de manière fiable. En ce sens, le comportement de la lumière dans cet appareil est déterministe, mais il n'y a aucun moyen de prédire où, dans le modèle d'interférence résultant, un photon individuel apportera sa contribution (bien qu'il puisse y avoir des moyens d'utiliser une mesure faible pour acquérir plus d'informations sans violer le principe d'incertitude).

Certains (dont Albert Einstein) soutiennent que notre incapacité à prédire plus que des probabilités est simplement due à l'ignorance. [67] L'idée est qu'au-delà des conditions et des lois que l'on peut observer ou déduire, il existe aussi des facteurs cachés ou « variables cachées » qui déterminent Tout à fait dans quel ordre les photons atteignent l'écran du détecteur. Ils soutiennent que le cours de l'univers est absolument déterminé, mais que les humains sont protégés de la connaissance des facteurs déterminants. Ainsi, disent-ils, il semble seulement que les choses se déroulent d'une manière simplement probabiliste déterminante. En réalité, ils procèdent de manière absolument déterministe.

John S. Bell a critiqué le travail d'Einstein dans son célèbre théorème de Bell, qui a prouvé que la mécanique quantique peut faire des prédictions statistiques qui seraient violées si des variables cachées locales existaient réellement. Un certain nombre d'expériences ont tenté de vérifier de telles prédictions, et jusqu'à présent, elles ne semblent pas avoir été violées. Les expériences actuelles continuent de vérifier le résultat, y compris le « Test sans faille » de 2015 qui a bloqué toutes les sources d'erreur connues et l'expérience « Test de la cloche cosmique » de 2017 qui a utilisé des données cosmiques provenant de différentes directions vers la Terre, excluant la possibilité que les sources les données pourraient avoir eu des interactions antérieures. Cependant, il est possible d'augmenter la mécanique quantique avec des variables cachées non locales pour obtenir une théorie déterministe en accord avec l'expérience. [68] Un exemple est l'interprétation de Bohm de la mécanique quantique. L'interprétation de Bohm, cependant, viole la relativité restreinte et il est très controversé de savoir si elle peut être réconciliée sans abandonner le déterminisme.

Des variantes plus avancées de ces arguments incluent la contextualité quantique, par Bell, Simon B. Kochen et Ernst Specker, qui soutient que les théories des variables cachées ne peuvent pas être « sensibles », ce qui signifie que les valeurs des variables cachées dépendent intrinsèquement des appareils utilisés pour les mesurer. .

Ce débat est pertinent car il est facile d'imaginer des situations spécifiques dans lesquelles l'arrivée d'un électron sur un écran à un certain moment et à un moment donné déclencherait un événement, tandis que son arrivée à un autre point déclencherait un événement totalement différent (voir par exemple le chat de Schrödinger - une expérience de pensée utilisée dans le cadre d'un débat plus approfondi).

Ainsi, la physique quantique jette un doute raisonnable sur le déterminisme traditionnel de la physique classique newtonienne dans la mesure où la réalité ne semble pas être absolument déterminée. C'était le sujet des fameux débats Bohr-Einstein entre Einstein et Niels Bohr et il n'y a toujours pas de consensus. [69] [70]

Un déterminisme adéquat (voir Variétés, ci-dessus) est la raison pour laquelle Stephen Hawking appelle le libre arbitre libertaire « juste une illusion ». [65]

Autres questions de déterminisme quantique Modifier

On pense que tout l'uranium trouvé sur terre a été synthétisé lors d'une explosion de supernova qui s'est produite il y a environ 5 milliards d'années. Avant même que les lois de la mécanique quantique ne soient développées à leur niveau actuel, la radioactivité de ces éléments a posé un défi au déterminisme en raison de son imprévisibilité. Un gramme d'uranium-238, une substance radioactive courante, contient environ 2,5 x 10 21 atomes. Chacun de ces atomes est identique et indiscernable selon tous les tests connus de la science moderne. Pourtant, environ 12 600 fois par seconde, l'un des atomes de ce gramme se désintègre, dégageant une particule alpha. Le défi du déterminisme est d'expliquer pourquoi et quand la décroissance se produit, puisqu'elle ne semble pas dépendre d'un stimulus externe. En effet, aucune théorie physique existante ne fait de prédictions vérifiables sur le moment exact où un atome donné se désintégrera. Au mieux, les scientifiques peuvent découvrir des probabilités déterminées sous la forme de la demi-vie de l'élément.

L'équation de Schrödinger dépendante du temps donne la dérivée première temporelle de l'état quantique. C'est-à-dire qu'il prédit explicitement et uniquement le développement de la fonction d'onde avec le temps.

Donc, si la fonction d'onde elle-même est la réalité (plutôt que la probabilité des coordonnées classiques), alors l'évolution unitaire de la fonction d'onde en mécanique quantique peut être dite déterministe. Mais l'évolution unitaire de la fonction d'onde n'est pas la totalité de la mécanique quantique.

Affirmer que la mécanique quantique est déterministe en traitant la fonction d'onde elle-même comme une réalité pourrait être considérée comme impliquant une seule fonction d'onde pour l'univers entier, en commençant à l'origine de l'univers. Une telle "fonction d'onde de tout" porterait les probabilités non seulement du monde que nous connaissons, mais de tous les autres mondes possibles qui auraient pu évoluer. Par exemple, de nombreux cosmologistes pensent que les grands vides dans les distributions des galaxies sont dus aux fluctuations quantiques pendant le big bang. (Voir inflation cosmique, fluctuations primordiales et structure à grande échelle du cosmos.)

Cependant, ni la réalité posée ni la précision prouvée et extraordinaire de la fonction d'onde et de la mécanique quantique à petite échelle ne peuvent impliquer ou suggérer raisonnablement l'existence d'une seule fonction d'onde pour l'univers entier. La mécanique quantique s'effondre partout où la gravité devient importante, car rien dans la fonction d'onde, ou dans la mécanique quantique, ne prédit quoi que ce soit sur la gravité. Et cela est évidemment d'une grande importance à plus grande échelle.

La gravité est considérée comme une force à grande échelle, avec une portée plus longue que toute autre. Mais la gravité devient significative même à des masses minuscules par rapport à la masse de l'univers.

Une fonction d'onde de la taille de l'univers pourrait modéliser avec succès un univers sans gravité. Notre univers, avec la gravité, est très différent de ce que la mécanique quantique seule prédit. L'oublier est une erreur colossale.


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