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Science Étonnante, (#2) Stephen Hawking et la Théorie du Tout - YouTube

(#2) Stephen Hawking et la Théorie du Tout - YouTube

Bonjour à tous ! Aujourd'hui, à l'occasion de la sortie du film qui lui est consacré,

je voudrais vous parler de Stephen Hawking et de ses travaux de recherche sur…

la théorie du tout !

Vous avez peut-être vu qu'en France est sorti, il y a quelques jours ce film qui

s'appelle « Une merveilleuse histoire du temps ».

…et c'est un film qui retrace la vie du célèbre astrophysicien Stephen Hawking.

Vous savez peut-être que ce à quoi Stephen Hawking a consacré une bonne partie de sa vie de chercheur,

c'est la recherche de ce qu'on appelle « la théorie du tout »

D'ailleurs c'est le titre en anglais du film, ça s'appelle «The Theory of Everything »

Alors aujourd'hui je voudrais vous expliquer : Qu'est-ce que c'est la théorie du tout ?

Pourquoi on l'appelle comme ça ?

Pourquoi on la cherche ?

Et puis… qu'est-ce qu'a fait Hawking là dedans ?

Pour comprendre ce que c'est que la théorie du tout,

il faut remonter à la première moitié du 20ème siècle.

Vous savez peut-être qu'à cette époque

ont eu lieu deux très grandes révolutions en physique fondamentale.

La première, ça a été la découverte de la théorie de la relativité générale par Einstein.

La théorie de la relativité générale c'est une théorie de la force de gravité.

En fait, à l'époque où Einstein propose sa théorie,

on avait déjà une théorie de la force de gravité.

C'était la théorie de Newton : La loi de l'attraction universelle,

celle qu'on apprend physique au lycée.

Et Einstein est parti d'un principe différent. Il a proposé que

si les corps massif s'attirent, ce n'est pas parce qu'il existe une force entre eux

mais c'est parce qu'ils courbent l'espace-temps.

Alors la théorie d'Einstein, en fait, elle n'apporte pas énormément de choses

nouvelles par rapport à celle de Newton…

sauf quand les objets sont très lourds.

Il y a notamment deux cas très particuliers.

Le premier c'est l'existence des trous noirs.

La théorie d'Einstein nous dit : « Il existe des régions l'espace

dont rien ne ne peut s'échapper… même pas la lumière ! »

…ce qu'on appelle les trous noirs.

Et aujourd'hui on sait que les trous noirs existent, par exemple il y en a un

qui est tranquillement assis en plein milieu de notre galaxie

et d'ailleurs vous pouvez regarder dans sa direction si, en été, vous visez

la constellation du sagittaire.

L'autre grande nouveauté qui a été apportée par la théorie d'Einstein,

c'est l'idée de l'expansion de l'univers.

La théorie d'Einstein nous dit que,

l'univers est en expansion

et que si on remonte le temps, qu'on remonte le film de l'histoire de l'univers,

il y a 13,8 milliards d'années,

il était dans un état complètement contracté sur lui-même très dense,

très chaud et c'est ça qu'on appelle le Big Bang.

Le Big Bang est une conséquence de la relativité générale.

L'autre grande révolution qui a eu lieu à peu près à la même période, en parallèle,

c'est la mécanique quantique.

La mécanique quantique c'est un petit peu l'opposé de la relativité générale,

puisque c'est une théorie de la matière au niveau microscopique.

Par microscopique, qu'est ce qu'on entend ? On entend…

…les atomes… et puis tout ce qui est en dessous, tout ce qu'il y a de plus petit,

les protons, les électrons… toutes les particules fondamentales.

Et la mécanique quantique,

elle nous décrit un monde qui, au niveau microscopique,

est assez différent du monde dont on a l'habitude au niveau macroscopique.

Le mieux, pour comprendre ça, c'est de penser à un atome… vous savez,

on représente souvent un atome comme une sorte de système planétaire,

des électrons qui tournent autour des protons,

un peu de la même manière que des planètes peuvent tourner autour d'une étoile.

En fait, la mécanique quantique

nous dit que les choses se passent d'une manière assez différente.

Pour les planètes qui tournent autour d'une étoile,

elles se trouvent, en général, à une distance donnée de l'étoile

mais elles pourraient se trouver, à priori, à n'importe quelle autre distance

il n'y a pas de distance imposée.

Au niveau microscopique, pour les électrons

il y a des orbites imposées. C'est à dire qu'un électron ne peut se trouver qu'à

une certaine distance du proton.

Il peut se trouver sur une orbite, il peut trouver sur la suivante, mais

il ne peut pas se trouver entre les deux

Les choses sont discontinues, on dit parfois qu'elles sont « quantifiées »,

d'ailleurs c'est ce qui donne son nom à la mécanique quantique.

L'autre grande nouveauté au niveau microscopique c'est que

les particules peuvent être dans plusieurs états à la fois.

Vous savez, l'image habituelle qu'on donne, c'est celle du chat de Shrödinger,

le chat qui est à la fois mort et vivant.

Et bien pour un électron qui tourne autour d'un proton dans un atome,

ça se passe exactement comme ça.

L'électron, il est…

dans toutes les positions de son orbite à la fois. Il est partout à la fois sur son orbite.

Donc quelque chose de très différent de ce dont on a l'habitude

nous, au niveau macroscopique.

La mécanique quantique, ça peut vous paraître bizarre mais il faut savoir que ça marche très très bien.

Déjà, c'est ce qui est à la base de toute notre compréhension actuelle de la physique des particules

…et ce n'est pas seulement dans les accélérateurs (de particules), puisque

la mécanique quantique, c'est ce qui nous permet de comprendre

comment marchent les semiconducteurs

et donc de faire des transistors des microprocesseurs…

et donc sans mécanique quantique,

vous ne seriez peut-être pas en train de regarder cette vidéo.

Alors, tout ça c'est très bien mais

assez vite, les physiciens se sont rendus compte que la mécanique quantique et la

relativité générale étaient deux théories totalement incompatibles

Ça se voit un peu… en relativité générale tout est continu,

toutes les choses sont dans un état bien déterminé.

En mécanique quantique,

les choses sont discontinues, les objets sont dans plusieurs états à la fois.

donc ces deux théories sont fondamentalement incompatibles.

Et vous savez, les physiciens… ils aiment bien essayer d'unifier les choses.

S'ils pouvaient avoir une seule théorie qui englobe les deux, ça les arrangerait bien.

Et donc, c'est cette hypothétique théorie qui engloberait les deux

qu'on appelle – un peu pompeusement –

la théorie du tout

Là vous allez me dire : « Qu'est-ce qu'on s'en fiche d'avoir une théorie du tout ? »

Je vous ai dit « la mécanique quantique c'est pour les objets microscopiques…

…et la relativité générale c'est pour les objets très lourds ».

En général, les objets très lourds ne sont pas microscopiques

et les objets microscopiques ne sont pas très lourds.

En fait ce n'est pas tout à fait vrai…

on connaît au moins deux cas où on aurait bien besoin d'une théorie

qui regroupe mécanique quantique et relativité générale.

Le premier c'est pour comprendre ce qu'il se passe au centre des trous noirs.

Vous savez, un trou noir, ça ne fait qu'accumuler de la matière

toute cette matière tombe au centre du trou noir

et donc au centre du trou noir, on a énormément de matière qui se concentre dans un très petit volume.

Pour comprendre ce qu'il se passe vraiment au centre d'un trou noir,

il faut qu'on ait une théorie qui permette de faire à la fois de la

relativité générale et la mécanique quantique.

Il faut qu'on ait une théorie du tout.

L'autre cas, c'est…

celui des premiers instants du Big Bang.

En fait, dans les premiers instants du Big Bang,

l'univers était dans un état très très contracté. Alors il était très lourd…

mais il était tellement contracté que pour comprendre vraiment ce qui s'est

passé à ce moment-là, il faut qu'on ait une théorie du tout.

Et c'est très important parce que, vous savez, on dit souvent

« l'univers est né il y a 13,8 milliards d'années »

En fait, c'est pas vrai, en fait on n'en sait rien

Si on veut vraiment comprendre ce qui s'est passé à ce moment-là,

il faut qu'on ait une théorie qui permettent de faire de la relativité

générale et de la mécanique quantique en même temps.

Alors, qu'est-ce qu'a fait Hawking là-dedans ?

Hawking a été le premier,

dans les années 70, à réussir à mélanger un tout petit peu

la mécanique quantique et la relativité générale.

Plus précisément, Hawking travaillait sur la physique des trous noirs,

et il a montré que si on mettait un peu de mécanique quantique dans les trous noirs,

on trouvait que les trous noirs émettaient un rayonnement.

On avait l'habitude de dire « Un trou noir c'est quelque chose qui ne peut

qu'avaler des choses. Ça ne peut rien émettre. »

Et Hawking montre que non : si on prend en compte la mécanique quantique,

l'image change et les trous noirs émettent un rayonnement.

Ce rayonnement c'est de l'énergie

et donc si le trou noir émet de l'énergie : sa masse diminue.

Donc les trous noirs peuvent maigrir et peuvent même disparaître complètement.

C'est ce qu'on appelle l'évaporation des trous noirs.

Et donc ça a été une petite révolution puisque, pour la première fois,

quelqu'un arrivait à mélanger un petit peu

de la mécanique quantique dans la relativité générale.

Et en plus, en faisant ça, cela modifiait complètement l'image qu'on avait des trous noirs.

Et donc c'est ça qui reste la grande trouvaille de Hawking,

sa grande découverte scientifique.

D'ailleurs son nom est resté attaché à ça puisque ce rayonnement des trous noirs,

on l'appelle « le rayonnement de Hawking »

Alors aujourd'hui, où est-ce qu'on en est dans la recherche d'une théorie du tout ?

Et bien, en fait, on n'est pas forcément beaucoup plus loin que là où on était à l'époque de Hawking.

La tentative la plus aboutie aujourd'hui – en tout cas celle qui

bénéficie du plus de chercheurs et aussi du plus de publicité –

elle s'appelle la théorie des cordes.

La théorie des cordes, son idée c'est de reprendre un peu les choses à zéro et de dire :

« Finalement le monde n'est pas fait de particules

mais il est fait de petits objets uni-dimensionnels,

qui sont des petites cordes

et qui, comme les particules, peuvent se balader,

interagir, se désintégrer, fusionner, etc.

La théorie des cordes permet de résoudre un certain nombre de problèmes

qu'on avait quand on essayait de mélanger un peu naïvement

la relativité générale et la mécanique quantique.

Il y a juste un prix à payer, c'est que la théorie des cordes, elle ne marche que

en dix dimensions.

Vous ne pouvez pas faire de théorie des cordes en quatre dimensions

ou en 18 dimensions… C'est dix dimensions obligatoires.

Une dimension de temps, neuf dimensions d'espace.

Ça c'est un problème, parce que

jusqu'à preuve du contraire, aujourd'hui, des dimensions d'espace,

on n'en a vu que trois.

Donc il faut expliquer où sont les six autres.

Aujourd'hui, la théorie des cordes est l'approche la plus développée,

mais elle est encore loin de pouvoir prétendre à être « la théorie du tout »

Et puis il faut savoir qu'il n'y a pas que la théorie des cordes dans la vie,

il y a d'autres approches

et notamment, ces vingt dernières années, il y a une nouvelle approche qui

s'est développée qui s'appelle la gravité quantique à boucles.

Il ne faut pas vous laisser tromper par le terme de boucles.

Les boucles de la gravité quantique à boucles

n'ont à peu près rien à voir avec les cordes de la théorie des cordes

et c'est une approche très intéressante parce que, notamment,

elle fonctionne en quatre dimensions. C'est-à-dire une dimension de temps

et trois dimensions d'espace.

Et en particulier, les physiciens qui travaillent sur le sujet

ont regardé comment on pouvait comprendre les premiers instants du Big Bang

en utilisant cette théorie.

Et ce qu'ils ont vu, c'est qu'il était possible que

notre univers ne soit en fait pas né il y a 13,8 milliards d'années,

mais soit le résultat…

du rebond d'un univers précédent !

Donc, il faut s'imaginer un univers précédent qui se serait effondré sur lui même

et qui, juste avant d'atteindre une taille ponctuelle, aurait rebondit

et aurait donné notre univers à nous.

Alors, il faut que je vous dise,

cette approche de la gravité quantique à boucles,

j'ai un petit faible pour elle parce que c'était mon sujet de recherche

il y a quelques années.

Je vous le promet : un jour je vous ferai une vidéo spécifique sur la gravité quantique à boucles.

Merci d'avoir suivi cette vidéo, j'espère qu'elle vous a plu.

Sachez que vous pouvez vous abonner à la chaîne.

Vous pouvez aussi me retrouver sur mon blog : Science étonnante

ainsi que sur Facebook et sur Twitter. À bientôt !

(#2) Stephen Hawking et la Théorie du Tout - YouTube (#2) Stephen Hawking and the Theory of Everything - YouTube (#2) Stephen Hawking y la Teoría del Todo - YouTube (#2)スティーブンホーキングとすべての理論-YouTube (#2) Stephen Hawking en de Theorie van Alles - YouTube (#2) Stephen Hawking e a Teoria de Tudo - YouTube (#2) Стивен Хокинг и теория всего - YouTube

Bonjour à tous ! Aujourd'hui, à l'occasion de la sortie du film qui lui est consacré, Hello to everyone! Today, simultaneously to the opening of the movie dedicated to him, やあ !今日、彼に捧げられた映画のリリースの際に、

je voudrais vous parler de Stephen Hawking et de ses travaux de recherche sur… I'd like to talk to you about Stephen Hawking and his research work about スティーブンホーキングと彼の研究についてお話ししたいと思います…

la théorie du tout ! the Theory of Everything ! すべての理論!

Vous avez peut-être vu qu'en France est sorti, il y a quelques jours ce film qui Maybe you noticed a few days ago in France the opening of this movie フランスでこの映画が数日前に公開されたのを見たことがあるかもしれませんが、

s'appelle « Une merveilleuse histoire du temps ». called "Une merveilleuse histoire du temps" [literally: A wonderful history of Time] 「素晴らしい時間の歴史」と呼ばれています。

…et c'est un film qui retrace la vie du célèbre astrophysicien Stephen Hawking. and this movie recounts the life of the famous astrophysicist Stephen Hawking. …そしてそれは有名な天体物理学者スティーブンホーキングの人生をたどる映画です。

Vous savez peut-être que ce à quoi Stephen Hawking a consacré une bonne partie de sa vie de chercheur, You may know that Stephen Hanwking dedicated a great part of his life as a researcher あなたはスティーブンホーキングが彼の研究生活の多くを捧げたものを知っているかもしれません、

c'est la recherche de ce qu'on appelle « la théorie du tout » to the pursuit of what we call "the Theory of Everything" それはいわゆる「すべての理論」の探求です

D'ailleurs c'est le titre en anglais du film, ça s'appelle «The Theory of Everything » This is in fact the English title of the movie, called "the Theory of Everything". その上、それは映画の英語のタイトルであり、それは「すべての理論」と呼ばれています

Alors aujourd'hui je voudrais vous expliquer : Qu'est-ce que c'est la théorie du tout ? So, today I'd like to explain : What is the Theory of Everything? それで、今日私はあなたに説明したいと思います:すべての理論は何ですか?

Pourquoi on l'appelle comme ça ? Why do we call it like that? なぜそれをそれと呼ぶのですか?

Pourquoi on la cherche ? Why are we researching it? なぜ私たちは彼女を探しているのですか?

Et puis… qu'est-ce qu'a fait Hawking là dedans ? And...what is Hawking's contribution in it? そして…ホーキングはそこで何をしましたか?

Pour comprendre ce que c'est que la théorie du tout, To understand better what is the Theory of Everything, すべての理論が何であるかを理解するために、

il faut remonter à la première moitié du 20ème siècle. we have to go back to the first half of the 20th Century. 20世紀前半に戻らなければなりません。

Vous savez peut-être qu'à cette époque You may already know that at this period あなたはその時それを知っているかもしれません

ont eu lieu deux très grandes révolutions en physique fondamentale. there was 2 very big revolutions in Fundamental Physics. 基本的な物理学には2つの非常に大きな革命がありました。

La première, ça a été la découverte de la théorie de la relativité générale par Einstein. The first one was the discovery of the General Relativity theory by Einstein.

La théorie de la relativité générale c'est une théorie de la force de gravité. The General Relativity theory is a theory about the force of Gravitation (Gravity). 一般相対性理論は重力の理論です。

En fait, à l'époque où Einstein propose sa théorie, In fact, at the time Einstein proposed his theory, 実際、アインシュタインが彼の理論を提案したとき、

on avait déjà une théorie de la force de gravité. we already had a theory of Gravity. 私たちはすでに重力の理論を持っていました。

C'était la théorie de Newton : La loi de l'attraction universelle, It was Newton's Theory : the law of Universal Attraction. それはニュートンの理論でした:普遍的な引力の法則、

celle qu'on apprend physique au lycée. The one we are taught during high school. 私たちが高校で物理学を学ぶもの。

Et Einstein est parti d'un principe différent. Il a proposé que Einstein started with a different postulate. He proposed that そして、アインシュタインは別の原則から始めました。彼はそれを提案した

si les corps massif s'attirent, ce n'est pas parce qu'il existe une force entre eux if massive objects are attracted to each other, it is not because of a force between them, 巨大な物体が互いに引き合う場合、それはそれらの間に力があるからではありません

mais c'est parce qu'ils courbent l'espace-temps. but because they curve the space-time continuum. しかし、それは彼らが時空を曲げるからです。

Alors la théorie d'Einstein, en fait, elle n'apporte pas énormément de choses Einstein's theory doesn't actually bring many new things したがって、アインシュタインの理論は、実際には、多くのものをもたらしません

nouvelles par rapport à celle de Newton… compared to Newton's theory ... ニュートンのニュースと比較したニュース…

sauf quand les objets sont très lourds. except when the objects are very massive. オブジェクトが非常に重い場合を除きます。

Il y a notamment deux cas très particuliers. There is in particular 2 very special cases. 特に2つの非常に特殊なケースがあります。

Le premier c'est l'existence des trous noirs. The first one is the existence of Black Holes. 一つ目はブラックホールの存在です。

La théorie d'Einstein nous dit : « Il existe des régions l'espace Einstein's theory indicates: "there are regions of space アインシュタインの理論によると、「宇宙には地域があります。

dont rien ne ne peut s'échapper… même pas la lumière ! » from which nothing can escape... not even light !" そこから何も逃げることができません…光さえも! »»

…ce qu'on appelle les trous noirs. ... that's what we call Black Holes. …いわゆるブラックホール。

Et aujourd'hui on sait que les trous noirs existent, par exemple il y en a un And today we know that Black Holes exist.There is actually one そして今日、私たちはブラックホールが存在することを知っています、例えば1つあります

qui est tranquillement assis en plein milieu de notre galaxie quietly sitting in the middle of our Galaxy. 私たちの銀河の真ん中に静かに座っている人

et d'ailleurs vous pouvez regarder dans sa direction si, en été, vous visez and you can even look in its direction if, during summer, you aim for ちなみに夏に狙えばその方向を見ることができます

la constellation du sagittaire. the Sagittarius constellation. いて座の星座。

L'autre grande nouveauté qui a été apportée par la théorie d'Einstein, The other big discovery coming from Einstein's Theory アインシュタインの理論によってもたらされた他の素晴らしい目新しさ、

c'est l'idée de l'expansion de l'univers. is the idea of an expanding Universe. それは宇宙の膨張のアイデアです。

La théorie d'Einstein nous dit que, Einstein's Theory tells us that アインシュタインの理論によると、

l'univers est en expansion the Universe is expanding 宇宙は膨張しています

et que si on remonte le temps, qu'on remonte le film de l'histoire de l'univers, and that if we go back in time, if we rewind the movie of the Universe's history, 時間を遡ると、宇宙の歴史の映画に戻ると、

il y a 13,8 milliards d'années, until 13.8 billion years, 138億年前、

il était dans un état complètement contracté sur lui-même très dense, the Universe was in a very dense state, completely condensed on itself, 彼は非常に密集して完全に収縮した状態にありました、

très chaud et c'est ça qu'on appelle le Big Bang. and very hot, and this period is what we call the Big Bang. とても暑くて、それが私たちがビッグバンと呼んでいるものです。

Le Big Bang est une conséquence de la relativité générale. Big Bang is directly deduced from the General Relativity theory. ビッグバンは一般相対性理論の結果です。

L'autre grande révolution qui a eu lieu à peu près à la même période, en parallèle, The other big revolution that occured more or less at the same time, in parrallel, 同じ頃に起こったもう一つの大きな革命は、並行して、

c'est la mécanique quantique. is the Quantum Theory. それは量子力学です。

La mécanique quantique c'est un petit peu l'opposé de la relativité générale, Quantum Mechanics are a bit on the opposite side of General Relativity, 量子力学は一般相対性理論の反対であり、

puisque c'est une théorie de la matière au niveau microscopique. because it is a theory about matter at the microscopic level. それは微視的レベルでの物質の理論だからです。

Par microscopique, qu'est ce qu'on entend ? On entend… By microscopic, what are we talking about? We talk about 微視的とはどういう意味ですか?私達は聞きます…

…les atomes… et puis tout ce qui est en dessous, tout ce qu'il y a de plus petit, atoms... and also everything underneath, everything smaller, …原子…そしてその下にあるものすべて、最小のものすべて、

les protons, les électrons… toutes les particules fondamentales. protons, electrons... every elementary particles. 陽子、電子…すべての素粒子。

Et la mécanique quantique, And Quantum Mechanics そして量子力学、

elle nous décrit un monde qui, au niveau microscopique, describes a world that, at this microscopic level, それは私たちに、微視的なレベルで、

est assez différent du monde dont on a l'habitude au niveau macroscopique. is very different from the world we are used to, at the macroscopic level. 巨視的なレベルで私たちが慣れている世界とはかなり異なります。

Le mieux, pour comprendre ça, c'est de penser à un atome… vous savez, The best way to understand this is to think about an atom. You know, これを理解する最良の方法は、原子について考えることです…ご存知のとおり、

on représente souvent un atome comme une sorte de système planétaire, we used to represent an atom as a kind of small solar system, 原子はしばしば一種の惑星系として表されますが、

des électrons qui tournent autour des protons, with electrons orbiting around protons, 陽子を中心に回転する電子、

un peu de la même manière que des planètes peuvent tourner autour d'une étoile. a little in the same way as planets orbit around a star. 惑星が星の周りを回転できるように。

En fait, la mécanique quantique In fact, Quantum Mechanics 実際、量子力学

nous dit que les choses se passent d'une manière assez différente. tells us that things happen in quite a different way. 物事はまったく異なる方法で発生することを示しています。

Pour les planètes qui tournent autour d'une étoile, For planets orbiting a star, 星を中心に回転する惑星の場合、

elles se trouvent, en général, à une distance donnée de l'étoile they usually are at a specific distance from the star それらは一般に、星から一定の距離にあります

mais elles pourraient se trouver, à priori, à n'importe quelle autre distance but they can be, in theory, at any distance しかし、それらは、先験的に、他の距離にある可能性があります

il n'y a pas de distance imposée. there is no mandatory distance. 強制距離はありません。

Au niveau microscopique, pour les électrons At the microscopic level, for electrons, 微視的レベルでは、電子の場合

il y a des orbites imposées. C'est à dire qu'un électron ne peut se trouver qu'à there are mandatory orbits.This means that an electron can only be at 課せられた軌道があります。つまり、電子はでしか見つけることができません

une certaine distance du proton. a specific distance from the proton. 陽子からある程度の距離。

Il peut se trouver sur une orbite, il peut trouver sur la suivante, mais It can be on an orbit, or on the next one, but ある軌道にあるかもしれませんし、次の軌道にあるかもしれませんが、

il ne peut pas se trouver entre les deux it can't be in-beetwen the two. 彼は間に入ることはできません

Les choses sont discontinues, on dit parfois qu'elles sont « quantifiées », Things are discontinuous, and we sometimes say that things are "quantified". 物事は不連続であり、「定量化された」と言うこともあります。

d'ailleurs c'est ce qui donne son nom à la mécanique quantique. In fact, that is what gives its name to Quantum Mechanics. さらに、これが量子力学にその名前を与えるものです。

L'autre grande nouveauté au niveau microscopique c'est que The other big news at the microscopic level is that 微視的レベルでの他の素晴らしい目新しさはそれです

les particules peuvent être dans plusieurs états à la fois. particles can be in several states simultaneously. パーティクルは同時に複数の状態になる可能性があります。

Vous savez, l'image habituelle qu'on donne, c'est celle du chat de Shrödinger, You know, the usual image we give is that of Schrödinger's Cat, ご存知のとおり、私たちが提供する通常の画像は、シュレディンガーの猫の画像です。

le chat qui est à la fois mort et vivant. the cat that can be simultaneously dead and alive. 死んで生きている猫。

Et bien pour un électron qui tourne autour d'un proton dans un atome, For an electron orbiting around a proton in an atom, 原子内の陽子を中心に回転する電子の場合、

ça se passe exactement comme ça. this is exactly what happens. それはまさにそのように起こります。

L'électron, il est… The electron is ... 電子は...

dans toutes les positions de son orbite à la fois. Il est partout à la fois sur son orbite. in every positions of its orbit at the same time. It is everywhere on its orbit. 同時にその軌道のすべての位置で。それはその軌道のいたるところに一度にあります。

Donc quelque chose de très différent de ce dont on a l'habitude So it is a very different thing compared to what we are used to だから私たちが慣れているものとは非常に異なる何か

nous, au niveau macroscopique. ourselves, at the macroscopic level. 私たち、巨視的なレベルで。

La mécanique quantique, ça peut vous paraître bizarre mais il faut savoir que ça marche très très bien. Quatum Mechanics can appear to be quite weird, but you have to know that this theory works very well. 量子力学はあなたには奇妙に思えるかもしれませんが、それが非常にうまく機能することを知っておく必要があります。

Déjà, c'est ce qui est à la base de toute notre compréhension actuelle de la physique des particules First of all, this is the basis of all our current understanding of Particles Physics すでに、これは素粒子物理学の現在のすべての理解の基礎です。

…et ce n'est pas seulement dans les accélérateurs (de particules), puisque ... and not only in (particle) accelerators, but …そして(粒子)加速器だけでなく、

la mécanique quantique, c'est ce qui nous permet de comprendre Quantum Mechanics is also what allows us to understand 量子力学は私たちが理解することを可能にするものです

comment marchent les semiconducteurs how semiconductors work 半導体のしくみ

et donc de faire des transistors des microprocesseurs… and thus how to make transistors, microprocessors, したがって、トランジスタをマイクロプロセッサにするために…

et donc sans mécanique quantique, and without Quantum Mechanics, したがって、量子力学なしで、

vous ne seriez peut-être pas en train de regarder cette vidéo. you may not be watching this video. あなたはこのビデオを見ていないかもしれません。

Alors, tout ça c'est très bien mais Ok, all this is good and well, but ですから、それはすべて非常にうまくいきますが、

assez vite, les physiciens se sont rendus compte que la mécanique quantique et la very quickly, physicists understood that Quantum Mechanics, and すぐに、物理学者は量子力学と

relativité générale étaient deux théories totalement incompatibles General Relativity, were 2 completely incompatible theory. 一般相対性理論は2つの完全に相容れない理論でした

Ça se voit un peu… en relativité générale tout est continu, This can be seen already...in General Relativity, everything is continuous, それは少し見ることができます…一般相対性理論はすべてが連続的です、

toutes les choses sont dans un état bien déterminé. and every thing is in a well determined state. すべてのものは明確な状態にあります。

En mécanique quantique, In Quantum Mechanics, 量子力学では、

les choses sont discontinues, les objets sont dans plusieurs états à la fois. things are discontinous, and objects can be in several states at the same time. 物事は不連続であり、オブジェクトは一度にいくつかの状態にあります。

donc ces deux théories sont fondamentalement incompatibles. So those two theories are fundamentally incompatible.

Et vous savez, les physiciens… ils aiment bien essayer d'unifier les choses. And you know Physicists... They really like trying to unify things. そして、あなたが知っている、物理学者…彼らは物事を統一しようとするのが好きです。

S'ils pouvaient avoir une seule théorie qui englobe les deux, ça les arrangerait bien. If they could have only one Theory that encompasses those two, that would suit them very well. 彼らが両方を包含する単一の理論を持つことができれば、それは彼らによく合うでしょう。

Et donc, c'est cette hypothétique théorie qui engloberait les deux And so this is that hypothetical Theory that would encompass both したがって、2つを包含するのはこの仮説理論です

qu'on appelle – un peu pompeusement – that we call - a little pompously - これは呼ばれます–やや派手に–

la théorie du tout the Theory of Everything. すべての理論

Là vous allez me dire : « Qu'est-ce qu'on s'en fiche d'avoir une théorie du tout ? » Here, I can hear you tell me: "Why do we care to have a Theory of Everything?" 今、あなたは私にこう言うつもりです。 »»

Je vous ai dit « la mécanique quantique c'est pour les objets microscopiques… I told you: "Quantum Mechanics is for microscopic objects... 「量子力学は微視的な物体のためのものです…

…et la relativité générale c'est pour les objets très lourds ». ...and General Relativity is for very heavy objects ". …そして一般相対性理論は非常に重い物体のためのものです。」

En général, les objets très lourds ne sont pas microscopiques In general, very massive objects are not microscopic, 一般的に、非常に重い物体は微視的ではありません

et les objets microscopiques ne sont pas très lourds. and microscopic objects are not very heavy. 微視的な物体はそれほど重くありません。

En fait ce n'est pas tout à fait vrai… Well, this is not entirely true... 実際、それは完全に真実ではありません...

on connaît au moins deux cas où on aurait bien besoin d'une théorie we know at least 2 cases where we need a theory 私たちは本当に理論が必要になる少なくとも2つのケースを知っています

qui regroupe mécanique quantique et relativité générale. that regroups Quantum Mechanics and General Relativity. これは、量子力学と一般相対性理論を組み合わせたものです。

Le premier c'est pour comprendre ce qu'il se passe au centre des trous noirs. The first one is to understand what happens inside Black Holes. 1つ目は、ブラックホールの中心で何が起こっているのかを理解することです。

Vous savez, un trou noir, ça ne fait qu'accumuler de la matière You know, a Black Hole is only accumulating matter あなたが知っている、ブラックホール、それはただ物質を蓄積する

toute cette matière tombe au centre du trou noir All this matter falls in the center of the Black Hole このすべての問題はブラックホールの中心に落ちます

et donc au centre du trou noir, on a énormément de matière qui se concentre dans un très petit volume. and so at the center of the Black Hole, we have a huge amount of matter concentrated in a very small volume. したがって、ブラックホールの中心には、非常に少量に集中している物質がたくさんあります。

Pour comprendre ce qu'il se passe vraiment au centre d'un trou noir, To understand what really happens at the center of a Black Hole, ブラックホールの中心で実際に何が起こっているのかを理解するために、

il faut qu'on ait une théorie qui permette de faire à la fois de la we need to have a Theory that allows to do both 両方を実行できる理論が必要です

relativité générale et la mécanique quantique. General Relativity and Quantum Mechanics 一般相対性理論と量子力学。

Il faut qu'on ait une théorie du tout. We need a Theory of Everything. 万物の理論が必要です。

L'autre cas, c'est… The other case is ... 他の場合は...

celui des premiers instants du Big Bang. about the very first moments of the Big Bang. ビッグバンの最初の瞬間のそれ。

En fait, dans les premiers instants du Big Bang, In fact, in the first moments of the Big Bang, 実際、ビッグバンの最初の瞬間には、

l'univers était dans un état très très contracté. Alors il était très lourd… the Universe was in a very, very concentrated state. It was very heavy... 宇宙は非常に収縮した状態でした。とても重かったです...

mais il était tellement contracté que pour comprendre vraiment ce qui s'est but it was also so contracted that to really understand what しかし、彼は非常に契約していたので、何が起こったのかを本当に理解することができました

passé à ce moment-là, il faut qu'on ait une théorie du tout. happened then, we need a Theory of Everything. その時に起こった、私たちはすべての理論を持っている必要があります。

Et c'est très important parce que, vous savez, on dit souvent And this is very important because, you know, we often そして、それは非常に重要です。なぜなら、あなたが知っているように、私たちはしばしば言うからです

« l'univers est né il y a 13,8 milliards d'années » say "the Universe was born 13.8 billion years ago" 「宇宙は138億年前に生まれました」

En fait, c'est pas vrai, en fait on n'en sait rien In fact, it isn't true, we don't really know. 実際、それは真実ではありません、実際、私たちはそれについて何も知りません

Si on veut vraiment comprendre ce qui s'est passé à ce moment-là, If we really want to understand what happened at that time,

il faut qu'on ait une théorie qui permettent de faire de la relativité we need to have a Theory that allows one to do both General Relativity 相対性理論を可能にする理論が必要です

générale et de la mécanique quantique en même temps. and Quantum Mechanics, at the same time. 同時に一般力学と量子力学。

Alors, qu'est-ce qu'a fait Hawking là-dedans ? So, what has Hawking done in all this? では、ホーキングはそこで何をしましたか?

Hawking a été le premier, Hawking was the first, ホーキングが最初でした、

dans les années 70, à réussir à mélanger un tout petit peu in the seventies, to manage to mix a little bit 70年代に、少し混ぜることができました

la mécanique quantique et la relativité générale. both Quantum Mechanics and General Relativity.

Plus précisément, Hawking travaillait sur la physique des trous noirs, More precisely, Hawking worked on the physics of Black Holes, 具体的には、ホーキングはブラックホールの物理学に取り組んでいました、

et il a montré que si on mettait un peu de mécanique quantique dans les trous noirs, and he showed that if we put a little bit of Quantum Gravity in Black Holes,

on trouvait que les trous noirs émettaient un rayonnement. we find out that they actually emit a radiation. ブラックホールは放射線を放出することがわかった。

On avait l'habitude de dire « Un trou noir c'est quelque chose qui ne peut We used to say "A black hole is something that can 以前は「ブラックホールはできないものです

qu'avaler des choses. Ça ne peut rien émettre. » only swallow things. It can not emit anything." 物を飲み込むよりも。何も放出できません。 »»

Et Hawking montre que non : si on prend en compte la mécanique quantique, And Hawking showed that no : if we take Quantum Mechanics into account, そしてホーキングは、ノーを示しています。量子力学を考慮に入れると、

l'image change et les trous noirs émettent un rayonnement. that picture changes, and Black Holes emit a radiation. 画像が変化し、ブラックホールが放射線を放出します。

Ce rayonnement c'est de l'énergie That radiation is energy この放射線はエネルギーです

et donc si le trou noir émet de l'énergie : sa masse diminue. and thus, if Black Holes emit energy : its mass diminished. したがって、ブラックホールがエネルギーを放出する場合、その質量は減少します。

Donc les trous noirs peuvent maigrir et peuvent même disparaître complètement. So Black Holes can diminish, and they actually can completely disappear. そのため、ブラックホールは薄くなり、完全に消えることさえあります。

C'est ce qu'on appelle l'évaporation des trous noirs. That's what we call the Black Hole Evaporation. これはブラックホール蒸発と呼ばれます。

Et donc ça a été une petite révolution puisque, pour la première fois, And this was a little revolution as, for the first time, そして、初めて、それは小さな革命でした。

quelqu'un arrivait à mélanger un petit peu someone managed to mix a bit 誰かがそれを少し混乱させることができました

de la mécanique quantique dans la relativité générale. of Quantum Mechanics and General Relativity. 一般相対性理論における量子力学。

Et en plus, en faisant ça, cela modifiait complètement l'image qu'on avait des trous noirs. Moreover, by doing this, this changed completely the image we had about Black Holes. さらに、それを行うことで、ブラックホールのイメージが完全に変わりました。

Et donc c'est ça qui reste la grande trouvaille de Hawking, And so this is what remains Hawking's biggest find, そして、それがホーキングの素晴らしい発見であり続けているのです、

sa grande découverte scientifique. his big scientific discovery. 彼の偉大な科学的発見。

D'ailleurs son nom est resté attaché à ça puisque ce rayonnement des trous noirs, His name is even attached to this because we call the Black Hole radiation その上、ブラックホールからのこの放射以来、彼の名前はこれに付けられたままです、

on l'appelle « le rayonnement de Hawking » the "Hawking Radiation".

Alors aujourd'hui, où est-ce qu'on en est dans la recherche d'une théorie du tout ? So today, where are we in this research of a Theory of Everything? それで、今日、私たちは万物の理論をどこで探していますか?

Et bien, en fait, on n'est pas forcément beaucoup plus loin que là où on était à l'époque de Hawking. Well, in fact, we are not really much further than where we were at the time of Hawking's contribution. ええと、実際、私たちはホーキングの時代にいた場所よりも必ずしも遠くにいるわけではありません。

La tentative la plus aboutie aujourd'hui – en tout cas celle qui The most elaborate attempt to this day - at least, the 今日最も成功した試み-少なくとも

bénéficie du plus de chercheurs et aussi du plus de publicité – one that has the most researchers and also the most publicity - 最も多くの検索者と最も多くの宣伝を楽しんでいます–

elle s'appelle la théorie des cordes. is called the String Theory. それは弦理論と呼ばれています。

La théorie des cordes, son idée c'est de reprendre un peu les choses à zéro et de dire : String Theory's idea is to reset everything to zero, and to postulate: 弦理論、彼のアイデアは、物事を少しゼロから取り、次のように言うことです。

« Finalement le monde n'est pas fait de particules " Actually, the work is not made of particles, 「最後に、世界は粒子でできていません

mais il est fait de petits objets uni-dimensionnels, but it is made of little uni-dimensionnal objects, しかし、それは小さな一次元のオブジェクトでできています、

qui sont des petites cordes which are a kind of little strings, 小さなひもです

et qui, comme les particules, peuvent se balader, and that can, like particles, move, 粒子のように動き回ることができます

interagir, se désintégrer, fusionner, etc. interact, disintegrate, merge, etc. 相互作用、崩壊、マージなど。

La théorie des cordes permet de résoudre un certain nombre de problèmes String Theory allows us to solve quite a number of problems

qu'on avait quand on essayait de mélanger un peu naïvement that we had before while trying to mix a little too simply 少し素朴に混ぜようとしたときに持っていたもの

la relativité générale et la mécanique quantique. General Gravity and Quantum Mechanics.

Il y a juste un prix à payer, c'est que la théorie des cordes, elle ne marche que There is just a price to pay, which is that String Theory only works 支払うべき唯一の代償はその弦理論であり、それは機能するだけです

en dix dimensions. in ten dimensions. 10次元で。

Vous ne pouvez pas faire de théorie des cordes en quatre dimensions You can not go a String Theory in Four dimensions あなたは4次元の弦理論を行うことはできません

ou en 18 dimensions… C'est dix dimensions obligatoires. or in 18 dimensions...It has to be in 10 dimensions. または18次元で…それは10の強制的な次元です。

Une dimension de temps, neuf dimensions d'espace. One dimension of time, and nine dimensions of space. 時間の1次元、空間の9次元。

Ça c'est un problème, parce que This is a problem, because それは問題です、なぜなら

jusqu'à preuve du contraire, aujourd'hui, des dimensions d'espace, until proven otherwise, today, space dimensions, そうでなければ証明されるまで、今日、空間の寸法、

on n'en a vu que trois. we only saw 3 of them. 私たちは3つしか見ませんでした。

Donc il faut expliquer où sont les six autres. So we have to explain where are the other six. したがって、他の6つがどこにあるかを説明する必要があります。

Aujourd'hui, la théorie des cordes est l'approche la plus développée, Today, String Theory is the most developped approach, 今日、弦理論は最も発達したアプローチです、

mais elle est encore loin de pouvoir prétendre à être « la théorie du tout » but it is still far from being called "the Theory of Everything". しかし、それでも「すべての理論」であると主張することはできません。

Et puis il faut savoir qu'il n'y a pas que la théorie des cordes dans la vie, And you have to know that there is not only String Theory in life,

il y a d'autres approches there are also other approaches 他のアプローチがあります

et notamment, ces vingt dernières années, il y a une nouvelle approche qui and in particular one, those last twenty years, we saw a new approach that 特に、過去20年間で、新しいアプローチがありました。

s'est développée qui s'appelle la gravité quantique à boucles. was developped, called Loop Quantum Gravity. ループ量子重力と呼ばれるものが開発されました。

Il ne faut pas vous laisser tromper par le terme de boucles. Don't be mistaken by the term of loop. 用語ループにだまされてはいけません。

Les boucles de la gravité quantique à boucles The loops in Loop Quantum Gravity ルーピー量子重力のループ

n'ont à peu près rien à voir avec les cordes de la théorie des cordes have almost nothing in common with the Strings in String Theory

et c'est une approche très intéressante parce que, notamment, and this approach is very interresting because, for once, 特に、これは非常に興味深いアプローチです。

elle fonctionne en quatre dimensions. C'est-à-dire une dimension de temps it works in four dimensions. This is, one dimension of time,

et trois dimensions d'espace. and three dimensions of space. そして空間の三次元。

Et en particulier, les physiciens qui travaillent sur le sujet In particular, the Physicist that are working on that subject そして特に、この主題に取り組む物理学者

ont regardé comment on pouvait comprendre les premiers instants du Big Bang have looked into what we can comprehend of the very first times of the Big Bang

en utilisant cette théorie. when using that Theory.

Et ce qu'ils ont vu, c'est qu'il était possible que And what they saw is that it was possible that そして彼らが見たのはそれが可能だったということでした

notre univers ne soit en fait pas né il y a 13,8 milliards d'années, our Universe is not actually born 13.8 billion years ago, 私たちの宇宙は実際には138億年前に生まれたわけではありません。

mais soit le résultat… but that it is the result... しかし、結果になります...

du rebond d'un univers précédent ! of a resurging of a previous Universe! 前の宇宙のリバウンドから!

Donc, il faut s'imaginer un univers précédent qui se serait effondré sur lui même So you have to imagine a previous Univese that has collapsed on itself だから、あなたはそれ自体で崩壊したであろう以前の宇宙を想像しなければなりません

et qui, juste avant d'atteindre une taille ponctuelle, aurait rebondit and that, just before it reached the size of a point, had bounced upon iself そして、それは、ポイントサイズに達する直前に、跳ね返っていただろう

et aurait donné notre univers à nous. and gave our own Universe. そして私たちの宇宙を私たちに与えたでしょう。

Alors, il faut que je vous dise, So, I have to tell you something about だから私はあなたに言わなければなりません、

cette approche de la gravité quantique à boucles, this approach of Loop Quantum Gravity, このループ量子重力アプローチ、

j'ai un petit faible pour elle parce que c'était mon sujet de recherche I have a slight preference for it, as it was my research subject それが私の研究対象だったので、私は彼女にソフトスポットがあります

il y a quelques années. I promise you : one day I'll make a video dedicated to Loop Quantum Gravity. 数年前。

Je vous le promet : un jour je vous ferai une vidéo spécifique sur la gravité quantique à boucles. 私はあなたに約束します:いつか私はあなたにループ量子重力に関する特定のビデオを作ります。

Merci d'avoir suivi cette vidéo, j'espère qu'elle vous a plu. Thank you for watching this video, I hope you liked it. このビデオをご覧いただきありがとうございます。楽しんでいただけたでしょうか。

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