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lundi 8 septembre 2014

La plénitude du vide / The fullness of vacuum


With quantum machanics, vacuum is no more empty. During Antiquity, Nature was supposed to have a "horror of vacuum". It is only during the XVI th century that Baise Pascal was able to demonstrate experimentally the existence of vacuum. When the existence of electromagnetic waves was discovered, space was supposed full of a substance called ether which was the propagation medim for the waves. With his relativity theory, Einstein has shown that the ether was not any more needed, and that electromagnetic waves were propagated through vacuum.  But quantum mechanics have shown that this vacuum is not void of anything. Due to the uncertainty principle, quantum fluctuations occur permanently, creating and destroying pairs of particles and antiparticles. Energy is present in this vacuum: thus a force is exerted between two plates placed within a vacuum, because the amount of energy between the plates varies with the distance of the plates. Furthermore, vacuum can be considered as a "Higgs ocean", the existence of the Higgs particle being required for explaining the origin of mass. Finally, intersideral space is apparently full of a "dark energy", which might represent around 68% of mass and energy present in the Universe. The vacuum of present Physics appears as "living, effervescent and boiling". It becomes quite close to the conception of Tao, the primordial Void of ancient China. As the taoist Master  Laozi was saying: "the great fullness is void, then it becomes inexhaustible". Fullness and void create mutually each other.

La mécanique quantique a aussi comme conséquence de modifier la conception du vide, telle qu’elle ressort des théories physiques. Durant l’Antiquité, le concept de vide a été considéré comme incompatible avec la réalité de l’univers. Pour cette raison, Aristote considérait que l’espace entre les sphères célestes était rempli d’éther ou quintessence. La nature était supposée « avoir horreur du vide ». Il fallut donc attendre les expériences de Pascal au XIXe siècle, pour montrer que le vide peut être créé expérimentalement et expliquer ses effets par les lois de l’hydrostatique. A l’époque de Pascal, l’espace intersidéral était devenu vide de toutes choses, ce qui était d’ailleurs la condition requise pour que les planètes puissent parcourir indéfiniment leurs orbites, sans l’aide d’un Premier Moteur.Les équations de Maxwell décrivant la propagation des ondes électromagnétiques, semblaient impliquer l’existence d’un « éther » comme milieu de propagation. Le vide était donc rempli d’une substance que l’on ne connaissait pas et dont les propriétés paraissaient mystérieuses. En posant les bases de la relativité restreinte, Einstein montra que l’hypothèse de l’éther n’était pas nécessaire. Comme rien ne démontrait son existence, il valait mieux abandonner ce concept. On revenait ainsi à l’idée du vide initial. Il est apparu toutefois rapidement que ce vide était loin d’être un néant.