Les «octonions», le nom d’une nouvelle bande dessinée? Que non.
Certainement pas une version «modernisée» des Sentinelles de l’air:
En fait, un nouveau domaine des mathématiques qui pourrait aider à comprendre la nature «profonde» de la gravité et, surtout, intégrer la gravité dans le modèle qui permet de définir l’univers.
Et, pourquoi se soucier de mieux comprendre la gravité et de raffiner le modèle qui décrit notre univers? Simplement parce que les développements futurs, dans tous les domaines, en dépendent.
Mieux comprendre notre univers
Certains diront que tout ceci n’est que «balivernes» et qu’il vaut mieux se concentrer sur «les choses ayant une application pratique et immédiate». Soit.
Mais sans ces développements théoriques que l’on marginalise et qui se sont poursuivis malgré l’hostilité générale, pas de:
- transistors développés par les laboratoires Bell Labs en 1947-1948 et, donc, pas de
– téléviseurs couleurs HD
– ordinateurs et tablettes
– guichets automatiques
– téléphones mobiles
– GPS
– cartes bancaires permettant le débit de son compte
– …
- lasers développés par Hughes Research Laboratories en 1960 et, donc, pas de
– DVD
– réseaux informatiques à haute vitesse sur fibres optiques
– traitements médicaux utilisant le laser,…
- tomodensitomètres mis au point par EMI Company en 1971 (les fameux «scanner» utilisés dans les hôpitaux), développés dans le cadre de la recherche en fusion nucléaire
Tomodensitomètre de marque Siemens
- de véhicules automobiles avec des performances environnementales améliorées
- …
En fait, au-delà des objections «primaires» que l’on peut entendre ici et là, la recherche fondamentale demeure un incontournable si l’humanité souhaite progresser. Et notamment justifiant l’étude de la gravité, l’une des quatre forces fondamentales dans l’univers avec l’électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible.
Un modèle de l’univers qui n’intègre pas la gravité
La gravité, cette «force mystérieuse» qui est présente dans notre quotidien, échappe à toute représentation qui décrit précisément les principes de son «fonctionnement». Est-elle constituée de «particules» (dénommées «gravitrons»), est-ce qu’elle réagit avec les autres forces et notre environnement sous forme de «vagues gravitationnelles», on n’en sait rien. Les scientifiques élaborent diverses théories sur la nature de la gravité (dont aucune ne fait l’unanimité) notamment la théorie des «gravitrons» où elle serait constituée de «particules quantiques», une théorie que l’on tente de confirmer par diverses expériences:
Is Gravity Quantum – Scientific American – 2018-08-14
Cohl Furey, une «drop out» à la recherche de la formule qui intégrerait la gravité dans le modèle de l’univers
Parmi les scientifiques à l’étude des trous noirs, à l’étude de la théorie du Big Bang, formulant des théories sur la gravité, à la recherche d’une formule intégrant les quatre forces de l’univers se distingue une «marginale» (à la chevelure bleuâtre) au parcours assez «inusité».
Originaire de Colombie-Britannique, l’étude des «octonions» a captivé son attention lors de ses études pré-universitaires. Alors que personne ne prêtait attention à ce nouveau «domaine» des mathématiques, faute d’emplois et de moyens, elle a été tour à tour serveuse dans un bar, accordéoniste dans la rue et dans le métro et, entre deux «épisodes de sa vie», «ski bum» sur les pistes de ski en Colombie-Britannique.
Puis, ses études universitaires terminées, le hasard lui offert un poste de chercheur (non rémunéré) à l’Université de Cambridge où elle poursuit l’exploration de ce nouveau «domaine» des mathématiques («octonions») qui pourrait permettre d’intégrer la gravité dans les modèles mathématiques définissant notre univers.
Les nombres réels, les nombres complexes, les quaternions,…
Quiconque a poursuivi des études supérieures en sciences a été confronté à une branche des mathématiques où on introduit la notion des «nombres complexes», soit un «nombre nouveau» composée d’une composante «réelle» et d’une composante «imaginaire».
Et, pourquoi avoir «inventé» les nombres complexes en mathématiques? Simplement parce qu’ils permettent de formuler en équations les phénomènes physiques présents dans la nature. Notamment en ingénierie électrique où ils servent à paramétrer la tension, le courant, la puissance «réelle» et «imaginaire»,… circulant dans les alternateurs, dans les transformateurs et dans les réseaux de transport d’électricité.
Tout comme le calcul différentiel et intégral (un autre «domaine» des mathématiques) permet de décrire le champ électrique et le champ magnétique induit par le courant circulant dans un conducteur, tel que Maxwell a pu le synthétiser et l’exprimer notamment en utilisant cet autre «domaine» des mathématiques pour paramétrer tant le champ électrique que le champ magnétique:
Équations de Maxwell pour paramétrer le courant électrique, le champ magnétique,…
… puis les «octonions»
Le développement mathématique des «octonions» entrepris par Cohl Furey ne vise qu’un seul objectif: élaborer un nouveau «domaine» des mathématiques qui puisse permettre non seulement de «définir» la gravité (particule ou onde ou …) mais de l’intégrer aux équations décrivant l’électromagnétisme, la force nucléaire forte et la force nucléaire faible.
Afin que, ultimement, un ensemble d’équations mathématiques intégrées puissent définir entièrement notre univers tant au niveau «atomique» ou qu’au niveau «astrophysique».
The Peculiar Math That Could Underlie the Laws of Nature – Quanta Magazine – 2018-07-20
Les nombres réels, les nombres complexes, les quaternions et les octonions
Et des résultats à ce jour qui permettent d’intégrer (partiellement) la gravité au modèle définissant l’univers, des travaux supplémentaires étant requis – dans le développement mathématique des «octonions» – pour espérer intégrer la gravité et proposer un modèle mathématique unique pour l’univers.
Alors, est-ce qu’une «outsider» au parcours «sinueux» aura réussi là où des éminents scientifiques peinent à formuler la solution «finale»?
La gravité, «particules» ou «ondes»? La lumière, «particules» ou «ondes»?
Le débat faisant rage quant à la nature «profonde» de la gravité – «gravitron» ou «onde» – n’est pas sans rappeler le débat qui entoure également celui portant sur la lumière.
Ainsi, la lumière est-elle une «particule» («photon») ou une «onde»? En fait, elle est tout à la fois «photon» et «onde». Car des expériences démontrent un comportement «particule» pour la lumière. Et d’autres expériences démontrent, cette fois-ci, que la lumière se comporte comme une onde…
Ce débat sur la nature «profonde» de la lumière met en évidence les réflexions du Dr. Pierre Langlois, un éminent physicien qui a exploré ce thème à titre personnel lors de ses études à l’Université Laval. Un scientifique de haut calibre alors que le corps professoral en poste à l’université s’en tenait aux théories existantes et manifestait peu d’intérêt à remettre en question les théories généralement reconnues dans la communauté scientifique.
Avec l’espoir qu’un jour, le Dr. Langlois réamorce ses réflexions sur la nature «profonde» de la lumière et propose une synthèse qui explique à la fois le comportement «photonique» et le comportement «ondulatoire» de la lumière.
Une persévérance à l’image de Cohl Furey qui poursuit ses travaux malgré la marginalisation qu’on a pratiqué à son égard depuis le début de ses travaux.