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20 novembre 2007
par Jean-Paul Baquiast

Garret Lisi a-t-il réinventé la Théorie du Tout ?

Garrett Lisi, jeune docteur en physique américain, également moniteur de sports de glisse, a publié le 6 novembre dernier sur le serveur de l'Université Cornell un article qui a immédiatement attiré l'attention de la communauté des physiciens théoriciens et même du grand public. Il avoue n’avoir jamais été convaincu par la théorie des cordes qui prétend rapprocher le modèle standard des particules élémentaires et la gravité, dans une synthèse nommée la gravitation quantique.

On sait que la théorie des cordes propose une vision compliquée de l’univers qui ne satisfait pas tous les chercheurs [voir sur ce sujet notre article sur Lee Smolin]. Garrett Lisi, qui malgré son aspect dilettante est certainement doté d’une pénétration mathématique exceptionnelle, n’a pas hésité à chercher autre chose. Son CV montre qu’il avait déjà publié quelques articles qui avaient la particularité d’essayer de rapprocher des équations « exotiques » avec les théories (hypothèses) physiques existantes, afin de voir si l’une de ces équations pouvait s’accorder à ces hypothèses – et réciproquement.

Sa démarche relève manifestement d’une conviction que l’on pourrait qualifier de métaphysique [voir l’article de Mioara Mugur Schächter] selon laquelle l’univers est intrinsèquement géométrique, prenant la forme de figures qui « se déforment et dansent dans l’espace-temps ». Il suffit alors de trouver la figure assez complexe et cependant assez simple pour que l’on puisse lui superposer les divers modèles concernant les particules et les forces. Si les deux schémas coïncident grossièrement, c’est déjà un succès. Si la figure (pattern) mathématique prévoit un phénomène que l’observation n’a pas encore observé et si, guidé par la formule mathématique, on découvre effectivement un phénomène nouveau répondant à la description mathématique, alors l’hypothèse selon laquelle la nature obéit à cette formule est vérifiée.

Garett Lisi a fait ce travail en rapprochant les équations du modèle standard et de la gravitation de l’étrange polytope E8 qu’il avait découvert en explorant le monde des algèbres dites de Lie (voir ci-dessous l’article de Wikipedia). Il semble que la superposition coïncide à peu près avec les observations, puisque Garrett Lisi a pu entrer dans les 248 points de la figure E8 les 40 particules et forces connues, ainsi que leurs milliers d’interactions observées. Cependant, un certain nombre de particules prévues par la formule n’existent pas encore dans le bestiaire des hautes énergies. Mais Garret Lisi espère que lorsque le LHC du Cern entrera en service dans quelques mois, il fera apparaître les entités encore inconnues prévues par le modèle.

Le succès déjà obtenu a manifestement convaincu ou tout au moins intéressé un certain nombre de physiciens parmi les plus grands, comme on le vérifie dans les articles de la presse. D’autres doutent encore. Les prochains mois seront peut-être décisifs, en confirmant la nouvelle théorie du Tout ou en ruinant complètement l’hypothèse.

Plus de questions que de réponses

En cas de confirmation, que faudrait-il conclure ? Que l’univers profond ( ?) obéit à des structures mathématiques ou, plus précisément encore, qu’il est mathématique comme certains l’ont déjà dit, et qui plus est, qu’il est conforme aux algèbres de Lie ? Que la figure E8, certes complexe mais infiniment simple comparée aux millions d’équations proposées par la théorie des cordes, suffirait à représenter toutes les particules et toutes les interactions connues aujourd’hui ou observables plus tard, ce qui en ferait une théorie du Tout bien plus présentable pour le commun des mortels que celle des cordes?

Mais en ce cas, l’univers serait-il fini, c’est-à-dire ne permettant qu’un nombre fini d’interactions ? Serait-il a-temporel, défini par des équations non susceptibles d’évolution ? Que deviendrait la flèche du temps? A quel moment la réintroduirait-on ? Ces questions se posent déjà et sont en principe résolue par la théorie des cordes ou de la gravitation quantique en lacet, mais nous l’avons dit, d’une façon qui ne satisfait pas tout le monde. En quoi le modèle de Garrett Lisi conserve-t-il ou invalide-t-il certains des points considérés comme acquis par ces théories ?

Sur le plan épistémologique enfin, ne faudrait-il pas questionner la démarche ? Elle se présente comme réaliste, c’est-à-dire présupposant l’existence d’un réel en soi descriptible par l’homme jusque dans ces moindres détails, dès lors qu’a été trouvée la règle de construction intrinsèque, de tous temps ( ?), audit univers. Mais là encore, les travaux de MMS mériteraient d’être appelés au secours pour nuancer le simplisme de semblables visions du monde. Elles sont certainement, répétons le mot, liées à une métaphysique bien particulière que d’autres scientifiques (c’est-à-dire d’autres observateurs spécifiant leur domaine d’observation-conceptualisation) ne sont pas obligés de partager. Pour notre part, notre incompétence nous commande d’attendre – avec le plus grand intérêt – la suite des évènements. C’est ce que fera aussi dans les mois qui viennent, semble-t-il, une grande partie de la communauté des physiciens.

Pour en savoir plus
Submission paper An Exceptionally Simple Theory of Everything 6 Nov. 2007: http://www.arxiv.org/abs/0711.0770
Site personnel : http://sifter.org/~aglisi/
Wikipedia : http://fr.wikipedia.org/wiki/Antony_Garrett_Lisi :
Antony Garrett Lisi, né en 1968, est un docteur en physique américain et chercheur amateur. Il a publié le 6 novembre 2007 sur Internet un article de 31 pages intitulé Une théorie du tout exceptionnellement simple se proposant d'unifier les 4 forces fondamentales de la nature - l'interaction forte, l'interaction faible, la force électromagnétique et la force gravitationnelle - la relativité générale et la mécanique quantique, théorie qui a été fortement commentée, positivement et négativement, dans le monde de la recherche en physique fondamentale.
Rattaché à aucun laboratoire, il n'occupe pas actuellement de poste dans une université (si ce n'est une position de visitor à l'université d'Hawaii). En 2006, il obtient une bourse d'une fondation privée (Foundational Questions in Physics and Cosmology ou FQXi) et est également aidé par le Perimeter Institute for Theoretical Physics afin de faire des recherches en physique fondamentale. Il était inconnu du grand public jusqu'à la diffusion de sa théorie sur le serveur de l'université Cornell.
Cette théorie, se basant sur un objet mathématique complexe, le groupe de Lie exceptionnel E8, pour décrire les interactions fondamentales et les particules élémentaires qui composent l'Univers. Cette théorie reste à affiner et à confronter à la réalité.
Article du Newscientist http://www.newscientist.com/article/dn12891
Wikipedia; E8 Algebra, Lie Groups : http://en.wikipedia.org/wiki/E8_(mathematics)

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