Quantum gravity has required the consideration of fundamental epistemological questions, which can be identified in philosophy with the mind-body problem and the problem of free will. These questions influenced the epistemology of quantum mechanics in the form of von Neumann's "psycho-physical parallelism" and the subsequent analysis of the thesis by Wigner that "the collapse of the wave packet" occurs in the mind of the "observer". Quantum gravity in cosmology involves the problem of the experimenter's freedom to change local physical conditions, (...) a passive "observer". In any theory that describes a single universe, questions arise about the nature of causality in the traditional philosophical sense. DOI: 10.13140/RG.2.2.24646.42567. (shrink)

Dans l'interprétation de la gravité quantique canonique, la gravité apparaît comme une pseudoforce géométrique, elle est réduite à la géométrie espace-temps et devient un simple effet de la courbure de l'espace-temps . Le formalisme canonique ne confirme pas cette interprétation. La relativité générale associe la gravité à l'espace-temps, mais le type d'association n'est pas fixé. La gravité quantique à boucles tente d'unifier la gravité avec les trois autres forces fondamentales en commençant par la relativité et en ajoutant des traits quantiques. (...) Il est basé directement sur la formule géométrique d'Einstein. DOI: 10.13140/RG.2.2.31502.18240. (shrink)

Le test primordial de toute théorie quantique de la gravité est la reproduction des succès de la relativité générale. Cela implique de reconstruire la géométrie locale à partir des observables non locaux. De plus, la gravité quantique devrait probablement prédire la topologie à grande échelle de l'Univers, qui pourrait bientôt être mesurable , et les phénomènes à l'échelle de Planck. Il existe déjà une prédiction liée à la gravité quantique: l'existence et le spectre du rayonnement Hawking du trou noir, une (...) prédiction « semi-classique » résultant de la théorie des champs quantiques sur un fond incurvé fixe, et confirmée ensuite théoriquement . On suppose qu'une théorie de la gravité qui ne reproduira pas cette prédiction est erronée. DOI: 10.13140/RG.2.2.11424.40965 . (shrink)

Il existe trois problèmes majeurs dans la conception d'une théorie de la gravité quantique: la théorie quantique et la relativité générale présentent en elles-mêmes des problèmes conceptuels importants, les bases fondamentales disparates des deux théories génèrent de nouveaux problèmes majeurs en essayant de les combiner, et le contraste entre l'absence d'une théorie de la gravité quantique satisfaisante et des théories des ingrédients réussis soulèvent des questions sur la nature et la fonction de la discussion philosophique de la gravité quantique. DOI: (...) 10.13140/RG.2.2.31430.91203. (shrink)

Au fil du temps, la théorie de la relativité générale a accumulé plusieurs anomalies, indiquant la nécessité de meilleures théories sur la gravité ou d'autres approches. Les hypothèses ad hoc introduites en relativité générale pour expliquer les singularités gravitationnelles basées sur les conditions énergétiques ne sont pas très efficaces. Des hypothèses plus détaillées sur le contenu du sujet sont nécessaires . De nombreux scientifiques et philosophes sont parvenus à la conclusion que les singularités doivent être associées à l'atteinte des limites (...) de la validité physique de la relativité générale et qu'une nouvelle théorie, la gravité quantique, doit être développée. DOI: 10.13140/RG.2.2.12877.26085. (shrink)

Les scientifiques espèrent qu'à l'avenir ils pourront tester des trous noirs en observant les effets causés par un fort champ gravitationnel à proximité, comme la lentille gravitationnelle. Il existe déjà des observations sur les lentilles gravitationnelles faibles, dans lesquelles les rayons lumineux sont déviés en quelques secondes seulement, mais jamais directement pour un trou noir. Il existe plusieurs candidats à cet effet, en orbite autour du Sagittaire A*. Plusieurs conjectures ad hoc ont été introduites pour mieux expliquer les observations de (...) candidats de trous noirs astronomiques identiques, mais avec des mécanismes de fonctionnement différents : gravastar, étoile noire (gravité semi-classique) , étoile à énergie noire, etc. DOI: 10.13140/RG.2.2.27478.06723. (shrink)

Les modèles cosmologiques actuels sont construits sur la base de la relativité générale. Les solutions des équations spécifiques, Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, permettent de modéliser l'évolution de l'univers à partir du Big Bang . Certains paramètres de l'univers ont été établis par des observations. Sur la base de ces données et d'autres données d'observation, les modèles peuvent être testés . Les observations sur la vitesse d'expansion de l'univers permettent d'estimer la quantité totale de matière, dont certaines théories prédisent que 90% sont de la (...) matière noire, avec de masse mais sans interactions électromagnétiques, et ne peuvent pas être directement observées. DOI: 10.13140/RG.2.2.30980.96641 . (shrink)

Lorsque la densité du corps devient suffisamment importante, la relativité générale prédit la formation d'un trou noir. Les étoiles à neutrons d'environ 1,4 masses solaires et les trous noirs sont l'état final de l'évolution des étoiles massives . Habituellement, un trou noir dans une galaxie a joué un rôle important dans sa formation et les structures cosmiques associées. De tels corps fournissent un mécanisme efficace pour l'émission de rayonnement électromagnétique et la formation de microquasars . L'accrétion peut conduire à des (...) jets relativistes. La relativité générale permet la modélisation de ces phénomènes, confirmée par des observations. DOI: 10.13140/RG.2.2.27476.42888. (shrink)

Albert Einstein a proposé trois tests de relativité générale, appelés plus tard les tests classiques de relativité générale, en 1916 : la précession de l'orbite de Mercure, la déviation de la lumière du soleil, et le décalage vers le rouge gravitationnel de la lumière. Dicke et Schiff ont établi un cadre pour tester la relativité générale , y compris par le biais d'expériences nulles et en utilisant la physique de l'exploration spatiale, de l'électronique et de la matière condensée, comme l'expérience (...) Pound-Rebka et l'interférométrie laser. DOI: 10.13140/RG.2.2.33735.93607. (shrink)

Einstein déclare que les théories évoluent à travers des déclarations basées sur l'observation, sous la forme de lois empiriques, à partir desquelles des lois générales sont obtenues. L'intuition et la pensée déductive jouent un rôle important dans ce processus. Après la phase initiale, l'investigateur développe un système de pensée guidée par des données empiriques, construit logiquement à partir d'hypothèses fondamentales (axiomes). La « vérité » d'une théorie résulte de sa corrélation avec un grand nombre d'observations uniques. Pour les mêmes données (...) empiriques, plusieurs théories peuvent différer. DOI: 10.13140/RG.2.2.36545.79205. (shrink)

Immédiatement après l'élaboration et le succès de la relativité générale, des théories alternatives pour la gravité ont commencé à apparaître. En développant ces théories, de nombreuses stratégies différentes (heuristiques positives) ont été essayées, en ajoutant de nouvelles hypothèses à la RG, en utilisant un espace-temps pour lequel l'univers est statique, des hypothèses qui éliminent les singularités gravitationnelles, etc. Pour l'évaluation des modèles de gravité, plusieurs séries de tests ont été proposées. Le formalisme paramétrisé post-newtonien (PPN) détaille les paramètres qui différencient (...) les théories de la gravité, dans le champ gravitationnel faible et des vitesses bien inférieures à la vitesse de la lumière. DOI: 10.13140/RG.2.2.32001.28000. (shrink)

La théorie de la relativité spéciale d'Einstein repose sur deux postulats fondamentaux : le postulat de la lumière (la vitesse de la lumière, dans le « cadre de repos », est indépendante de la vitesse de la source), et le principe de la relativité. Cette dernière a été explicitement adoptée par Einstein comme moyen de restreindre la forme des lois, quelle que soit leur structure détaillée. Ainsi, nous avons la différence entre une théorie « constructive » et une théorie « (...) principale ». DOI: 10.13140/RG.2.2.13383.32166 . (shrink)

Les théoriciens ont formulé un ensemble de critères fondamentaux que toute théorie de la gravité devrait satisfaire, deux purement théoriques et deux fondés sur des preuves expérimentales. Ainsi, une théorie doit être : complet (capable d'analyser à partir des « premiers principes » le résultat de toute expérience d'intérêt), auto-cohérent (sa prédiction pour le résultat de chaque expérience doit être unique), relativiste (à la limite où la gravité est négligée par rapport à d'autres interactions physiques, les lois non gravitationnelles de (...) la physique doivent être réduites à des lois de relativité spéciales) et avec la limite newtonienne correcte (dans les limites des champs gravitationnels faibles et des mouvements lents, ils doivent reproduire les lois de Newton). DOI: 10.13140/RG.2.2.22596.04486. (shrink)

L'exemple classique d'un programme de recherche réussi est la théorie gravitationnelle de Newton, probablement le programme de recherche lakatosien le plus réussi. Initialement, la théorie gravitationnelle de Newton était confrontée à de nombreuses « anomalies » (« contre-exemples ») et contredisait les théories observationnelles qui soutenaient ces anomalies. Mais les partisans du programme de recherche sur la gravité newtonienne ont transformé chaque anomalie en cas corroborants. De plus, ils ont eux-mêmes indiqué des contre-exemples qu'ils ont ensuite expliqués à travers la (...) théorie newtonienne. DOI: 10.13140/RG.2.2.16540.44165. (shrink)

La première édition de Principia de Newton ne contient que deux remarques supplémentaires sur la méthodologie: la notification que le but de l'article est d'expliquer « comment déterminer les véritables mouvements de leurs causes, les effets et les différences apparents et, au contraire, comment déterminer à partir des hypothèses si elles sont vraies ou apparentes, leurs causes et leurs effets »; et, dans le Scholium à la fin du Livre 1, Section 11, Newton affirme que son approche distinctive permet une (...) argumentation plus sûre dans la philosophie naturelle. DOI: 10.13140/RG.2.2.19797.58082. (shrink)

Lakatos a proposé une méthodologie pour étudier l'évolution de la science par le biais de programmes de recherche, une combinaison de la falsifiabilité de Popper, des révolutions scientifiques de Kuhn et de la tolérance méthodologique de Feyerabend. Les programmes de recherche peuvent en même temps concurrencer des théories uniques, des théories uniques entre eux ou des programmes de recherche entre eux. On peut parler d'une « unité de recherche » en tant que théorie singulière ou d'un programme de recherche. DOI: (...) 10.13140/RG.2.2.31636.65925. (shrink)

Les théories scientifiques en général, en physique en particulier, sont confirmées (temporairement) par des expériences vérifiant les affirmations et les prédictions des théories, jetant ainsi les bases de la connaissance scientifique. Francis Bacon a été le premier à soutenir le concept d'une expérience cruciale, qui peut décider la validité d'une hypothèse ou d'une théorie. Plus tard, Newton a soutenu que les théories scientifiques sont directement induites par les résultats expérimentaux et les observations, excluant les hypothèses non vérifiées. DOI: 10.13140/RG.2.2.34744.70403 .

The fields of application of general relativity (GR) and quantum field theory (QFT) are different, so most situations require the use of only one of the two theories. The overlaps occur in regions of extremely small size and high mass, such as the black hole or the early universe (immediately after the Big Bang). This conflict is supposed to be solved only by unifying gravity with the other three interactions, to integrate GR and QFT into one theory. At the cosmological (...) level, the standard cosmological model contains Einstein's theory of gravity as part of the "hard core". Dark matter, dark energy, and inflation were added to the theory in response to observations. None of these ancillary hypotheses have yet been confirmed. DOI: 10.13140/RG.2.2.34318.72008. (shrink)

Since string theory has not been able to explain phenomena to date, it may seem that this confirms Feyerabend's view that there is no "method" of science. And yet, string theory is still the most active research program for quantum gravity. But, compared to other non-falsifiable theories, this has something extra, especially mathematical language, with a clear logic of deductions. Up to a point it can reproduce classical gauge theories and general relativity. And there is hope that in the not (...) too distant future experiments can be developed to test the theory. DOI: 10.13140/RG.2.2.28892.33920. (shrink)

In quantum field theory, the main obstacle is the occurrence of the untreatable infinities in the interactions of the particles due to the possibility of arbitrary distances between the point particles. Strings, as extended objects, provide a better framework, which allows finite calculations. String theory is part of a research program in which point particles in particle physics are replaced by one-dimensional objects called strings. It describes how these strings propagate through space and interact with one another. The purpose of (...) string theory was to replace elementary particles with one-dimensional strings in order to unify quantum physics and gravity. DOI: 10.13140/RG.2.2.18894.82240. (shrink)

For the attempt to create a gravitational quantum theory, there are several research programs, some of which became obsolete over time due to the higher heuristic power of other programs. The primordial test of any quantum theory of gravity is the reproduction of the successes of general relativity. This involves reconstructing the local geometry from the non-local observables. In addition, quantum gravity should probabilistically predict the large-scale topology of the Universe, which may soon be measurable, and phenomena at the Planck (...) scale. DOI: 10.13140/RG.2.2.30302.18243. (shrink)

Over time, the general theory of relativity has accumulated several anomalies and discrepancies, indicating the need for a better theory about gravity or other approaches. The ad-hoc hypotheses introduced in general relativity to explain gravitational singularities based on energy conditions are not very efficient. More detailed assumptions on the content of the subject are needed. Many scientists and philosophers have come to the conclusion that singularities must be associated with reaching the limits of the physical validity of general relativity, and (...) a new theory of quantum gravity needs to be developed. DOI: 10.13140/RG.2.2.32579.55848. (shrink)

The current cosmological models are built based on general relativity. The solutions of the specific equations, Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker, allow to model the evolution of the universe starting from the Big Bang. Some of the parameters of the universe have been established by observations. Based on these, and other observational data, the models can be tested. Predictions include the initial abundance of chemical elements formed in a period of nucleosynthesis during the Big Bang period, the subsequent structure of the universe, cosmic background (...) radiation, and so on. DOI: 10.13140/RG.2.2.23725.64485. (shrink)

Dicke and Schiff established a framework for testing general relativity, including through null experiments and using the physics of space exploration, electronics and condensed matter, such as the Pound-Rebka experiment and laser interferometry. The gravitational lens tests and the temporal delay of light are highlighted by parameter γ of the PPN formalism, equal to 1 for general relativity and with different values in other theories. The BepiColombo mission aims to test the general theory of relativity by measuring the gamma and (...) beta parameters of the PPN formalism. DOI: 10.13140/RG.2.2.25673.70240. (shrink)

Albert Einstein proposed three tests of general relativity, later named the classic tests of general relativity, in 1916: the precession of the perihelion of Mercury's orbit, sun light deflection, and the gravitational redshift of the light. For gravitational testing, the indirect effects of gravity are always used, usually particles that are influenced by gravity. In the presence of gravity, the particles move along curved geodesic lines. The sources of gravity that cause the curvature of spacetime are material bodies, depending on (...) their mass. But in relativity the mass relates to the energy through the formula E = mc2, and the energy with the momentum, according to the special relativity. DOI: 10.13140/RG.2.2.25608.16648. (shrink)

In developing general relativity, Einstein was led by theoretical criteria of elegance and simplicity. His theory initially encountered "three classic tests": perihelion precession of Mercury's orbit, deflection of light by the Sun, and gravitational redshift of light. There are large differences in predictions between general relativity and classical physics, such as gravitational time dilation, gravitational lensing, gravitational redshift of light, and so on. And there are many relativistic theories of gravity, bifurcated or independent, but Einstein's general theory of relativity has (...) upheld all predictions and is the simplest of such theories. DOI: 10.13140/RG.2.2.13503.66723. (shrink)

Right after the elaboration and success of general relativity (GR), alternative theories for gravity began to appear. In order to verify and classify all these theories, specific tests have been developed, based on self-consistency and on completeness. In the field of experimental gravity, one of the important applications is formalism. For the evaluation of gravity models, several sets of tests have been proposed. Parameterized post-Newtonian formalism considers approximations of Einstein's gravity equations by the lowest order deviations from Newton's law for (...) weak fields. DOI: 10.13140/RG.2.2.25994.82881. (shrink)

The general theory of relativity was developed using as a nucleus a principle of symmetry: the principle of general covariance. Initially, Einstein saw the principle of general covariance as an extension of the principle of relativity in classical mechanics, and in SR. For Einstein, the principle of general covariance was a crucial postulate in the development of GR. The freedom of the GR diffeomorphism (the invariance of the form of the laws under transformations of the coordinates depending on the arbitrary (...) functions of space and time) is a "local" spacetime symmetry, as opposed to the "global" spacetime symmetries of the SR (which depend instead on the constant parameters ). DOI: 10.13140/RG.2.2.30854.32326. (shrink)

The first edition of Newton's Principia contains only two additional comments on the methodology: the notification that the purpose of the paper is to explain "how to determine the true motions from their causes, effects, and apparent differences, and, conversely, how to determine from motions, whether true or apparent, their causes and effects"; and, in the Scholium at the end of Book 1, Section 11, Newton asserts that his distinctive approach makes possible a safer argumentation in natural philosophy. DOI: 10.13140/RG.2.2.35946.88003 (...) . (shrink)

L'évolution des tests gravitationnels dans une perspective épistémologique encadré dans le concept de reconstruction rationnelle d'Imre Lakatos, fondée sur sa méthodologie de programmes de recherche. Contrairement à d'autres travaux sur le même sujet, la période évaluée est très longue, allant de la philosophie naturelle de Newton aux théories de la gravité quantique d'aujourd'hui. Afin d'expliquer de manière plus rationnelle l'évolution complexe du concept de gravité du siècle dernier, je propose une extension naturelle de la méthodologie des programmes de recherche que (...) j'utilisais ensuite au cours de la communication. Je pense que cette approche offre une nouvelle perspective sur la manière dont le concept de gravité et les méthodes de test de chaque théorie de la gravité ont évalué dans le temps, par le biais d'observations et d'expériences. Je soutiens, sur la base de la méthodologie des programmes de recherche et des études des scientifiques et des philosophes, que les théories actuelles de la gravité quantique sont dégénératives, en raison du manque de preuves expérimentales sur une longue période et d'auto-immunisation contre la possibilité de la réfutabilité. De plus, un courant méthodologique est en cours de développement, attribuant un rôle secondaire, sans importance, aux vérifications par le biais d'observations et / ou d'expériences. Pour cette raison, il ne sera pas possible d'avoir une théorie complète de la gravité quantique sous sa forme actuelle qui inclura à la limite la relativité générale, car les théories physiques ont toujours été ajustées, au cours de leur évolution, sur la base d'essais d'observation ou expérimentaux, et vérifiées par les prédictions effectuées. En outre, contrairement à une opinion répandue et aux programmes en cours concernant l'unification de toutes les forces fondamentales de la physique dans une théorie finale unique, basée sur la théorie des cordes, je soutiens que cette unification est généralement improbable et, de toute façon, impossible pour que l'unification soit développée sur la base des théories actuelles de la gravité quantique, y compris la théorie des cordes. En outre, je partage l’avis de certains scientifiques et philosophes selon lequel on consacre actuellement trop de ressources à l’idée de développer des théories de la gravité quantique, et en particulier de la théorie des cordes, qui devrait inclure la relativité générale et unifier la gravité avec d’autres forces, en particulier conditions dans lesquelles la science n’impose pas de tels programmes de recherche. (shrink)

The evolution of gravitational tests from an epistemological perspective framed in the concept of rational reconstruction of Imre Lakatos, based on his methodology of research programmes. Unlike other works on the same subject, the evaluated period is very extensive, starting with Newton's natural philosophy and up to the quantum gravity theories of today. In order to explain in a more rational way the complex evolution of the gravity concept of the last century, I propose a natural extension of the methodology (...) of the research programmes of Lakatos that I then use during the paper. I believe that this approach offers a new perspective on how evolved over time the concept of gravity and the methods of testing each theory of gravity, through observations and experiments. I argue, based on the methodology of the research programmes and the studies of scientists and philosophers, that the current theories of quantum gravity are degenerative, due to the lack of experimental evidence over a long period of time and of self-immunization against the possibility of falsification. Moreover, a methodological current is being developed that assigns a secondary, unimportant role to verification through observations and/or experiments. For this reason, it will not be possible to have a complete theory of quantum gravity in its current form, which to include to the limit the general relativity, since physical theories have always been adjusted, during their evolution, based on observational or experimental tests, and verified by the predictions made. Also, contrary to a widespread opinion and current active programs regarding the unification of all the fundamental forces of physics in a single final theory, based on string theory, I argue that this unification is generally unlikely, and it is not possible anyway for a unification to be developed based on current theories of quantum gravity, including string theory. In addition, I support the views of some scientists and philosophers that currently too much resources are being consumed on the idea of developing quantum gravity theories, and in particular string theory, to include general relativity and to unify gravity with other forces, as long as science does not impose such research programs. -/- DOI: 10.13140/RG.2.2.35350.70724 . (shrink)

Les premières interprétations philosophiques de la théorie de la relativité générale sont très diverses, chacune essayant d'identifier Einstein comme un adepte de cette philosophie. Les partisans de Mach ont souligné la tentative d'Einstein de mettre en œuvre une « relativisation de l'inertie » dans la théorie générale, et son approche opérationnaliste de la simultanéité. Les kantiens et les néo-kantiens ont montré l'importance des « formes intellectuelles » synthétiques dans la théorie générale, en particulier le principe de covariance générale. Les empiristes (...) logiques ont mis l'accent sur la méthodologie de la théorie, les conventions pour exprimer le contenu empirique. DOI: 10.13140/RG.2.2.15367.42404 . (shrink)

La gravité quantique a nécessité la prise en compte des questions épistémologiques fondamentales, qui peuvent être identifiées en philosophie avec le problème corps-esprit et le problème du libre arbitre . Ces questions ont influencé l'épistémologie de la mécanique quantique sous la forme du « parallélisme psycho-physique » de von Neumann et l'analyse ultérieure de la thèse de Wigner selon laquelle « l'effondrement du paquet d'ondes » se produit dans l'esprit de « l'observateur ». La gravité quantique en cosmologie pose le (...) problème de la liberté de l'expérimentateur de changer les conditions physiques locales, un « observateur » passif. Dans toute théorie qui décrit un seul univers, des questions se posent sur la nature de la causalité au sens philosophique traditionnel. DOI: 10.13140/RG.2.2.15932.87687. (shrink)

L'interprétation de Copenhague peut être comprise non seulement comme une interprétation statistique minimale du formalisme quantique pour la fréquence des résultats de mesure, mais aussi comme mettant l'accent sur un domaine classique du système quantique, avec une séparation ferme de celui-ci et une description quantique de la première interprétation. DOI: 10.13140/RG.2.2.28288.87049.

Au milieu des années 1970, de nombreuses théories alternatives de la gravité ont été confirmées par des expériences au niveau du système solaire, mais pas au niveau cosmologique. En 1974, Joseph Taylor et Russell Hulse ont découvert le pulsar binaire , dont les impulsions extrêmement stables ont été surveillées par radiotélescope, permettant une mesure précise des paramètres astrophysiques. En 1978, le taux de changement de la période orbitale du système a été mesuré, ce qui a été confirmé par la relativité (...) générale mais pas par la plupart des théories alternatives. DOI: 10.13140/RG.2.2.30141.69606. (shrink)

Dans la première édition du Principia, Newton considérait que des expériences avec le pendule lui permettraient de déchiffrer les différents types de force de résistance et leur variation avec la vitesse. Habituellement, le « laboratoire » des tests gravitationnels était les corps célestes, les systèmes astrophysiques. Mais ces tests sont perturbés par des effets non gravitationnels. Le « laboratoire » le plus utilisé était le système solaire. Récemment, les scientifiques se sont concentrés sur l'observation des pulsars binaires pour la vérification (...) des théories gravitationnelles, en observant les variations de la période orbitale, fournissant ainsi des preuves indirectes de l'émission de rayonnement gravitationnel. DOI: 10.13140/RG.2.2.14967.65440. (shrink)

When the density of the body becomes large enough, general relativity predicts the formation of a black hole. The neutron stars of about 1.4 solar masses and the black holes are the final stage for the evolution of the massive stars. Usually a black hole in a galaxy has played an important role in its formation and related cosmic structures. Such bodies provide an efficient mechanism for the emission of electromagnetic radiation and the formation of microquasars. Accretion can lead to (...) relativistic jets. General relativity allows the modeling of these phenomena, confirmed by observations. DOI: 10.13140/RG.2.2.33569.15202 . (shrink)