Cube des théories physiques

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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[modifier | modifier le code]

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

Histoire[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

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[modifier | modifier le code]

Notes[modifier | modifier le code]

↑ En anglais : cube of physical theories ou physical theories cube.
↑ En anglais : cube of theories.
↑ En anglais : Bronstein cube^[5].
↑ En anglais : Bronstein cube of theories^[6].
↑ En anglais : cGh cube.
↑ En anglais : cGħ cube.

Références[modifier | modifier le code]

↑ Uzan 2003.
↑ Uzan et Lehouc 2005, p. 36-37.
↑ Barrow 2005, p. 70.
↑ Oriti 2020, § 2.1, p. 25.
↑ (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
↑ (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
↑ (ru) Matveï Bronstein, « K voprosu o vozmozhnoy teorii mira kak tselogo », Uspekhi Astronomicheskikh Nauk, vol. 3,‎ 1933, p. 3-30
↑ Uzan 2003, p. 38, n. 27.
↑ ^{a b c et d} Uzan et Lehouc 2005, p. 119.
↑ (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
↑ Okun 1991a.
↑ Okun 1991b.
↑ ^{a b c d e f et g} Okun 2002, p. 1371, col. 1.
↑ Okun 2002, réf. 11, p. 1371, col. 2.
↑ Zelmanov 1967.
↑ Okun 2002, réf. 12, p. 1371, col. 2.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

Bibliographie[modifier | modifier le code]

: 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]).
[Bronstein 1933] (ru) Bronstein, « К вопросу о возможной теории мира как целого », Успехи астрономических наук,‎ 1933, p. 3-30.
[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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[Barrow 2005] John D. Barrow (trad. de l'anglais par Pierre Kaldy), Les constantes de la nature [« The constants of nature »], Paris, O. Jacob, coll. « Sciences », sept. 2005, 1^re éd., 1 vol., 332, ill. et fig., 15,5 × 24 cm (ISBN 978-2-7381-1671-0, EAN 9782738116710, OCLC 63682144, BNF 40047556, SUDOC 092634745, présentation en ligne, lire en ligne), chap. 4, p. 66-70.
[Duff, Okun et Veneziano 2002] (en) Michael J. Duff, Lev B. Okun et Gabriele Veneziano, « Trialogue on the number of fundamental constants », Journal of High Energy Physics, vol. 2002, n^o 3,‎ mars 2002, art. n^o 23, [1]−30 p. (DOI 10.1088/1126-6708/2002/03/023, Bibcode 2002JHEP...03..023D, résumé, lire en ligne [PDF]).
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[Okun 2002] (en) Lev B. Okun (trad. du russe par A. Isaakyan), « On the article of G. Gamow, D. Ivanenko, and L. Landau “World constants and limiting transition” », Physics of Atomic Nuclei, vol. 65, n^o 7,‎ juill. 2002, p. 1370-1372 (OCLC 94238235, DOI 10.1134/1.1495649, Bibcode 2002PAN....65.1370O, lire en ligne [PDF]).
[Oriti 2020] (en) Daniele Oriti, « The Bronstein hypercube of quantum gravity », dans Nick Huggett, Keizo Matsubara et Christian Wüthrich (éd. et introd.), Beyond spacetime : the foundations of quantum gravity, Cambridge et New Yok, CUP, hors coll., mai 2020, 1^re éd., ill. et fig., VIII-362, 21 × 25,3 cm (ISBN 978-1-108-47702-4, EAN 9781108477024, OCLC 1110434910, DOI 10.1017/9781108655705, présentation en ligne, lire en ligne), part. I, chap. 2, p. 25-52.
[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[modifier | modifier le code]

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

Portail de la physique

[3] En anglais : cube of physical theories ou physical theories cube.

[5] En anglais : cube of theories.

[8] En anglais : Bronstein cube^[5].

[10] En anglais : Bronstein cube of theories^[6].

[12] En anglais : cGh cube.

[13] En anglais : cGħ cube.

[Uzan2003-1] Uzan 2003.

[UzanLehouc200536-37-2] Uzan et Lehouc 2005, p. 36-37.

[Barrow200570-4] Barrow 2005, p. 70.

[Oriti202025<span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="paragraphe(s)"_>§</abbr>&nbsp;2.1</span>-6] Oriti 2020, § 2.1, p. 25.

[7] (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

[9] (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

[11] (ru) Matveï Bronstein, « K voprosu o vozmozhnoy teorii mira kak tselogo », Uspekhi Astronomicheskikh Nauk, vol. 3,‎ 1933, p. 3-30

[Uzan200338,_<span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="note(s)"_>n.</abbr>&nbsp;27</span>-14] Uzan 2003, p. 38, n. 27.

[UzanLehouc2005119-15] {a b c et d} Uzan et Lehouc 2005, p. 119.

[16] (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

[Okun_1991aOkun_1991a-17] Okun 1991a.

[Okun_1991bOkun_1991b-18] Okun 1991b.

[Okun20021371,_<span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="colonne(s)"_>col.</abbr>&nbsp;1</span>-19] {a b c d e f et g} Okun 2002, p. 1371, col. 1.

[Okun20021371,_<span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="colonne(s)"_>col.</abbr>&nbsp;2</span><span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="référence"_>réf.</abbr>_11</span>-20] Okun 2002, réf. 11, p. 1371, col. 2.

[Zelmanov1967-21] Zelmanov 1967.

[Okun20021371,_<span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="colonne(s)"_>col.</abbr>&nbsp;2</span><span_class="nowrap"><abbr_class="abbr_"_title="référence"_>réf.</abbr>_12</span>-22] Okun 2002, réf. 12, p. 1371, col. 2.

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