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Laurent Nottale

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Laurent Nottale, né en à Paris est un astrophysicien français, directeur de recherche au CNRS et chercheur à l'observatoire de Paris-Meudon.

Carrière et travaux[modifier]

Le , Laurent Nottale obtient le titre de docteur ès-sciences, à l'issue d'une thèse portant sur les lentilles gravitationnelles par amas de galaxies. En octobre, il entre au CNRS. Il enseigne en 1994 l'astrophysique à l'École centrale des arts et manufactures[1].

Il est auteur de la théorie de la relativité d'échelle visant à unifier la physique quantique et la relativité d'Einstein en introduisant explicitement l'échelle d'observation dans les équations physiques, de même qu'Einstein y a introduit explicitement des paramètres liés à la vitesse du référentiel d'observation. Il suppose que devraient s'appliquer ainsi des résultats similaires à ceux de la relativité restreinte avec la vitesse :

  • il existe une échelle d'observation inatteignable (la longueur de Planck), de même qu'il existe une vitesse inatteignable (la vitesse de la lumière : 299 792 458 m/s dans le vide) ;
  • la composée de deux changements d'échelle est inférieure au produit de ces échelles (de même que la composée de deux vitesses est inférieure à la somme de ces 2 vitesses).

La théorie d'échelle qu'il a développée est décrite comme une extension de la relativité d'Einstein[2], fondée sur le même principe heuristique et la même démarche. Son idée a ensuite été de supposer l'existence de trajectoires qui variaient suivant le changement d'échelle, et qui n'étaient donc pas rectifiables, c'est-à-dire des trajectoires fractales[3]. Les mouvements apparemment désordonnés des particules à l'échelle quantique se ramènent donc à des mouvements suivant des géodésiques fractales. Sa théorie permet de redémontrer des résultats importants de la physique. Notamment, il semble avoir redémontré l'équation de Schrödinger à une dimension (résultat connu de physique statistique mais de signification différente de celle qu'elle a réellement en physique quantique). Par contre, un certain nombre d'autres affirmations de redémonstrations n'ont pas encore pu être prouvées. La théorie de relativité d'échelle est en contradiction avec le paradoxe EPR et l'expérience d'Elitzur-Vaidman (obtention d'information sur système quantique sans interaction avec lui). Son application en cosmologie n'a pas pu non plus être prouvée à cause de l'incertitude sur les résultats de mesure des orbites des planètes ou exo-planètes.

Nottale estime que la principale propriété de l'être humain est de montrer une véritable cohérence entre son corps et son esprit uniquement à son échelle, c'est-à-dire sur à peu près deux mètres[4].

Laurent Nottale pose l'hypothèse que l'espace-temps varie selon le zoom ; alors que celui considéré par Galilée ou Einstein garde sa structure lisse quelle que soit l'échelle, Nottale dévoile de nouvelles rugosités à chaque changement de résolution. Cette hypothèse bouscule tous les outils classiques chers aux physiciens, tels que la notion de dérivée qui suppose des courbes lisses sur des longueurs infiniment petites. La grandeur physique dépend maintenant de l'échelle à laquelle on la mesure, ce qui complique les calculs même si cela colle mieux à la façon dont on mesure[5].

L'originalité du travail de Nottale est l'invocation du concept de fractal qui est encore peu utilisé et dominé par le milieu scientifique, pouvant recouvrir en fait de multiples significations mathématiques suivant les contextes. À partir de tels concepts, il affirme avoir posé les bases d'une nouvelle physique aux caractéristiques différentes de ce qui est habituellement considéré comme admissible en physique au regard des connaissances actuelles. Mais sa théorie n'est pas actuellement vérifiée et est parfois critiquée par la communauté scientifique[6].

L'épreuve de la "validation par les pairs"[modifier]

Une double bifurcation[modifier]

Le parcours de Laurent Nottale a fait l'objet d'une étude sous l'angle du fait sociétal[7].

Entre autres lauréat de l'Académie des sciences (1987) pour son travail sur les effets des lentilles gravitationnelles et professeur d'astrophysique durant 15 ans à Ecole Centrale de Paris[8] , Laurent Nottale apparait comme l'archétype du scientifique reconnu en début de parcours, puis prenant le risque personnel de compromettre sa carrière par ses choix de recherche vers une théorie transdisciplinaire de rupture complète : ayant acquis un fort "capital scientifique" dans son domaine d'origine (l'astrophysique) il décide en effet de bifurquer (à partir de 1984) vers l'élaboration de la théorie de la Relativité d'échelle (TRE en Français, SR en Anglais)[9], qui ne se greffait sur aucuns champs de recherche antérieurs (bénéficiant donc de peu de soutiens), et posait indirectement la question d'enjeux scientifiques "établis" atteints par une théorie nouvelle.

Puis, deuxième prise de risque, il étend (1999) sa théorie à d'autres disciplines [10], (biologie [11], sciences de la terre[12], physique théorique[13], etc), et achève ainsi de monter contre sa démarche les tenants d'une astrophysique "stabilisée et sanctionnée". Mais certains secteurs y restent plus ouverts (entre autres en physique théorique[14] ou en systémique[15]).

Les modalités de l'évaluation scientifique en question[modifier]

Suite à la bifurcation vers la TRE, les articles de Nottale ont été évincés de la plupart des revues scientifiques à forte visibilité[16]du fait de l'"évaluation par les pairs". La TRE n'a donc pu être exposée que dans des revues transdisciplinaires moins sélectives et sous la forme d'ouvrages (y compris de vulgarisation, démarche considérée comme dévalorisante[17]). Elle n'aurait donc pas fait l'objet de réfutations sur la base d'une argumentation scientifique : la théorie a simplement été occultée par une part importante de la communauté scientifique.

Nottale réplique en 2005, dans un article critique[18] qui reprend, en les axant sur l'évaluation éditoriales, les orientations données par le CNRS (concernant plutôt l'évaluation de programmes ou de personnes)[19]. Il a par ailleurs été observé que les "referees" ne possédaient pas nécessairement les connaissances mathématiques sophistiquées relatives aux fractales

Mais, selon l'étude sociétale, au delà des enjeux (matériels,entre autres), l'ambition de la TRE de proposer un modèle inédit de lois applicables aussi bien à la microphysique qu'à la cosmologie pouvait (légitimement ?) heurter le monde de la recherche "établie"[20].

Statut actuel[modifier]

La TRE fait (depuis 2019) l'objet de nouvelles études, entre autres dans le champ de l'astrophysique[21]

Nottale a publié un nouvel ouvrage en 2019, aux Etats-Unis[22]

Ouvrages[modifier]

  • Fractal Space-Time and Micro-physics, éditions World Scientific, mai 1993
  • L'univers et la lumière, Cosmologie classique et mirages gravitationnels, éditions Flammarion, août 1993
  • La Relativité dans tous ses états : du mouvements aux changements d'échelle, éditions Hachette, 1998
  • Les arbres de l'évolution, Laurent Nottale, Jean Chaline et Pierre Grou, éditions Hachette, mars 2000
  • Des fleurs pour Schrödinger: la relativité d'échelle et ses applications, Laurent Nottale, Jean Chaline et Pierre Grou, éditions Ellipses, 2009
  • Scale Relativity and Fractal Space-Time: A New Approach to Unifying Relativity and Quantum Mechanics, Imperial College Press, août 2011
  • The Relativity of All Things: Beyond Spacetime, Persistent Press, mars 2019

Notes et références[modifier]

  1. « Laurent Nottale: la cosmologie en pratique », L'Humanité,‎ (lire en ligne)
  2. « Index des articles parus dans Pour la Science depuis 1977 - Pour la Science », sur www.pourlascience.fr (consulté le 9 avril 2021)
  3. « Et le big bang fit tout exploser », sur Télérama (consulté le 9 avril 2021)
  4. 50 ans après Einstein un savant élucide les mystères de l'univers, Science et Vie no 936, septembre 1995, p. 51.
  5. Xavier Müller, Dépasser Einstein, La relativité d'échelle : Et si le monde n'était qu'un océan fractal ?, Science et Vie, no 1051, avril 2005, p. 71.
  6. « Deux réponses à ceux qui annoncent avoir trouvé la loi de l'Evolution. Fractales fatales: la polémique. », sur Libération (consulté le 9 avril 2021)
  7. Vincent Bontems et Yves Gingras, « De la science normale à la science marginale, Analyse d’une bifurcation de trajectoire scientifique: le cas de la Théorie de la Relativité d’Echelle », 47 p., sur Université du Québec à Montréal, SSI SAGE publications, , p. 494-501 étude menée à partir d'une approche bibliométrique.
  8. [1] - Interview : propos recueillis par Nicolas Vidal du 19 juin au 30 août 2013
  9. Laurent Nottale, Fractal Space-Time and Microphysics: Toward a Theory of Scale Relativity : éditeur=World Scientific, L'ouvrage de référence (contexte de 1993), souvent désigné dans la littérature sous l'acronyme "FSTM"]
  10. Pour un exposé de la théorie en 18 pages (contexte de 2007) : Laurent Nottale, « Chapitre 9 : Un nouveau paradigme pour la physique? Nouvelles perspectives », 18 p. in sous la direction de Philippe Bourgeois et Pierre Grou, Les grands défis technologiques et scientifiques au XXIe siècle : éditeur=Ellipse,
    • Pour un exposé de la théorie en 65 pages :
    Laurent Nottale, « Scale relativity and fractal space-time: theory and applications », 65 p., sur Observatoire de Paris, in Proceedings of First International Conference on the Evolution and Development of the Universe : éditeur=ENS,
  11. Ouvrages :
    - Laurent Nottale, Jean Chaline et Pierre Grou, Les arbres de l'évolution : éditeur=Hachette, (Cosmos, vie, sociétés).
    - Laurent Nottale, Jean Chaline et Pierre Grou, Des fleurs pour Schrödinger : la relativité d'échelle et ses applications : éditeur=Ellipses, (sciences physiques, biogéosciences, biologie évolutive et structures des sociétés)
    Articles :
    - Jean Chaline, Laurent Nottale et Pierre Grou, « L'arbre de la vie a-t-il une structure fractale ? », 20 p., Académie des sciences / Elsevier,
    - C. Auffray et L. Nottale, « Scale relativity theory and integrative systems biology : 1.Founding principles and scale laws », 36 p., Progress in Biophysics and Molecular Biology, , p. 79–114
    - L. Nottale et C. Auffray, « Scale relativity theory and integrative systems biology : 2. Macroscopic quantum-type mechanics », 43 p., Progress in Biophysics and Molecular Biology, , p. 115–157
  12. - Isabelle Braud, P.A. Ayral, C. Bouvier et et al., « Multi-scale hydrometeorological observation and modelling for flash-flood understanding. Hydrology and Earth System Sciences », 30 p., European Geosciences Union, , p. 3733-3761
    - Nottale L., Martin P. et Forriez M., « Analyse en relativité d'échelle du bassin versant du Gardon (Gard, France). Etude de la variation de la dimension fractale en fonction de l’altitude et de l'échelle », 32 p., Revue Internationale de Géomatique, , p. 103-134.
  13. Pissondes, J.C, « Quadratic relativistic invariant and metric form in quantum mechanics », 15 p., J. Phys. A: Math. Gen.32, , p. 103-134.
  14. Alain Le Méhauté, Les géométries fractales : l'espace-temps brisé., Hermès,
  15. Th. Moulin, F. Boccara, F. Chauvet et et al., « Quelques applications des relateurs arithmétiques : de la physique à la socio-économie, rapport de recherche : documents anciens et synthèses récentes », 162 p., ENST, .
  16. Contrairement aux travaux antérieurs de Nottale sur les lentilles gravitationnelles, qui ont fait l'objet de nombreuses publications (dans Nature etc.)
    Cependant, Astronomy and Astrophysics a publié des articles de référence.
  17. Ouvrage de vulgarisation : Laurent Nottale, La Relativité dans tous ses états : au-delà de l'espace-temps, Hachette littératures, coll. « Pluriel »,
    Deux décryptages de cet ouvrage :
    - Joel Merker, « Deux infinis cousus main », 10 p., Revue de Synthèse, Springer Verlag/Lavoisier, , p. 165-174.
    - Une page (contexte de 2005) sur la question, Serge Boisse, « site personnel ».
    - Un article de vulgarisation : L. Nottale, « La relativité d’échelle à l’épreuve des faits », Pour La Science, , p. 38-45.
  18. L. Nottale, « La crise du système d’évaluation scientifique », 6 p., .
    Il y dénonce : la confusion évaluateurs/décideurs ainsi que la pratique de jugements parfois biaisés par les conflits d'intérêts, subjectifs, non argumentés scientifiquement, voire illégitimes et surtout sans contrôles ni voies de recours, ayant pour effet de tuer l'innovation pour préserver les positions acquises, phénomène particulièrement marqué en France.
  19. Comité d'éthique pour les sciences, « Ethique et évaluation », 9 p., CNRS, .
  20. "Enfin, l’ambition même de refonder la physique apparaît mégalomaniaque à certains chercheurs et rebute plus particulièrement ceux des physiciens pour qui le schisme entre mécanique quantique et physique relativiste est devenu une structure ‘évidente’ et permanente de la culture scientifique plutôt qu’une énigme ou une anomalie à étudier. in De la science normale à la science marginale" op. cit. p. 642
  21. Ouvrage récent : Mazilu Nicolae, Agop Maricel et Merches Ioan, The Mathematical Principles of Scale Relativity Physics ’ : The Concept of Interpretation, vol. 315(1), Lavoisier S.A.S., [2] - Notice. L'ouvrage se réfère explicitement aux travaux de L. Nottale.
    Quelques articles récents :
    - L. Nottale, « On the neutrino and electron masses in the theory of scale relativity », 12 p. prépublication, LUTH, CNRS, .
    - Laurent Nottale et Pierre Chamaraux, « Statistical deprojection of intervelocities, interdistances, and masses in the Isolated Galaxy Pair Catalog », 10 p. prépublication, Astronomy and Astrophysics, .
    - Charles Auffray, Denis Noble, Laurent Nottale et Philip Turner, « Progress in integrative systems biology, physiology and medicine: towards a scale-relative biology », 24 p., The European Physical Journal A,
    - Laurent Nottale et Thierry Lehner, « Turbulence and scale relativity », 40 p., American Institute of Physics, .
    - Pierre-Henri Chavanis, « Derivation of a generalized Schrödinger equation for dark matter halos from the theory of scale relativity », 22 p., Phys.Dark Univ, .
    - Jacky Cresson, Laurent Nottale et Thierry Lehner, « Stochastic modification of Newtonian dynamics and Induced potential -application to spiral galaxies and the dark potential », 44 p. prépublication, .
  22. Laurent Nottale, The Relativity of All Things: Beyond Spacetime, Persistent Press, . [3] - version téléchargeable.

Voir aussi[modifier]

Articles connexes[modifier]

  • Relativité d'échelle

Liens externes[modifier]

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  • Erreur Lua dans Module:Dictionnaires à la ligne 101 : attempt to index field 'wikibase' (a nil value).
  • Page personnelle de Laurent Nottale
  • Dominique Leglu, « Le hérisson de l'espace-temps », Libération,‎ (lire en ligne)
  • De nombreux articles téléchargeables récents se trouvent sur le site HAL archives ouvertes
  • Pour des articles plus anciens voir : Site Luth-CNRS, page de L. Nottale et Site Internet archive.org

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