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Stephen Hawking et la Théorie du Tout — Science étonnante # 2

Stephen Hawking et la Théorie du Tout — Science étonnante # 2

Hello to everyone! Today, simultaneously to the opening of the movie dedicated to him, I’d like to talk to you about Stephen Hawking and his research work about the Theory of Everything ! Maybe you noticed a few days ago in France the opening of this movie called “Une merveilleuse histoire du temps” [literally: A wonderful history of Time] and this movie recounts the life of the famous astrophysicist Stephen Hawking. You may know that Stephen Hanwking dedicated a great part of his life as a researcher to the pursuit of what we call “the Theory of Everything” This is in fact the English title of the movie, called “the Theory of Everything”. So, today I’d like to explain :
What is the Theory of Everything? Why do we call it like that? Why are we researching it? And…what is Hawking’s contribution in it? To understand better what is the Theory of Everything, we have to go back to the first half of the 20th Century. You may already know that at this period there was 2 very big revolutions in Fundamental Physics. The first one was the discovery of the General Relativity theory by Einstein. The General Relativity theory is a theory about the force of Gravitation (Gravity). In fact, at the time Einstein proposed his theory, we already had a theory of Gravity. It was Newton’s Theory : the law of Universal Attraction. The one we are taught during high school. Einstein started with a different postulate. He proposed that if massive objects are attracted to each other, it is not because of a force between them, but because they curve the space-time continuum. Einstein’s theory doesn’t actually bring many new things compared to Newton’s theory … except when the objects are very massive. There is in particular 2 very special cases. The first one is the existence of Black Holes. Einstein’s theory indicates: “there are regions of space from which nothing can escape… not even light !” … that’s what we call Black Holes. And today we know that Black Holes exist.There is actually one quietly sitting in the middle of our Galaxy. and you can even look in its direction if, during summer, you aim for the Sagittarius constellation. The other big discovery coming from Einstein’s Theory is the idea of an expanding Universe. Einstein’s Theory tells us that the Universe is expanding and that if we go back in time, if we rewind the movie of the Universe’s history, until 13.8 billion years, the Universe was in a very dense state, completely condensed on itself, and very hot, and this period is what we call the Big Bang. Big Bang is directly deduced from the General Relativity theory. The other big revolution that occured more or less at the same time, in parrallel, is the Quantum Theory. Quantum Mechanics are a bit on the opposite side of General Relativity, because it is a theory about matter at the microscopic level. By microscopic, what are we talking about? We talk about atoms… and also everything underneath, everything smaller, protons, electrons… every elementary particles. And Quantum Mechanics describes a world that, at this microscopic level, is very different from the world we are used to, at the macroscopic level. The best way to understand this is to think about an atom. You know, we used to represent an atom as a kind of small solar system, with electrons orbiting around protons, a little in the same way as planets orbit around a star. In fact, Quantum Mechanics tells us that things happen in quite a different way. For planets orbiting a star, they usually are at a specific distance from the star but they can be, in theory, at any distance there is no mandatory distance. At the microscopic level, for electrons, there are mandatory orbits.This means that an electron can only be at a specific distance from the proton. It can be on an orbit, or on the next one, but it can’t be in-beetwen the two. Things are discontinuous, and we sometimes say that things are “quantified”. In fact, that is what gives its name to Quantum Mechanics. The other big news at the microscopic level is that particles can be in several states simultaneously. You know, the usual image we give is that of Schrödinger’s Cat, the cat that can be simultaneously dead and alive. For an electron orbiting around a proton in an atom, this is exactly what happens. The electron is … in every positions of its orbit at the same time. It is everywhere on its orbit. So it is a very different thing compared to what we are used to ourselves, at the macroscopic level. Quatum Mechanics can appear to be quite weird, but you have to know that this theory works very well. First of all, this is the basis of all our current understanding of Particles Physics … and not only in (particle) accelerators, but Quantum Mechanics is also what allows us to understand how semiconductors work and thus how to make transistors, microprocessors, and without Quantum Mechanics, you may not be watching this video. Ok, all this is good and well, but very quickly, physicists understood that Quantum Mechanics, and General Relativity, were 2 completely incompatible theory. This can be seen already…in General Relativity, everything is continuous, and every thing is in a well determined state. In Quantum Mechanics, things are discontinous, and objects can be in several states at the same time. So those two theories are fundamentally incompatible. And you know Physicists… They really like trying to unify things. If they could have only one Theory that encompasses those two, that would suit them very well. And so this is that hypothetical Theory that would encompass both that we call – a little pompously – the Theory of Everything. Here, I can hear you tell me: “Why do we care to have a Theory of Everything?” I told you: “Quantum Mechanics is for microscopic objects… …and General Relativity is for very heavy objects “. In general, very massive objects are not microscopic, and microscopic objects are not very heavy. Well, this is not entirely true… we know at least 2 cases where we need a theory that regroups Quantum Mechanics and General Relativity. The first one is to understand what happens inside Black Holes. You know, a Black Hole is only accumulating matter All this matter falls in the center of the Black Hole and so at the center of the Black Hole, we have a huge amount of matter concentrated in a very small volume. To understand what really happens at the center of a Black Hole, we need to have a Theory that allows to do both General Relativity and Quantum Mechanics We need a Theory of Everything. The other case is … about the very first moments of the Big Bang. In fact, in the first moments of the Big Bang, the Universe was in a very, very concentrated state. It was very heavy… but it was also so contracted that to really understand what happened then, we need a Theory of Everything. And this is very important because, you know, we often say “the Universe was born 13.8 billion years ago” In fact, it isn’t true, we don’t really know. If we really want to understand what happened at that time, we need to have a Theory that allows one to do both General Relativity and Quantum Mechanics, at the same time. So, what has Hawking done in all this? Hawking was the first, in the seventies, to manage to mix a little bit both Quantum Mechanics and General Relativity. More precisely, Hawking worked on the physics of Black Holes, and he showed that if we put a little bit of Quantum Gravity in Black Holes, we find out that they actually emit a radiation. We used to say “A black hole is something that can only swallow things. It can not emit anything.” And Hawking showed that no : if we take Quantum Mechanics into account, that picture changes, and Black Holes emit a radiation. That radiation is energy and thus, if Black Holes emit energy : its mass diminished. So Black Holes can diminish, and they actually can completely disappear. That’s what we call the Black Hole Evaporation. And this was a little revolution as, for the first time, someone managed to mix a bit of Quantum Mechanics and General Relativity. Moreover, by doing this, this changed completely the image we had about Black Holes. And so this is what remains Hawking’s biggest find, his big scientific discovery. His name is even attached to this because we call the Black Hole radiation the “Hawking Radiation”. So today, where are we in this research of a Theory of Everything? Well, in fact, we are not really much further than where we were at the time of Hawking’s contribution. The most elaborate attempt to this day – at least, the one that has the most researchers and also the most publicity – is called the String Theory. String Theory’s idea is to reset everything to zero, and to postulate: ” Actually, the work is not made of particles, but it is made of little uni-dimensionnal objects, which are a kind of little strings, and that can, like particles, move, interact, disintegrate, merge, etc. String Theory allows us to solve quite a number of problems that we had before while trying to mix a little too simply General Gravity and Quantum Mechanics. There is just a price to pay, which is that String Theory only works in ten dimensions. You can not go a String Theory in Four dimensions or in 18 dimensions…It has to be in 10 dimensions. One dimension of time, and nine dimensions of space. This is a problem, because until proven otherwise, today, space dimensions, we only saw 3 of them. So we have to explain where are the other six. Today, String Theory is the most developped approach, but it is still far from being called “the Theory of Everything”. And you have to know that there is not only String Theory in life, there are also other approaches and in particular one, those last twenty years, we saw a new approach that was developped, called Loop Quantum Gravity. Don’t be mistaken by the term of loop. The loops in Loop Quantum Gravity have almost nothing in common with the Strings in String Theory and this approach is very interresting because, for once, it works in four dimensions. This is, one dimension of time, and three dimensions of space. In particular, the Physicist that are working on that subject have looked into what we can comprehend of the very first times of the Big Bang when using that Theory. And what they saw is that it was possible that our Universe is not actually born 13.8 billion years ago, but that it is the result… of a resurging of a previous Universe! So you have to imagine a previous Univese that has collapsed on itself and that, just before it reached the size of a point, had bounced upon iself and gave our own Universe. So, I have to tell you something about this approach of Loop Quantum Gravity, I have a slight preference for it, as it was my research subject a few years ago. I promise you : one day I’ll make a video dedicated to Loop Quantum Gravity. Thank you for watching this video, I hope you liked it. You should know that you can subscribe to this channel. You can also find me on my blog: Science étonnante (Surprising Science) as well as on Facebook and Twitter. See you next time!

100 thoughts on “Stephen Hawking et la Théorie du Tout — Science étonnante # 2

  1. Stephen Hawking n'a rien découvert de révolutionnaire et l'évaporation des trous noirs reviens a Jacob bekenstein qui le premier a suggéré cette théorie bien avant Hawking. Pire Hawking a remis en cause les équations de bekenstein pour ensuite avouer qu'il s'était trompé mais l'histoire n'a retenu que Hawking. Je sais ça jette un froid

  2. c'est une bonne information concernant d'électromagnétique , et la formation de l'univers . mais pourquoi Stéphane hawking est devenu une personne handicapée mentale ? je pense qu'il a trouvé l'esprit de Diable à la place de Dieu . s'il avait trouvé l'esprit de Dieu , il pouvait savoir comment les plantes , les animaux , les oiseaux , les poissons , les êtres humains etc. existaient sur terre .

  3. Dans toutes les vidéos il est dit que même la lumière ne peut s’échapper d’un trou noir, mais sans jamais expliquer pourquoi. C’est simplement car la lumière est composée de photons, et que les photons n’ont aucun masse. C’est pour ça également que rien ne peut aller plus vite que la lumière. Car moins il y a de masse, plus il est facile d’accélérer un objet. C’est pour ça que même la lumière ne peut s’échapper d’un trou noir

  4. La derniere theorie, j'ai egalement un faible pour Elle. Un univers qui s'effondre et rebondit.
    L'etre humain perdu dans le temps, cherchant a traverser les cycles…

  5. Mince!… on est en 2019, et ils travaillent toujours et encore sur des théories!! malgré la technologie actuelle..
    .. dire que nos finances vont encore et toujours sur des théories!… c'est quoi ce délire?!!!…moi on me paye sur du sûr et certains!… Mince!!! j'aurai dû travailler pour la météo ou ce genre de boulot oû l'on est manifestement payé pour se tromper, en mettant en doute l'incertitude de certains environnements, etc, etc… et blablabla… Dans mon boulot on nous fais pas de cadeaux!!!… et y'a pas de blablabla…

  6. Je viens d'être initié à la théorie du toutou: c'est mon chien qui m'a formé.
    Il est très fort mon chien: il regarde tes vidéos, ET il les comprends.
    Puis tente de me les expliquer . . . (c'est pas gagné . . .)

  7. On dit que hawking est un génie . . .
    Faux: il n'avait que ça à faire . . .
    (désolé . . .)
    Je suis sur qu'il aurait aprécié l'humour et m'aurait écris un petit mot signé de lui, genre:
    " Stay fun.

  8. Dire que moi, le recherche la plus complexe que j'ai faite, c'est hier quand je trouvais plus mes clefs . . .
    On n'a pas les mêmes valeurs . . .

  9. Avec la gravitation quantique à boucle c'est super on arrive à expliquer ce qui peut se passer dans le Big Bang mais dans ce cas du coup il n'est plus l'origine de l'univers mais juste un rebond c'est bien mais ou est passée l'origine ? un seul rebond, qu'y avait il au début ? plusieurs rebonds et l'on redécouvre l'éternité, tout cela reste bien mystérieux

  10. « Le ciel, Nous l’avons construit par Notre puissance : et Nous l’étendons [constamment] dans l’immensité. »

    (Verset 47 / Sourate 51) le coran

  11. Ta chaîne est une belle démonstration de tout ce qu'internet peut nous apporter de bon… Merci pour tout !

  12. Comptes-tu faire une vidéo sur le principe holographique ? J'ai regardé une conférence de David Elbaz sur le sujet ("habitons-nous un trou noir ?"), et j'avoue que c'est un poil trop compliqué pour moi. Je n'ai pas tout saisi même si je trouve ça très intéressant… Et la conférence date de 2016 donc j'imagine qu'il y a du nouveau depuis ? Et merci pour ton travail !

  13. Je fais le tour de toutes tes videos.
    Avant, tu restais dans le compréhensible. En 2019, cela devient laborieux….
    Mais bon.
    Donc pour celle-ci, il est envisageable que le bigbang provienne d'un trou noir.
    Cer qui resoufrait le souci de la conservation de l information
    Bien sur, maintenant on a cette "photo" d'un trou noir….

  14. Mais… L'idée que le Big bang soit issu d'un ancien univers… C'est juste la logique même oO, ça m'étonne que les scientifiques aient attendu si longtemps avant d'en émettre l'hypothèse D:

  15. JeJe l'ai lu.. Ça donne l'impression de comprendre. le savoir et la s implicité. Reposez en paix.

  16. Le Coran parle de l'expansion de l'univers, ca date pas Einstein
    Super vidéo c'est toujours un plaisir

  17. Raffou70 a tout dit. Génial, pour un profane comme moi, même si parfois je rame, je suis toujours aussi accro. à tes vidéos très ludiques et bien commentées. Bravo à toi, hâte de découvrir tes autres vidéos, passées et futures. 😎

  18. J'apprécie beaucoup tes vidéos.
    Tu ne fais preuve d'aucune arrogance et tu t'exprimes en toute neutralité.
    Tes sujets sont très interessants et accessibles.

  19. Ah c'est génial !! j'aime bien regarder ce genre de vidéos , ce sont des trucs intéressants et culturels en plus ils provoquent une grande curiosité en moi continue comme ça !!

  20. je regardes tes anciennes video.
    J aime eaucoup la fin de celle-ci. L origine de "notre" univers 'actuel". Tous mes pot sont bien pesés.
    Donc il est en théorie possible que nptre univers provienne d'un singularité !!!
    Lavvvvvvvoisvivervvvvvvvvvv,v vvvvvvvvvvvvvvvvvjvvvvvvvvvvvvvvvvvvve vsvuvvisvv vvdvvvvvvvvvvvveptve vauvsivivvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvvv

  21. La théorie du tout, ce n'est pas tout à fait ça : la théorie du tout (ce sur quoi travaillait Stephen Hawking) c'est le fait de mettre en évidence UNE seule équation, laquelle suffirait à expliquer tout le fonctionnement de l'univers, comment tout à commencé et comment tout finira.

  22. tu es magnifique et claire mais je pense que la théorie de tout serait la grande DEVINETTE avec tous jusqu’au long temps surtout avec Einstein. (point de vue) merci à toi bien sûr 👌🏻

  23. Ce qui viendrait à dire qu'il y a contradiction entre la relativité générale et la mécanique quantique.
    Théories fumeuses puisque dans certains endroits de l'univers comme les trous noirs, les lois de la physique ne sont plus applicables.
    En conclusion, plus nous découvrons des choses et plus nous sommes encore plus largués.

  24. Il y a belle lurette que la théorie du big bang est dépassée.nous en sommes à celle de la simulation de l'univers qui ferait de nous nous des hologrammes

  25. Si la philo vous intéresse, je vous suggère la lecture du Kybalion, édité en 1917 et qui parle de la philosophie hermétique (5000 à 4000 ans ) avant JC, philosophie qui propose une hypothèse sur ce qu'est l'univers et toute chose que nous connaissons. Tout un chapitre est nommé "Le Tout".

  26. C'est le Français Henri Poincaré qui est à l'origine de la théorie de la relativité.
    BING BANG = Théorie de l'absolut imaginaire de l'homme pour expliquer quelque chose qu'il ne comprend absolument pas.
    L'univers de la théorie scientifique est vraiment grand, trop grand.
    En sachant que la lumière qui nous vient du soleil met 8 minute pour nous parvenir, pouvez vous imaginer la distance parcourue par la lumière pendant un heure, et puis ensuite une année, OK
    Maintenant imaginez le chemin parcouru durant 1.000 années, et puis 100.000 ans.

    Où en sommes nous ? Maintenant imaginons le chemin parcouru durant 1.000.000 d'année.
    ET maintenant, ta ta ta vous multipliez par 15.000 et vous avez Youpie, le temps ZERO de l'univers, le moment où Dieu intervient pour expliquer l'inexplicable. Mais, mais, mais, qui avait-il avant?
    Voilà, vous avez une meilleure idée de ce qu'est la THÉORIE du BING BANG.

    Mais finalement, qui a pris la photo?

  27. Super vidéo, comme d'habitude.

    rien à voir, mais serait-il possible de faire une vidéo sur la thermodynamique ? 🙂

  28. Tout est un ce qui fait qu'il y a une infinité d'infinités mais une seule infinité d'infinités comme notre univers est fini et infini en même temps. je suis messager de Dieu.

  29. Les atomes, les électrons, n'est-ce pas encore plus petit que microscopique ?…
    Micro 10-6
    Nano 10-9
    Pico 10-12 etc, etc, jusqu'à 10-24 …

  30. Bonjour Monsieur. Merci pour cette très bonne vidéo qui malheureusement, elle ne s'adresse qu'à un public érudit, ayant une connaissance scientifique développée en physique et plus particulièrement en physique nucléaire. Comment expliquer en 10 minutes, ce qui nécessite parfois toute la vie des chercheurs qui, ensemble, n'ont qu'une approche de la "solution". ? Le seul conseil, si je peux me permettre, CONTINUER, car seule la vulgarisation de la science arrivera à intéresser notre jeunesse désœuvrée. Bien à vous et encore merci pour ce que vous réalisez.

  31. Œuvre de fiction: Satan veut nous mettre dans une chambre à gaz géante mais des anges  menacent de faire sauter les stations d'essence partout sur la planète dans les grandes villes pour forcer les gvts à passer à la voiture électrique. Sauf que des ouragans terrifiants ont suffi à nous convaincre toutes et tous. – Je suis un mythe. Je suis 3 lettres mystérieuses dans le Coran que seul Dieu connaissait le sens. Je suis son Messager.

  32. Le tout,
    Il faut donc concevoir l'ensemble du tout à l'infini.
    Il me semble que rien ne retienne le tout à s'arrêter contre un mûr.
    Les étoiles ont un mouvement en boucle. Concentration et explosion.
    Source: Ciel d'azur, Hubert Reeves.
    Et quand bien même il y aurait non pas un univers en boucle, mais des milliards.
    Et oui, on oublie le facteur infini à attribuer à tous nos sens de questions.
    Je ne pense pas qu'il soit nécessaire de tout observer dans l'infini.
    La vraie recherche est de comprendre l'infini.
    C'est mon sujet préféré. 😁
    Bien à vous ! Et bonne chance !

  33. Une bonne fois pour toutes : oui, ça s'écrit STEPHEN, et pourtant ça se prononce STEVEN [ˈstiːvən]

  34. Moi je n'y connais rien , mais comme je suis curieux bah j'écoute bon je n'ai pas tout compris mais j'ai apris une chose sur les trous noir je ne savais pas qu'ils pouvez "s'évaporer" je savais qu'ils pouvez régurgiter de temp en temp des rayons dont j'ai oublié le nom mais c'est tout . Bref je vaiS me coucher un petit peu moins con 🤘😀 merci pour tes vidéos que je regarde depuis peu

  35. Pour la théorie quantique à boucle c'est pas étonnant, je pense qu'il est important d'observer le plus petit (microscopique) voir même observer les lois de la nature pour s'en rendre compte. À mon avis les règles cosmiques sont déterminable par les règles plus observables à nos yeux et c'était là toute la philosophie des anciens et notamment des druides. Le tout, c'est quand nos corps et nos consciences sont régis par les mêmes lois que l'univers entier !

  36. Einstein serait en cours de la synthèse du macrocosme et du microcosme quand suivit sa mort. Mais pourquoi l'autre médecin ou biologiste avait extrait son cerveau l'emporter au lieu de la simple autopsie?

  37. La théorie des cordes sans la science c'est l'instinct des vieux philosophe ou prophète. l'univers est vibrations tout est vibrations.

  38. Alors de 1 je m'abonne de 2 je plussoies et ensuite g un problème oui je suis pas un sientos oui je suis pas le plus intelligent mais au final cette théorie des trous noir qui "fondent" a cause de l'émission spontané de "choses" dans l'espace qui ensuite disparaissent ect c bien beau mais on voit des quasart disparaitre ???? sans ca pas de preuve et que des idées non ??

  39. E=MC2. fut découvert en 1902 par le mathématicien Francais Poincaré. Qui mourrut en 12 je crois, avant qu'Einstein se l'attribue longtemps apres, et rétroactivement, comme l'ayant trouvé en 1905. Les preuves existent.

  40. A ne pas confondre croyance et le savoir pour ma part ce ne sont que des interprétation. Personne ne sait rien finalement

  41. Je crois que "O'king" c'est juste un nom qu'on veut placer dans l'histoire alors que le prototype il a rien foutu. Des noms comme ça on en a plein dans l'histoire.

  42. Très intéressant comme thème… Tout… Rien… Tout est tellement grand que pas observable donc infini où contenu dans un contenant 🤔😅😤 où gravite autour de quelque chose… Vaste sujet. 🌻

  43. StePHen Hawking et non pas Steeven Hawking lool ^^$
    Paix a son âme, c'était 1 trèsgrand homme =)

    PS: Ha ok, mes plus plates excuses, ca s'écrit Stephen mais ca se dit Steeven lool Ha ces Américain, ils peuvent pas lire comme tous le monde nan? Pour moi ca a toujours été Stephen Hawking, je l'ai toujours appelé comme son nom s'écrit –* y'a que les Américains pour foutre la m ** sur cette planète t'façon xD

  44. du coup ça veut dire qu'il n'y a pas de "fontaines blanches". Quant-à la théorie du rebond d'un univers précédent, il n'y avait pas besoin d'être un physicien pour y penser LOL
    La question que je me pose c'est: du coup à un moment notre univers arrêterait de s'étendre et se densifierait à nouveau?

  45. Pour ma part je pense que c'est beaucoup plus simple que ça . On va chercher des théories gigantesques pour pas grand chose .

  46. Could you apply the new results: 1/0=0/0= tan (pi/2) = log 0 = 0 in the new and natural sense? We introduced the division by zero calculus also for functions.

    viXra:1908.0100 submitted on 2019-08-06 @, (767 unique-IP downloads)

    Fundamental of Mathematics; Division by Zero Calculus and a New Axiom

  47. J'aimerais savoir stp quel est ton secret pour maitriser tous ces sujets dont tu nous parles, tes un vrai génie

  48. Voulez-vous que je vous dise une chose? Toutes les théories scientifiques qui ont essayé de comprendre les mystères de l'univers restent fragiles et peuvent à chaque moment se retrouver à la marge et dans l'oubli , on est que des êtres minables qui vivent dans une poussière minable au sein d'un univers inconcevable, alors comment peut-on expliquer l'immensité d'un univers dont on ignore les extrémités, malgré l'évolution des sciences les astrophysiciens demeurent impuissants devant la matière sombre, ils n'ont pas pu connaitre de quoi est-elle formée ? Ça veut dire que la théorie de Steve n'est qu' une tentative pour frôler la réalité. Mais aucun peut prétendre qu' il détient les réponses pertinentes. Seul le créateur détient la réalité.

  49. Et si une théorie du tout ne peut tout simplement pas exister ? Un peu comme en maths ou on peut pas tout demontrer( une vidéo que tu avais fait en disait que tout n 'est pas demontrable ) ?

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