Ben Werner
L’espace-temps pourrait n’être qu’un modèle perspectif au sein d’un esprit universel

2025-01-10 Une brève introduction Ben Werner est titulaire d’une maîtrise en génie électrique de l’Université de Californie, Santa Barbara (UCSB). Il a occupé divers postes dans les domaines de l’ingénierie et de la gestion de programmes dans des secteurs allant de la fabrication de semi-conducteurs à la conception de systèmes d’antennes et de radiofréquences. Ben occupe […]

2025-01-10

Une brève introduction

Ben Werner est titulaire d’une maîtrise en génie électrique de l’Université de Californie, Santa Barbara (UCSB). Il a occupé divers postes dans les domaines de l’ingénierie et de la gestion de programmes dans des secteurs allant de la fabrication de semi-conducteurs à la conception de systèmes d’antennes et de radiofréquences. Ben occupe actuellement un poste académique à l’UCSB, où il dirige le développement de nouveaux programmes de formation professionnelle et continue pour l’industrie régionale de la fabrication de précision. Il s’intéresse depuis toujours à la synthèse de la théorie physique et de l’idéalisme, en particulier en ce qui concerne la synthèse de l’électromagnétisme et de l’espace-temps. Ben est convaincu que cette synthèse est au cœur du fonctionnement des PAN (Phénomènes anormaux non identifiés)/OVNI et qu’une compréhension globale corps-esprit de ce phénomène est intimement liée à la possibilité d’une métamorphose culturelle mondiale collective en l’espace d’une génération, touchant les sphères socio-économiques, technologiques, écologiques et psychologiques.

Cet essai est complexe, assez technique, mais profondément enrichissant et potentiellement novateur. Il postule que la géométrie de l’espace-temps réel (c’est-à-dire nouménal) pourrait correspondre exactement à ce que nos modèles mathématiques nous indiquent : un espace projectif complexe dans lequel il n’y a pas de séparation entre les objets et le sujet. Si c’est le cas, cela implique que le fondement de l’univers est une forme de conscience universelle, que l’espace-temps ordinaire dont nous faisons l’expérience n’est qu’un modèle perspectif et que la structure même de l’univers est définie par des archétypes mentaux ou des « idées » universelles. À tort ou à raison, il s’agit là d’une des idées les plus audacieuses, mais aussi les plus explicites et les mieux articulées, qui sous-tend l’idéalisme en lien avec la théorie physique, et qui mérite sans aucun doute plusieurs lectures attentives.

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Introduction

Cet essai examine plusieurs paradoxes de la théorie physique qui peuvent être résolus grâce au concept d’« espace-temps quantique » macroscopique — en particulier, l’espace projectif complexe, qui est l’espace géométrique des fonctions d’onde quantiques. Bien que cet argument ne contredise pas la relativité générale en tant que modèle théorique de l’espace-temps, si la géométrie réelle de l’espace-temps est en fait un espace projectif complexe, l’implication est que la conscience non-duelle doit être le substrat de l’univers, au sein duquel une fonction d’onde quantique macroscopique forme le noumène universel derrière les expériences subjectives individuelles.

Le plus familier des paradoxes abordés dans cet essai est celui de l’action quantique « à distance » (spooky action at a distance/action étrange à distance). Chacun de ces paradoxes peut être résolu conceptuellement en adoptant le point de vue selon lequel l’espace-temps euclidien — dans lequel nous construisons notre concept classique de l’univers d’un point de vue humain — est un modèle au sein d’un espace projectif complexe macroscopique. L’affirmation selon laquelle la géométrie euclidienne peut être construite comme un modèle au sein d’une géométrie projective plus fondamentale est factuellement vraie d’un point de vue géométrique et théorique [1]. L’affirmation selon laquelle la base géométrique des fonctions d’onde quantiques est l’espace projectif complexe est également factuellement vraie [2].

Cependant, l’idée centrale proposée ici, à savoir que l’espace projectif complexe est l’espace-temps réel dans lequel l’univers existe à toutes les échelles, y compris l’échelle humaine, n’est pas un fait accepté. Bien que cette idée n’entre pas en conflit avec la théorie physique actuellement acceptée (car l’espace-temps euclidien peut être construit comme un modèle dans l’espace projectif complexe), elle contredit l’hypothèse implicite qui sous-tend le développement de la théorie physique : qu’une réalité physique existe indépendamment de l’observateur subjectif. Cette contradiction découle du fait que, si nous supposons que l’espace projectif complexe est la géométrie réelle de l’espace-temps, alors l’espace-temps euclidien ne peut apparaître qu’à partir d’un point de vue, c’est-à-dire comme l’expérience d’un observateur subjectif.

Pour les lecteurs qui ne connaissent pas l’espace projectif, une ressource fondamentale recommandée est [1], où les géométries projective, euclidienne, sphérique et hyperbolique sont développées en parallèle. Alors que les dimensions de l’espace projectif réel sont des droites orthogonales de nombres réels, les dimensions de l’espace projectif complexe sont des nombres complexes, l’orthogonalité des dimensions étant due à l’orthogonalité entre les composantes réelles et imaginaires des nombres complexes. Une compréhension de l’espace projectif (complexe) peut être développée à travers plusieurs approches différentes. Dans le contexte de cet essai, les concepts suivants sont particulièrement significatifs :

    • L’espace projectif est la formalisation géométrique d’un espace « vu de tous les points de vue à la fois ». En conséquence, l’espace euclidien peut être construit comme un modèle dans l’espace projectif, ce qui équivaut à prendre un seul point de vue dans l’espace projectif. L’espace projectif est la géométrie la plus élémentaire, avec moins d’axiomes que l’espace euclidien.

    • La distance (et donc la séparation) n’a pas de sens dans l’espace projectif. Ce fait s’aligne avec l’idée que l’espace projectif complexe est la base géométrique des fonctions d’onde quantiques (et de « l’action étrange à distance » due à l’intrication). Il n’y a pas de manière significative de définir ou de visualiser des objets séparés dans l’espace projectif.

    • L’espace projectif complexe peut être compris comme une géométrie intrinsèque aux nombres complexes, plutôt qu’une combinaison de nombres et de géométrie, comme c’est le cas avec la construction des « droites numériques orthogonales » dans la géométrie euclidienne. Cela correspond à une métaphysique où la conscience est fondamentale, dans laquelle des idées apparemment « inconscientes » peuvent constituer la base de la structure et des lois physiques qui régissent un monde objectif.

Les sections suivantes décrivent plusieurs paradoxes de la théorie physique — et des expériences — qui peuvent être résolus conceptuellement en supposant que l’univers observé apparaît dans un espace-temps projectif complexe (macroscopique). Ces paradoxes ne sont apparus dans la théorie physique qu’au cours des dernières décennies, à la suite des efforts déployés pour « combler les lacunes » d’une grande théorie unifiée, unifiant les modèles quantiques et classiques. La résistance de la théorie physique à la grande unification peut être due au fait que nous avons laissé de côté quelque chose d’essentiel, à savoir la structure de l’espace conscient dans lequel l’univers apparaît.

Les paradoxes abordés dans cet essai sont les suivants :

    • Le paradoxe de l’intrication des photons sur de grandes distances.

    • Le paradoxe des champs virtuels statiques (le fait que les champs électrostatiques et magnétostatiques possèdent un nombre d’onde imaginaire).

    • Le paradoxe de la masse/énergie négative manquante (le fait que nous n’observons pas de masse/énergie négative alors que nous en sommes entourés selon la théorie physique).

    • Le paradoxe de la propagation instantanée du champ virtuel (l’observation expérimentale que les changements dans les composantes du champ électromagnétique virtuel se propagent instantanément).

Le paradoxe des photons intriqués sur de grandes distances

Ce paradoxe (mentionné dans l’introduction) est souvent illustré par l’exemple extrême de la lumière émise par une galaxie lointaine — peut-être à des milliards d’années-lumière — qui, selon la mécanique quantique, pourrait représenter l’intrication (non-séparabilité) entre un système dans la galaxie lointaine et un système sur Terre. Dans le cadre d’un modèle conceptuel d’univers situé dans l’espace euclidien, l’intrication quantique semble impliquer une sorte de propagation instantanée du champ reliant les deux systèmes, une possibilité exclue par la relativité restreinte et la vitesse limite de la lumière.

La relativité restreinte semble expliquer ce paradoxe en affirmant que, du point de vue de l’onde lumineuse, l’univers est plat et qu’il n’y a donc pas de séparation entre les deux systèmes. Toutefois, le paradoxe demeure tant que nous croyons que les cadres de repos des deux systèmes (modélisés par trois dimensions euclidiennes d’espace plus une quatrième dimension de temps) sont fondamentalement aussi réels que le cadre de référence de l’onde lumineuse.

Résolution conceptuelle du paradoxe : un plan projectif 2D peut être construit à partir d’un plan euclidien 2D en co-identifiant chaque paire de points antipodaux le long du bord du plan euclidien 2D. De même, nous pouvons transformer le modèle d’une onde lumineuse voyageant dans un espace-temps euclidien 4D en la même onde lumineuse dans un espace projectif complexe en co-identifiant le point dans le temps où l’onde lumineuse est émise avec le point dans le temps où l’onde lumineuse est absorbée. Cela correspond à un principe de la mécanique quantique qui stipule que l’émission et l’absorption d’une onde lumineuse constituent un seul et même événement. En conséquence, le paradoxe de l’intrication des photons sur de grandes distances peut être résolu conceptuellement en supposant que l’espace-temps fondamental de l’univers est un espace projectif complexe (macroscopique).

Selon ce point de vue, l’univers existe en tant que tout intriqué, même si nous percevons un modèle d’univers composé d’objets distincts situés dans un espace-temps euclidien. Cette idée correspond au sentiment instinctif qu’un « maintenant universel » existe dans un sens significatif, bien que l’on nous ait enseigné — par relativité restreinte — qu’un tel « maintenant universel » n’est pas une réalité effective. Cependant, il n’y a pas de conflit entre un « maintenant universel » réel et la relativité restreinte, à condition de préciser que le maintenant universel s’applique à un univers intriqué de fonctions d’onde non séparables. Si nous voulons avoir une expérience objective d’une galaxie lointaine, nous devons encore transmettre cette expérience par des ondes lumineuses et/ou voyager dans l’espace à une vitesse inférieure à celle de la lumière jusqu’à ladite galaxie.

La manière dont une personne pourrait faire l’expérience d’un univers intriqué dans le maintenant universel, et la question de savoir s’il existe un moyen de communiquer ou de visualiser une telle expérience, est une question distincte. L’implication des concepts proposés dans cet essai est qu’une telle expérience serait plus fondamentale pour notre capacité en tant qu’entités conscientes que la réflexion sur un modèle mental d’un univers situé dans un espace-temps euclidien 4D.

Le paradoxe des champs virtuels statiques

Pour des raisons de cohérence interne au sein de l’électrodynamique quantique, les photons associés aux champs électrostatiques et magnétostatiques sont définis comme des photons virtuels, contrairement aux photons réels associés aux ondes électromagnétiques [3]. Alors que le nombre d’onde d’un photon réel est toujours un nombre réel, le nombre d’onde d’un photon virtuel est un nombre imaginaire, ce qui implique que, si les photons réels ont une énergie réelle, les photons virtuels ont (dans un certain sens) une énergie imaginaire.

Une interprétation selon laquelle l’énergie des champs électrostatiques et magnétostatiques est imaginaire présente un paradoxe, car une quantité observée (dans le monde réel) ne peut être imaginaire que par rapport à une autre quantité avec laquelle elle est en mouvement harmonique relatif. Par exemple, un simple pendule possède une énergie cinétique et une énergie potentielle, chacune pouvant être mesurée comme une quantité réelle, tout comme l’énergie des champs électrostatiques et magnétostatiques peut être mesurée comme une quantité réelle. Cependant, si le pendule oscille, son énergie potentielle et son énergie cinétique sont imaginaires l’une par rapport à l’autre. Des exemples similaires peuvent être donnés pour les quantités décrivant tout phénomène de rotation, d’oscillation ou de vibration.

Il est donc paradoxal que les champs électrostatiques et magnétostatiques soient statiques et imaginaires. L’implication de ce paradoxe est que, si nous mesurons une quantité qui est statique et imaginaire, alors nous, en tant qu’observateurs, ou quelque chose dans l’acte d’observer, devons être caractérisés par un mouvement rotatif, oscillatoire ou vibratoire (en dépit du fait que nous ne sommes pas conscients d’un tel mouvement dans notre observation sensorielle normale du monde).

La notion de mouvement harmonique caché est renforcée par le fait que nous sommes « limités » par le mouvement harmonique : à l’échelle quantique, tout est caractérisé par une vibration ; à la vitesse de la lumière, seules les ondes lumineuses existent ; et à l’échelle cosmologique, il y a un début et une fin à l’espace-temps plat dans lequel notre expérience objective se produit, peut-être de manière répétitive, où la fin d’un univers peut être le début d’un autre [6].

Résolution conceptuelle du paradoxe : le paradoxe des champs virtuels statiques peut être résolu par le concept selon lequel l’espace fondamental dans lequel les champs électrostatiques et magnétostatiques existent est un espace projectif complexe, qui est lui-même l’espace des fonctions d’onde quantiques. Une analogie avec les vagues de l’océan peut être utile pour développer ce concept. Il est facile de voir que, si nous surfons sur une vague océanique, celle-ci nous semblera statique, même si elle est en mouvement du point de vue de quelqu’un qui se tient sur la rive.

Il est plus difficile de visualiser des champs virtuels statiques au sein d’une fonction d’onde quantique, car une fonction d’onde n’est pas un objet observable comme une vague océanique. Les ondes électromagnétiques sont elles-mêmes des fonctions d’onde quantiques, et même si nous avons l’habitude de les visualiser comme des ondes se déplaçant dans l’espace, l’invariance de la vitesse de la lumière par rapport au cadre de référence signifie que nous ne pouvons jamais observer une onde lumineuse en tant qu’objet.

Il en va de même pour les fonctions d’onde quantiques décrivant des particules stationnaires : la fonction d’onde elle-même n’est jamais observable. Cependant, tout comme nous pouvons enregistrer l’effet d’une onde électromagnétique dans les champs électriques et magnétiques oscillants d’une antenne, les champs électriques et magnétiques statiques peuvent être considérés comme enregistrant une fonction d’onde quantique macroscopique.

Alors que la non-observabilité d’une onde lumineuse peut être attribuée à l’invariance de la vitesse de la lumière, la non-observabilité d’une fonction d’onde quantique macroscopique pourrait être attribuée à l’asymétrie entre notre expérience de l’espace et celle du temps : dans notre vision euclidienne de l’espace-temps, nous percevons une étendue macroscopique de l’espace à chaque instant, mais nous ne percevons qu’une étendue microscopique du temps à chaque instant.

Étant donné qu’une fonction d’onde quantique englobe des échelles équivalentes d’espace et de temps dans un espace projectif complexe, nous ne pouvons mesurer ou percevoir que les composantes de ces fonctions d’onde qui correspondent à notre vision euclidienne de l’espace-temps, qui, une fois encore, consiste en une étendue macroscopique d’espace, mais une étendue microscopique de temps. L’expérience d’une fonction d’onde quantique macroscopique « complète » ne pourrait avoir lieu que dans un espace projectif complexe, qui serait une expérience « en dehors » de l’instant microscopique qui passe dans le temps euclidien.

L’espace projectif est défini comme un espace « vu de toutes les perspectives à la fois », ce qui revient à dire que tous les points de vue sont intriqués (non séparables) au sein d’une fonction d’onde quantique macroscopique. Par conséquent, une telle expérience coïnciderait avec une dissolution de la division sujet-objet, c’est-à-dire avec un déplacement de l’identité à partir d’un seul point de vue. Un tel « mouvement » ne serait pas le mouvement de quelque chose d’observable comme un pendule physique, mais plutôt un mouvement caché (normalement « inconscient ») intrinsèque à la coexistence de l’espace-temps euclidien (qui supporte une division sujet-objet) et de l’espace projectif complexe (dans lequel une division sujet-objet est impossible). Cela pourrait correspondre au mouvement caché impliqué par le paradoxe des champs virtuels statiques.

Le paradoxe de la masse/énergie négative manquante

La masse/énergie négative est parfois qualifiée d’« exotique », car elle n’est jamais observée directement, même si son existence est rendue nécessaire par nos modèles physiques. À l’échelle cosmique, les mesures les plus récentes du taux d’expansion de l’univers nous indiquent que l’univers est essentiellement plat [7], ce qui signifie que la courbure positive de l’espace-temps corrélée à une masse/énergie positive observable doit être compensée par une courbure négative de l’espace-temps due à une masse/énergie négative non observée. La forme globale de l’univers, en tant que totalité de l’espace-temps, semble être un équilibre entre courbure positive et courbure négative.

En outre, comme les photons et les antiphotons sont identiques, tout ce qui se déplace à la vitesse de la lumière représente un équilibre entre énergie positive et négative. Et à l’échelle la plus petite, celle de Planck, la théorie quantique prédit que la grande majorité de l’énergie présente dans les fluctuations quantiques du vide est constituée de particules virtuelles, qui sont des intermédiaires entre les solutions positives et négatives de la relation énergie-quantité de mouvement.

Le paradoxe est donc que l’univers semble être fondamentalement un équilibre de masse/énergie positive et négative, et pourtant nous n’observons de masse/énergie positive qu’à l’échelle humaine. Nous semblons être littéralement « limités » par un équilibre de masse/énergie positive et négative aux micro et macro limites de l’univers, ainsi qu’à la limite de la vitesse de la lumière.

Résolution conceptuelle du paradoxe : la non-observabilité des fonctions d’onde quantiques peut expliquer pourquoi nous n’observons pas directement la masse/énergie négative à l’échelle humaine, malgré son omniprésence pour équilibrer la masse/énergie positive aux frontières de notre expérience objective.

Afin d’encadrer la signification de la masse/énergie négative dans la théorie physique, nous pouvons nous tourner vers la récente synthèse de la théorie de l’information et de la théorie physique, qui indique l’équivalence de la masse/énergie et de l’information/entropie [8, 9]. Dans cette perspective, nous pouvons voir que l’information/entropie négative, et donc la masse/énergie négative, ne décrit pas des particules et des objets ; elle décrit plutôt l’intrication des particules et des objets au sein d’un ensemble plus vaste, c’est-à-dire au sein d’une fonction d’onde quantique [10].

De ce point de vue, il est logique que nous ne puissions pas observer objectivement une masse/énergie négative. Une expérience de masse/énergie négative implique une expérience directe de l’intrication (non-différenciation) de toutes les choses dans notre champ d’expérience. Une telle expérience non-duelle, équivalente à une dissolution de la division sujet-objet, n’est pas une expérience objective d’objets discrets encadrés dans un espace-temps euclidien régi par une chaîne de cause à effet, mais plutôt une intégration du sujet et de l’objet dans un espace projectif complexe macroscopique mis en évidence par ce paradoxe dans la théorie physique actuelle.

Le paradoxe de la propagation instantanée des champs virtuels

Il est bien connu que rien de ce qui possède une masse/énergie réelle ne peut voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Si un objet doté d’une masse/énergie réelle devait voyager plus vite que la vitesse de la lumière, il violerait la causalité, c’est-à-dire un ordre cohérent de causes et d’effets. Cependant, il n’est peut-être pas bien connu que les changements dans les champs virtuels se propagent instantanément. Cela a été démontré dans des expériences de réflexion interne frustrée [4, 5].

De tels changements dans les champs virtuels ne constituent pas de la lumière rayonnée — ce sont des champs associés localement à un objet physique. Dans le cadre de l’électrodynamique quantique, ces champs sont équivalents aux champs électrostatiques et magnétostatiques. Nous connaissons les phénomènes quantiques instantanés à distance, tels que l’effet tunnel quantique et le couplage quantique. Ces phénomènes quantiques instantanés sont considérés comme ne violant pas la causalité parce que les états de part et d’autre du phénomène (tels que les états de deux particules couplées) sont mutuellement causaux, c’est-à-dire qu’ils ne peuvent pas être connus indépendamment.

Le paradoxe de la propagation instantanée d’un champ virtuel est l’implication d’une relation de causalité mutuelle entre des objets macroscopiques chargés ou magnétiques (objets qui possèdent des champs électrostatiques ou magnétostatiques) et quelque chose d’autre, en dépit du fait que les objets observables semblent toujours obéir aux lois classiques de cause et d’effet par rapport à leur environnement.

Résolution conceptuelle du paradoxe : si nous devions identifier un moment où la substance des particules et les objets qu’elles composent maintenant étaient en relation de causalité mutuelle, ce serait au point du Big Bang (et peut-être de manière équivalente à l’intérieur des trous noirs), où la courbure du temps est égale à la courbure de l’espace, de telle sorte que l’espace et le temps sont indifférenciables.

Après ce moment — ou plutôt, lorsque le temps apparaît à l’observateur comme une dimension euclidienne orthogonale à l’espace — les objets peuplant l’espace semblent démêlés (ou désintriqués) les uns des autres, agissant les uns sur les autres par une chaîne de causes et d’effets. « Réintriquer » ces objets impliquerait d’inverser le cours du temps (en violation de la loi de l’entropie) par le biais d’une série d’événements incroyablement complexes et finement coordonnés, ou bien de les forcer à se rassembler dans un trou noir.

Cet essai présente un argument selon lequel, dans un certain sens, les objets que nous observons sont déjà intriqués dans un espace projectif complexe macroscopique qui est à la portée de notre capacité à en faire l’expérience à tout moment en tant qu’entités conscientes.

L’implication de la propagation instantanée d’un champ virtuel est qu’une composante objectivement observable d’une fonction d’onde quantique macroscopique est présente dans l’espace-temps euclidien sous la forme de champs électrostatiques et magnétostatiques.

Références bibliographiques

[1] Stillwell, John (2005). The Four Pillars of Geometry (Les quatre piliers de la géométrie), Springer Press, ISBN 978-1-4419-2063-8.

[2] Ashtekar, Abhay et Schilling, Troy A. (1997). « Geometrical Formulation of Quantum Mechanics » (Formulation géométrique de la mécanique quantique) arXiv:gr-qc/9706069v1.

[3] Peskin, M.E., Schroeder, D.V. (1995). An Introduction to Quantum Field Theory, Westview Press, ISBN 0-201-50397-2.

[4] Nimtz, G. (2011). « Tunneling Violates Special Relativity ». Foundations of Science, 41 :1193-1199. arXiv:1003.3944 Note de B. Werner : L’interprétation dans cette citation selon laquelle l’effet tunnel viole la relativité restreinte n’est pas correcte, étant donné l’interprétation selon laquelle l’énergie dans les changements de champ instantanés est purement imaginaire. Cependant, les données sont néanmoins pertinentes pour l’argument présenté dans cet essai.

[5] Eckle, P. et al. (2008). « Attosecond Ionization and Tunneling Delay Time Measurements in Helium ». Science, 322 :1525.

[6] Gabriel Unger, Nikodem Poplawski. (2019) “Big bounce and closed universe from spin and torsion”. Astrophys. J. 870, 78. arXiv:1808.08327

[7] Collaboration Planck, (2015) « Planck 2015 results. XIII. Cosmological Parameters ». Astronomy and Astrophysics. arxiv.org/abs/1502.01589.

[8] Bekenstein, Jacob D. (1981). « Universal upper bound on the entropy-to-energy ratio for bounded systems ». Physical Review D (Particles and Fields), Volume 23, Issue 2, 15 janvier 1981, pp. 287-298. 10.1103/PhysRevD.23.287

[9] Shoichi Toyabe et al. (2010). “Information heat engine: converting information to energy by feedback control”. Nature Physics 6, 988-992. arXiv:1009.5287.

[10] N.J. Cerf et C. Adami. (1997). « Negative entropy and information in quantum mechanics (Entropie négative et information en mécanique quantique) »  arxiv.org/abs/quant-ph/9512022v3

Texte original : https://www.essentiafoundation.org/spacetime-may-be-a-mere-perspectival-model-within-a-universal-mind/reading/