Cube des théories physiques

Le cube des théories physiques[1],[2],[N 1] ou cube des théories[3],[N 2] est une description synthétique de la physique, qui consiste à représenter, à l'aide des trois constantes G, 1/c et h, les relations entre les théories, actuelles et futures, de la physique et leur domaine respectif de validité.

Chaque constante est un axe du cube et chaque sommet est associé à une théorie.

Dénominations alternatives

À la suite de John Stachel (en)[4], le cube est parfois dénommé le cube de Bronstein[N 3] ou cube de Bronstein des théories[N 4], en l'honneur de Matveï Bronstein[7].

Il est parfois dénommé le cube cGh[N 5] ou cube cGħ[N 6], en raison de la notation des trois constantes physiques utilisées :

• la constante gravitationnelle, notée ${\displaystyle G}$ ;
• la vitesse de la lumière dans le vide, notée ${\displaystyle c}$ ;
• la constante de Planck, notée ${\displaystyle h}$, ou la constante de Planck réduite, notée ${\displaystyle \hbar }$.

Histoire

Le cube des théories physiques trouve son origine dans une « plaisanterie estudiantine »[8],[9] de trois futurs éminents physiciens théoriciens du XX^e siècle : George Gamow (1904-1968), Dmitri Ivanenko (1904-1994) et Lev Landau (1908-1968). En 1927, tous trois étudiants à l'université d'État de Moscou, ils décident d'écrire un article en cadeau pour une étudiante qu'ils courtisent[9],[10]. Considérant leur article comme insignifiant, aucun de ses coauteurs ne s'y réfère au cours de leurs carrières[9]. Ce n'est qu'en 1991 que le physicien russe Lev Okun le sort de l'oubli[9],[11],[12].

Les premières représentations du cube sont dues à Abraham Zelmanov (en)[13] (1913-1987) en 1967[14],[15] et 1969[16].

Description

Le cube est un cube unité.

Chaque sommet du cube est associé à une théorie, à savoir :

• le sommet 000 à la mécanique newtonienne, ni relativiste ni quantique[13] ;
• le sommet c00 à la relativité restreinte[13] ;
• le sommet 0ħ0 à la mécanique quantique, non relativiste[13] ;
• le sommet 00G à la gravitation newtonienne ;
• le sommet cħ0 à la théorie quantique des champs[13] ;
• le sommet c0G à la relativité générale[13] ;
• le sommet 0ħG à la gravitation quantique, non relativiste ;

et :

• le sommet cħG à une théorique relativiste et quantique de la gravitation dite théorie du tout[13].

Notes et références

Notes

1. En anglais : cube of physical theories ou physical theories cube.
2. En anglais : cube of theories.
3. En anglais : Bronstein cube[5].
4. En anglais : Bronstein cube of theories[6].
5. En anglais : cGh cube.
6. En anglais : cGħ cube.

Références

1. Uzan 2003.
2. Uzan et Lehouc 2005, p. 36-37.
3. Barrow 2005, p. 70.
4. Oriti 2020, § 2.1, p. 25.
5. (en) Abhay Ashtekar, 100 years of relativity : Space-time structure : Einstein and beyond, World Scientific, 2005, 528 p. (ISBN 978-981-256-394-1, lire en ligne), p. 4-8
6. (en) Roberto B. Salgado, Toward a quantum dynamics for causal sets, ProQuest, 2008, 254 p. (ISBN 978-0-549-74267-8), p. 4, figure 1.1
7. (ru) Matveï Bronstein, « K voprosu o vozmozhnoy teorii mira kak tselogo », Uspekhi Astronomicheskikh Nauk, vol. 3,‎ 1933, p. 3-30
8. Uzan 2003, p. 38, n. 27.
9. Uzan et Lehouc 2005, p. 119.
10. (ru) George Gamov, Dmitri Ivanenko et Lev Landau, « Mirovye postoyannye i predel'nyi perekhod », Zhurnal Russkogo fiziko-khimicheskogo obshchestva, vol. 60,‎ 1928, p. 13-17
11. Okun 1991a.
12. Okun 1991b.
13. Okun 2002, p. 1371, col. 1.
14. Okun 2002, réf. 11, p. 1371, col. 2.
15. Zelmanov 1967.
16. Okun 2002, réf. 12, p. 1371, col. 2.

Voir aussi

Bibliographie

 : document utilisé comme source pour la rédaction de cet article.

• [Gamow, Ivanenko et Landau 1928] (ru) George Gamow, Dmitri Ivanenko et Lev Landau, « Мировые постоянные и предельный переход », Журнал русского физ.-хим. общества. Часть физическая, t. LX,‎ 1928, p. 13-17, trad. :
  • [Gamow, Ivanenko et Landau 2002] (en) George Gamow, Dmitri Ivanenko et Lev Landau (trad. du russe par A. Isaakyan), « World constants and limiting transition », Physics of Atomic Nuclei, vol. 65, n^o 7,‎ juill. 2002, p. 1373-1375 (OCLC 5650322236, DOI 10.1134/1.1495650, Bibcode 2002PAN....65.1373G, lire en ligne [PDF]).
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• [Zelmanov 1967] (ru) Abraham L. Zelmanov, « Kosmologia », dans Развитие астрономии в СССР : 1917-1967 (Razvitie astronomii v SSSR : 1917-1967), Moscou, Nauka,‎ 1967, 1^re éd. (OCLC 5629657), p. 320-390.

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  • [Okun 1991b] (en) Lev B. Okun, « The fundamental constants of physics » [« Les constantes fondamentales de la physique »], Soviet Physics Uspekhi, vol. 34, n^o 9,‎ sept. 1991, p. 818-826 (DOI 10.1070/PU1991v034n09ABEH002475).
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• [Padmanabhan 2015] (en) Thanu Padmanabhan, Sleeping beauties in theoretical physics : 26 surprising insights, Cham, Heidelberg et New York, Springer, coll. « Lecture notes in physics » (n^o 895), fév. 2015, 1^re éd., 1 vol., XVI-302, fig., 15,5 × 23,5 cm (ISBN 978-3-319-13442-0, EAN 9783319134420, OCLC 1041214314, DOI 10.1007/978-3-319-13443-7, SUDOC 231683332, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 1^er (« The grand cube of theoretical physics »), p. 1-6 (OCLC 5735247766, DOI 10.1007/978-3-319-13443-7_1).
• [Uzan 2003] Jean-Philippe Uzan, « Dimensions et constantes fondamentales », dans Gilles Cohen-Tannoudji et Émile Noël (éd. et introd.), Le réel et ses dimensions (actes de la 8^e rencontre Physique et interrogations fondamentales, coorganisée par la Société française de physique et la Bibliothèque nationale de France, et tenue le 19 nov. 2003), Les Ulis, EDP Sciences, coll. « Physique et interrogations fondamentales », déc. 2003, 1^re éd., 1 vol., 131, ill. et fig., 15 × 21,5 cm (ISBN 978-2-86883-693-9, EAN 9782868836939, OCLC 469410958, BNF 39084344, SUDOC 076577104, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 2, p. 25-56. 
• [Uzan et Lehouc 2005] Jean-Philippe Uzan et Roland Lehoucq, Les constantes fondamentales, Paris, Belin, coll. « Belin Sup / Sciences – Histoire des sciences », mai 2005, 1^re éd., 1 vol., 487, ill. et fig., 17 × 24 cm (ISBN 978-2-7011-3626-4, EAN 9782701136264, OCLC 300532710, BNF 39295528, SUDOC 087569523, présentation en ligne, lire en ligne)  :
  • introd., chap. 1^er, sect. 3, § 3.3 : « Le cube des théories physiques », p. 36-37 ;
  • 1^re part., chap. 4, sect. 3 : « Une plaisanterie estudiantine », p. 119 ;
  • 1^re part., chap. 4, extrait n^o 11 : « Constantes universelles et transitions limite » de G. Gamow, D. Ivanenko et L. Landau (1928), p. 133.

Liens externes

• [Hossenfelder 2011] (en) Sabine Hossenfelder, « The cube of physical theories » [« Le cube des théories physiques »], sur Backreaction (blogue), mai 2011.