La plupart des physiciens s'accordent pour dénombrer 3 constantes universelles,
pierres angulaires des théories physiques modernes :
- c, la vitesse de la lumière, dans la relativité générale
- h, la constante de Planck, dans la physique quantique
- G, la constante de gravitation de Newton, dans la physique newtonienne
Ces 3 constantes entrent à un niveau profond dans la définition de
l'espace-temps-matière, que ce soit en liant espace et temps (c), espace-temps
et matière (G), ou bien en nous imposant des limitations sur toute mesure (h).
Toutefois, ces constantes étant dimensionnées, certains suggèrent de les faire
disparaître en adoptant des systèmes d'unités dans lesquels elles vaudraient 1,
ce qui pour autant n'enlèverait rien à leur rôle universel.
D'autres, en s'appuyant sur la théorie des cordes, réduisent le nombre de ces
constantes à deux : c et lambda_s (longueur de la corde, qui remplace h et G).
La théorie de la supersymétrie prévoit l'existence de dimensions supplémentaires
qui, contrairement aux 3 dimensions que nous connaissons, n'ont pas bénéficié de
l'inflation de l'Univers et sont donc restées compactées dans des tubes de haute
courbure larges d'une longueur de Planck, courbure qui détermine précisément la
valeur des constantes fondamentales de la physique.
On peut aussi considérer que ce sont les brisures de symétrie, qui ont transformé
la superforce en 4 forces fondamentales, qui ont aussi fixé la valeur de ces
constantes fondamentales [1993].
Certains physiciens (dont Gilles Cohen-Tannoudji) suggèrent que les constantes
universelles traduisent des limitations fondamentales de notre rapport avec la
réalité, dénommés "horizons informationnels" - concept qui tend à occuper une
place prépondérante en cosmologie quantique.
Selon le "principe holographique" que tente de fonder Tanu Padmanabhan,
l'information totale contenue dans un univers comportant un horizon
informationnel n'est pas proportionnel au volume enfermé dans l'horizon, mais
seulement à la surface de cet horizon (cf. Leonard Susskind et Gerard 't Hooft).
Le calcul de l'entropie d'un espace-temps possédant un horizon fait intervenir
les 4 constantes fondamentales h, c, G et k_B (constante de Boltzmann).
Réunie en novembre 2018 à Versailles, la Conférence générale des poids et mesures
a changé la définition de 4 unités de base du Système International, qui en
comporte 7 (kilogramme, mètre, seconde, ampère, kelvin, mole, candela).
Toutes les unités de base seront désormais reliées à des constantes fondamentales
et non plus à des éléments physiques :
- Le kilogramme, jusqu'alors défini par un étalon, est désormais fondé sur la
constante de Planck (6,626x10^-34 joule seconde)
- L'ampère est fondé sur la charge élémentaire (1,6x10^-19 coulomb)
- Le kelvin est fondé sur la constante de Blotzmann (1,38x10-23 J.K^-1
- La mole est fondée sur la constante d'Avogadro (6.022x10-23 mol^-1)
La mise au point d'instruments de mesure ultraprécis, telle la balance du Watt,
a été la condition pour parvenir à ces changements, qui devenaient impératifs,
le Grand K (mètre étalon) ayant vu sa masse varier de 50 µg en 130 ans par
rapport à ses copies [11/2018]...
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