Cette vidéo de la chaîne Science & Vie propose un entretien captivant avec l’astrophysicien et physicien théoricien Marc Lachièze-Rey. L’échange explore l’une des notions les plus contre-intuitives de la physique moderne, à savoir la non-existence du temps.
En s’appuyant sur les théories de la relativité d’Einstein et sur les avancées de la physique contemporaine, le scientifique bouscule nos certitudes quotidiennes pour révéler comment la réalité physique de l’univers se passe de cette dimension telle que nous la concevons.
Ce qu’il faut retenir
- Le temps est une construction sociale : À notre échelle et avec la précision limitée de nos montres, faire comme si le temps existait fonctionne parfaitement pour la vie de tous les jours.
- La désynchronisation des horloges atomiques : Les instruments ultra-précis démontrent que des horloges soumises à des vitesses ou à des altitudes différentes se désynchronisent, prouvant ainsi l’inexistence d’un temps universel.
- L’espace-temps comme cadre global : La physique moderne remplace le temps par l’espace-temps, où chaque individu trace une ligne d’univers et mesure des durées propres et personnelles.
Le temps à l’épreuve de la physique moderne
Dans la vie courante, nous utilisons constamment des horloges et des téléphones sans jamais remettre en question le concept du temps. Cette situation est tout à fait analogue à l’idée de la Terre plate.
À notre échelle locale, nos sens et nos outils rudimentaires ne perçoivent aucune contradiction. Pourtant, les horloges atomiques d’aujourd’hui affichent des précisions vertigineuses et révèlent des décalages infimes.
Ces variations prouvent que le temps ne s’écoule pas de manière uniforme. Faire comme si le temps existait reste pratique, mais relève davantage d’une commodité sociale que d’une réalité physique absolue.
De la synchronisation impossible à la découverte d’Einstein
L’idée que le temps n’existe pas ne découle pas d’une simple construction théorique, mais d’une longue observation des limites de la synchronisation. À la fin du dix-neuvième siècle, le développement des réseaux ferroviaires a posé la question de l’harmonisation des horaires entre les villes.
Albert Einstein s’est aperçu qu’en raison de la vitesse finie de la propagation des signaux, la simultanéité stricte entre deux points distincts de l’espace est rigoureusement impossible à établir.
De plus, l’expérience de Michelson et Morley a démontré que la vitesse de la lumière reste rigoureusement constante, quelle que soit la vitesse de l’observateur. Face à cette incompatibilité profonde avec la mécanique de Newton, Einstein a formulé sa théorie de la relativité en s’affranchissant du concept de temps.
Les applications concrètes de la non-existence du temps
Ce qui semblait être une pure abstraction mathématique est aujourd’hui devenu un outil indispensable pour de nombreuses technologies de pointe. Le système de positionnement par satellite GPS en est l’exemple le plus éclatant.
En raison des différences de vitesse et de champ gravitationnel entre les satellites et la surface terrestre, ignorer cette désynchronisation entraînerait des erreurs de positionnement de plusieurs dizaines de kilomètres par jour.
Par ailleurs, la manipulation d’horloges atomiques portables sert désormais d’altimètre de haute précision pour les chantiers et d’outil de prospection pour détecter des gisements souterrains grâce aux variations du champ gravitationnel.
Le paradoxe des jumeaux et la géométrie de l’espace-temps
Le célèbre paradoxe des jumeaux de Langevin illustre parfaitement la relativité des durées vécues. Lorsqu’un jumeau voyage dans l’espace à grande vitesse tandis que l’autre reste sur Terre, leurs parcours diffèrent au sein de la structure globale de l’univers.
Chacun des jumeaux vieillit normalement, mais la longueur de leur ligne d’univers respective n’est pas la même. Ce que nous appelons communément le temps qui passe correspond en réalité à notre propre déplacement continu à travers l’espace-temps.
Nous ne pouvons pas nous immobiliser face à cet écoulement géométrique, pas plus que nous ne pouvons arrêter notre trajectoire le long d’une route.
Le mystère de la mémoire et les voyages dans le temps
Une interrogation majeure demeure irrésolue tant par la physique que par la biologie : pourquoi nous souvenons-nous du passé et non de l’avenir, alors que les deux possèdent le même statut d’existence dans l’espace-temps ?
Concernant le retour en arrière, les solutions mathématiques de la relativité générale n’interdisent pas formellement l’existence de lignes d’univers presque fermées, ouvrant la voie théorique aux voyages temporels.
Toutefois, ces hypothèses se heurtent à des principes stricts de cohérence qui garantissent l’intangibilité de ce qui est déjà advenu. Enfin, cet ensemble de concepts bouleverse notre vision de l’existence, où le passé, le présent et le futur coexistent au sein d’une seule et même structure multidimensionnelle.
