Luc Blanchet est un spécialiste reconnu de la théorie de la relativité générale. Il a été chargé de recherches au Département d’Astrophysique Relativiste et de Cosmologie (DARC) à l’Observatoire de Meudon, et est depuis 2008 Directeur de Recherche de 1ère classe au Groupe de Gravitation et Cosmologie (GReCO) à l’Institut d’Astrophysique de Paris

Contributions :

• Un cours de relativité générale sous forme de polycopié : idéal pour ceux qui souhaitent découvrir plus en détail les concepts de la théorie, et pour ceux qui veulent se familiariser avec son formalisme mathématique.

  Cours de relativité générale

Thibault Damour est professeur de physique théorique à l’Institut des hautes études scientifiques (IHES) et membre de l’Académie des sciences. Il est reconnu pour ses travaux en cosmologie sur les trous noirs, les pulsars et les ondes gravitationnelles. Il a notamment reçu la prestigieuse médaille Einstein, en 1996.

Contribution :

• Un extrait de la bande dessinée Le Mystère du monde quantique (2016) parue chez Dargaud, qu’il a co-écrite avec Mathieu Burniat. Aux côtés de Bob et de son fidèle chien Rick, partez à la découverte du monde quantique !

  Le Mystère du monde quantique

Jean Eisenstaedt est directeur de recherche émérite à l’Observatoire de Paris. Historien de la physique, il est notamment célèbre pour ses travaux sur la relativité générale, dont il est un spécialiste reconnu.

Contributions :

• Une introduction à l’histoire de la relativité générale avec l’article La relativité générale : une théorie en avance sur son temps (2015) paru dans la revue L’Astronomie
• La relativité générale à l’étiage : 1925 – 1955 (1986) qui retrace en détail l’histoire de la relativité générale et ses difficultés à s’imposer comme théorie de référence pour la gravitation, entre domination newtonienne et maigres validations expérimentales

Spécialiste de la mécanique quantique, Franck Laloë est chercheur au CNRS et membre du prestigieux laboratoire Kastler-Brossel. Il est notamment à l’origine de HAL, plateforme d’archive ouverte en ligne.

Contributions :

• Un polycopié de mécanique quantique (sans gros calculs) dont voici le sommaire :
  Sommaire
  
  Comprenons-nous vraiment la mécanique quantique ?
  1. Introduction, historique
  1.1 Trois étapes
  1.1.1 La « préhistoire »
  1.1.2 La période ondulatoire
  1.1.3 L’école de Copenhague
  1.2 Le statut du vecteur d’état

  2. Des difficultés, des paradoxes
  2.1 La récurrence infinie de Von Neumann
  2.2 L’ami de Wigner, le chat de Schrödinger
  2.3 De mauvais arguments

  3. Einstein, Podolsky et Rosen
  3.1 Des haricots et des gènes
  3.2 Le théorème EPR

  4. Bell, GHZ, Hardy
  4.1 Inégalités de Bell
  4.1.1 Démonstration
  4.1.2 Généralité du théorème
  4.2 Egalités de GHZ
  4.3 Impossibilités de Hardy

  5. Où en sommes-nous ?
  5.1 Les failles
  5.2 La localité, la contrafactualité
  5.3 Téléportation et cryptographie quantiques
  5.4 Les états « par tout ou rien », la décohérence
  5.4.1 Les états par tout ou rien
  5.4.2 La décohérence
  5.5 Les alternatives
  5.5.1 Les variables supplémentaires
  5.5.2 Evacuation du postulat de réduction du paquet d’onde
  5.5.3 Histoires décohérentes

  Appendices
  I. Une tentative de construction d’une théorie quantique « séparable » (théorie non déterministe mais locale)
  II. Démonstrations de relations
  III. Calcul de la probabilité maximale pour un état de Hardy
  

• Un autre polycopié de mécanique quantique (en anglais), plus complet que le précédent et qui présente notamment les différentes interprétations de la physique quantique

Ces deux documents PDF sont des versions préliminaires du livre Comprenons-nous vraiment la mécanique quantique ?, idéal pour ceux qui souhaitent approfondir le sujet et comprendre le formalisme mathématique de la mécanique quantique.

Agrégé de philosophie, Dominique Lecourt est professeur de philosophie à l’université Paris Diderot et directeur général de l’Institut Diderot. Il est l’auteur de nombreux ouvrages de réflexion sur la science et son impact sur la société.

Contribution :

• Sa vision du progrès exposée dans un texte intitulé : L’avenir du progrès

Jean-Marc Lévy-Leblond est professeur émérite à l’université de Nice. Il dirige la revue Alliage qu’il a lui-même fondée ainsi que la collection « Science ouverte » au Seuil. Spécialiste de physique et d’épistémologie, il aime surtout se définir comme « critique de science » et a écrit de nombreux essais dans ce sens.

Contribution :

• un texte de réflexion sur les rapports entre science et langage intitulé :

  La science au défi de la langue

  où il réfute les idées de langage propre à la science et de langue parfaitement adaptée à la science (en particulier l’anglais), et où il souligne la nécessité actuelle d’une réflexion critique sur le langage scientifique.

Jean-Michel Raimond est professeur de physique à l’Université Pierre et Marie Curie et directeur du département de physique de l’ENS au LKB. Ses travaux portent essentiellement sur l’électrodynamique quantique en cavité et les puces à atomes supraconductrices.

Contribution :

• Cours de relativité restreinte, qui présente les principes fondamentaux de la théorie et introduit son formalisme mathématique

Passionné d’astrophysique, Hubert Reeves s’est fait connaître du grand public dès les années 70 grâce à ses nombreux ouvrages de vulgarisation scientifique. Egalement militant écologiste, il est actuellement le président d’honneur de l’association « Humanité et Biodiversité ».

Contribution :

• De l’histoire de l’univers à l’histoire de l’homme : l’homme va-t-il gâcher la belle histoire de l’apparition de la vie sur terre en courant à sa propre perte, maintenant qu’il domine et dégrade la nature ? Voici la vision du monde et de l’humanité d’Hubert Reeves dans ce texte intitulé :
  L’avenir de la vie sur terre

Physicien et historien des sciences, Carlo Rovelli est l’un des pères fondateurs de la théorie de la gravitation quantique à boucles, qui vise à établir un cadre formel permettant de décrire la force gravitationnelle à très petite échelle, et qui opère une refonte complète des concepts d’espace et de temps. Il dirige le groupe de recherche en gravité quantique au Centre de physique théorique de Marseille-Luminy.

Contribution :

• Un extrait de son ouvrage Sept brèves leçons de physique, paru aux éditions Odile Jacob, extrait qui présente les grandes idées de la théorie de la gravitation quantique à boucles et qui explique en particulier comment cette théorie décrit le temps.

  La gravitation quantique à boucles
  
  
  
  Un axe de recherche majeur centré sur la tentative de résoudre le problème […] est la gravité quantique « à boucles », développée par une patrouille de chercheurs disséminés dans plusieurs pays du monde, dont la France est un des premiers.La gravité quantique à boucles cherche à combiner la relativité générale et la mécanique quantique directement, sans rien y ajouter. C’est une tentative prudente car elle n’utilise pas d’autres hypothèses que ces deux théories mêmes, opportunément réécrites jusqu’à les rendre compatibles. Mais ses conséquences sont radicales : une modification profonde de la structure de la réalité.
  L’idée est simple. La relativité générale nous a appris que l’espace n’est pas une boîte inerte, mais quelque chose de dynamique : un champ, une espèce d’immense mollusque mouvant dans lequel nous sommes plongés, qui peut se comprimer et se tordre. La mécanique quantique, d’autre part, nous apprend que chaque champ est fait de quanta : il a une structure fine granulaire. Il s’ensuit que l’espace physique est lui aussi « fait de quanta ».
  La prédiction centrale de la théorie des boucles est donc que l’espace physique n’est pas continu, il n’est pas divisible à l’infini, il est formé de grains, d’ « atomes d’espace ». Ces grains sont très petits : un milliard de milliards de fois plus petits que le plus petit des noyaux atomiques. Des millions de milliards de fois plus petits que la plus petite distance qu’arrivent à sonder nos instruments les plus puissants, comme le grand accélérateur de particules de Genève.
  La théorie décrit ces atomes d’espace de façon mathématique et fixe les équations qui déterminent leur évolution. On les appelle boucles, ou anneaux, parce que chaque atome d’espace n’est pas isolé, mais relié à d’autres, formant un réseau de relations qui tisse la trame de l’espace physique comme des anneaux de fer tissent une cotte de mailles.
  Où se trouvent ces quanta d’espace ? Nulle part. Ils ne sont pas dans l’espace, puisqu’ils constituent eux-mêmes l’espace. L’espace est créé par l’interaction mutuelle des quanta de gravité individuels. Encore une fois, le monde semble être relation avant d’être un ensemble d’objets.
  Mais c’est la deuxième conséquence de la théorie qui est la plus extrême. De même que disparaît l’idée de l’espace continu qui contient les choses, de même disparaît l’idée d’un « temps » continu élémentaire et primitif qui s’écoule indépendamment des choses. Les équations qui décrivent des grains d’espace et de matière ne comportent plus la variable temps.
  Cela ne signifie pas que tout est immobile et qu’il n’existe pas de changement. Au contraire, cela signifie que le changement est partout, mais que les processus élémentaires ne peuvent pas être ordonnés dans une succession d’instants commune. A la très petite échelle des quanta d’espace, la danse de la nature ne s'effectue pas au rythme de la baguette d'un seul chef d'orchestre, d'un seul temps : chaque processus danse indépendamment de ses voisins, à son propre rythme. L’écoulement du temps est interne au monde, il naît dans le monde même, à partir des relations entre des événements quantiques qui sont le monde et qui sont eux-mêmes la source du temps.

  Extrait de Sept brèves leçons de physique
  

Mathématicien lauréat de la prestigieuse médaille Fields en 2010, Cédric Villani a été directeur de l'Institut Henri Poincaré (IHES) et professeur à l'Université de Lyon. Il est désormais député de La République en Marche. Ses travaux portent essentiellement sur les équations d'évolution, la mécanique des fluides, la mécanique statistique et la théorie des probabilités. Il est également l'auteur d'ouvrages destinés au grand public, comme Théorème vivant paru en 2012.

Contribution :

• Un extrait de la bande dessinée :
  Les Rêveurs lunaires
  qui raconte l'épisode de Farm Hall, cette maison mise sur écoute par les Alliés après la guerre afin de savoir où en étaient les Allemands dans leurs recherches sur la bombe atomique...