Aspects
structuraux de l’espace-temps dans la théorie de la relativité générale
Cet
article se propose d’étudier certains aspects de la nature de l’espace-temps
tel que décrit
par
la théorie classique de la relativité générale. En particulier, deux propriétés
liées
fondamentales
de cette théorie sont discutées : la covariance générale ‘substantielle’,
comprise
comme invariance au sens de la théorie de jauge sous les difféomorphismes
actifs et
l’indépendance
de fond (‘background independence’), dérivant de la nature spécifique et
dynamique
du champ métrique-gravitationnel. Une interprétation de l’espace-temps comme
structure
physique (dans un sens précis) est avancée comme conséquence possible ; le lien
avec le débat
contemporain entre substantialisme et relationalisme est discuté.
J’ai
argumenté dans cette contribution que le réalisme structural ontologique tel
que présenté
dans
la section 4 fournit une interprétation convaincante de l’espace-temps et du
champ
gravitationnel
tels que décrits par la théorie classique de la relativité générale. En
particulier,
dans
le cadre de cette conception, la notion d’identité structurale ou contextuelle
des relata
dans
la structure rend compte de manière convaincante des propriétés fondamentales
d’indépendance
de fond et d’invariance (de jauge) sous les difféomorphismes actifs ; elle
permet
en effet de considérer une notion de localisation spatio-temporelle dynamique,
qui ne
nécessite
pas d’entité physique fixe et non dynamique. L’argument du trou et le problème
du
temps
et du changement, qui constituent différents aspects du problème de
l’interprétation de
l’invariance
sous Diff(M), sont compris de manière cohérente dans ce cadre structuraliste.
J’ai
reformulé
le débat standard entre substantialisme et relationalisme du point de vue du
rapport
entre
espace-temps et matière ; sous cet angle, le réalisme structural ontologique au
sujet de
l’espace-temps
et du champ gravitationnel est neutre dans ce débat.
Le
but du réalisme structural ontologique tel que présenté ici est de fournir une
métaphysique
pour
la physique contemporaine fondamentale. Je me suis volontairement restreint à
l’interprétation
de l’espace-temps (et du champ gravitationnel) tel que décrit par la théorie
classique
de la relativité générale. Si plusieurs aspects de la théorie classique
demandent
encore
à être clarifiés et interprétés de manière convaincante, comme les aspects
non-locaux
de
l’énergie gravitationnelle, un travail futur est de considérer dans quelle
mesure cette
conception
structuraliste permet de rendre compte d’éventuels aspects quantiques de
l’espacetemps
et
du champ gravitationnel, tels que décrits de manière encore incomplète par les
diverses
théories en développement dans le domaine
