Un nouveau regard sur la gravitation Frédéric Henry-Couannier henry@cppm.in2p3.fr www.darksideofgravity.com CPPM/RENOIR Marseille

Plan (I) Introduction La gravité Particules et interactions Symétries La gravité selon Newton La gravité selon Einstein La gravité avec son coté obscur Inversion du temps et gravités conjuguées Deux gravités

Plan (II) La gravité globale Inversion du temps et cosmologie Univers plats et accélérés Test avec les SuperNovae Ondes gravitationnelles Inversion du temps, énergie négative, tachyons et antiparticules

Plan(III) La gravité locale L’au delà !? Conclusion Masses négatives Tests avec GravityProbeB Trou noir L’effet Pioneer L’au delà !? Conclusion

Particules de matière Physique Matériaux: Liquides, solides gaz atomique nucléaire particules

Particules d’ interaction L’interaction entre deux particules de matière est véhiculée par une troisième particule, le vecteur de l’interaction Analogie du ballon: en envoyant ou recevant le ballon, les bateaux reculent (dans cette exemple la force est répulsive, il y a aussi des forces attractives) Avant Après g échange d’un photon

Particules et interactions La prodigieuse diversité des formes sous lesquelles se manifeste la matière organisée (les diverses propriétés accessibles à nos sens) résulte pour l’essentiel d’un jeu de combinaisons et d’interactions entre…trois particules de matière (le proton, le neutron et l’électron) et une particule d’interaction (le photon). Etat de l’art: 12 particules élémentaires de matière et 4 interactions fondamentales:

4 interactions fondamentales

Des particules élémentaires ? élémentaires car sans sous structure élémentaires car identifiables par un petit nombre de propriétés simples: spin, masse, charges pas si élémentaires car … quantiques

La double nature des particules: onde et corpuscule L’idée qu’il y a la un petit grain dur qui est l’électron ou le positron est une illusion illégitime de notions de bon sens dérivées du toucher…(A.Koestler) Il faut renoncer définitivement aux concept familiers, paraissant aller de soi, tirés de notre expérience quotidienne. Le comportement quantique est extraordinaire et demeure énigmatique

Les symétries déterminantes Les symétries déterminent les différents types de particule pouvant exister dans la nature Les symétries déterminent les équations de la physique des particules

Qu’est ce qu’une symétrie ? Une symétrie est un changement de point de vue On étudie comment se transforment les propriétés des particules sous l’action de chaque symétrie On impose aux équations de la physique d’être invariante sous les symétries

Les symétries de la physique Les rotations Les changements de vitesse (boosts) L'inversion des 3 directions de l'espace ou parité L’inversion du temps Les translations dans l'espace et le temps Les symétries spatio-temporelles quelconques (dites générales) L'inversion de la charge Les symétrie internes (non spatio-temporelles)

La gravitation Familière: pesanteur, système solaire,… Attractive Portée infinie, mais très faible intensité, complètement négligeable à l’échelle des particules Dominante aux échelles astrophysiques et cosmologiques

La gravitation selon Newton Deux corps s’attirent proportionnellement à leurs masses et inversement proportionnellement au carré de la distance qui les sépare  Ne concerne que les corps massifs  Force instantanée à distance  Symétrie entre action et réaction  L’accélération subie par un corps ne dépend pas de sa masse

L’au delà !? L’au delà (perspectives) Cosmologie Mécanique Quantique Origine de la masse L’au delà !?: A mi chemin entre les univers à temps inversés, « un monde » ou le temps n’existe pas!

Conclusion Si la théorie est « crazy enough to be true »: Une nouvelle fenêtre s’ouvre sur de fascinantes perspectives théoriques, phénoménologiques et expérimentales … et peut être beaucoup plus.

Inversion du temps en Relativité Restreinte Matière E > 0 Matière E < 0 T L L Lumière E > 0 T Lumière E < 0 L L Tachyons L