Notre curiosité pour les voyages dans le temps est millénaire. Crédit : Shutterstock
Le voyage dans le temps fait régulièrement son apparition dans la culture populaire, avec d’innombrables intrigues de voyage dans le temps dans le cinéma, la télévision et la littérature. Mais c’est une idée étonnamment ancienne : on peut affirmer que la tragédie grecque Oedipus Re, écrite par Sophocle il y a plus de 2 500 ans, est la première histoire de voyage dans le temps.
Mais est-il vraiment possible de voyager dans le temps ? Compte tenu de la popularité du concept, c’est une question légitime. En tant que physicien théoricien, je trouve qu’il y a plusieurs réponses possibles à cette question, qui ne sont pas toutes contradictoires.
La réponse la plus simple est que le voyage dans le temps ne peut pas être possible car s’il l’était, nous le serions déjà. On peut soutenir qu’il est interdit par les lois de la physique, telles que la deuxième loi de la thermodynamique ou la relativité. Il y a aussi des défis techniques : c’est peut-être possible mais cela impliquerait de grandes quantités d’énergie.
Il y a aussi la question des paradoxes du voyage dans le temps ; nous pouvons, hypothétiquement, les résoudre si le libre arbitre est une illusion, s’il y a plusieurs mondes, ou si le passé ne peut qu’être observé mais pas expérimenté. Peut-être que le voyage dans le temps est impossible simplement parce que le temps doit s’écouler de manière linéaire et que nous n’avons aucun contrôle sur lui, ou peut-être que le temps est une illusion et que le voyage dans le temps n’est pas pertinent.
Lois de la physique
Puisque la théorie de la relativité d’Albert Einstein, qui décrit la nature du temps, de l’espace et de la gravité, est notre théorie la plus profonde du temps, nous aimerions penser que le voyage dans le temps est interdit par la relativité. Malheureusement, l’un de ses collègues de l’Institute of Advanced Study, Kurt Gödel, a inventé un univers dans lequel non seulement le voyage dans le temps était possible, mais où le passé et le futur étaient inextricablement liés.
Nous pouvons en fait concevoir des machines à voyager dans le temps, mais la plupart de ces propositions réussies (en principe) nécessitent une énergie négative, ou une masse négative, qui ne semble pas exister dans notre univers. Si vous laissez tomber une balle de tennis de masse négative, elle tombera vers le haut. Cet argument est plutôt insatisfaisant, car il explique pourquoi, en pratique, nous ne pouvons pas voyager dans le temps simplement en impliquant une autre idée, celle d’énergie ou de masse négative, que nous ne comprenons pas vraiment.
Le physicien mathématicien Frank Tipler a conceptualisé une machine à remonter le temps qui n’implique pas de masse négative, mais nécessite plus d’énergie qu’il n’en existe dans l’univers.
Le voyage dans le temps viole également la deuxième loi de la thermodynamique, qui stipule que l’entropie ou le caractère aléatoire doit toujours augmenter. Le temps ne peut se déplacer que dans une seule direction, en d’autres termes, vous ne pouvez pas réorganiser un œuf. Plus précisément, en voyageant dans le passé, nous passons de maintenant (un état de haute entropie) au passé, qui doit avoir une entropie plus faible.
Cet argument provient du cosmologiste anglais Arthur Eddington et est au mieux incomplet. Peut-être que cela vous empêche de voyager dans le passé, mais cela ne dit rien sur le voyage dans le temps dans le futur. En pratique, il m’est tout aussi difficile de voyager jusqu’à jeudi prochain que de voyager jusqu’à jeudi dernier.
Résoudre les paradoxes
Nul doute que si nous pouvions voyager librement dans le temps, nous nous heurterions à des paradoxes. Le plus connu est le « paradoxe du grand-père »: on pourrait hypothétiquement utiliser une machine à remonter le temps pour voyager dans le passé et tuer le grand-père avant la conception du père, éliminant ainsi la possibilité de sa propre naissance. Logiquement, vous ne pouvez pas exister et ne pas exister.
Le roman anti-guerre « Slaughterhouse-Five » de Kurt Vonnegut, publié en 1969, décrit comment échapper au paradoxe du grand-père. Si le libre arbitre n’existe tout simplement pas, il n’est pas possible de tuer son grand-père dans le passé, car il n’a pas été tué dans le passé. Le protagoniste du roman, Billy Pilgrim, ne peut voyager que vers d’autres points de sa ligne du monde (la chronologie dans laquelle il existe), mais pas vers un autre point de l’espace-temps, il ne pouvait donc même pas penser à tuer son grand-père.
L’univers de « Slaughterhouse-Five » est cohérent avec tout ce que nous savons. La deuxième loi de la thermodynamique fonctionne parfaitement en son sein et il n’y a pas de conflit avec la relativité. Mais ce n’est pas cohérent avec certaines choses auxquelles nous croyons, comme le libre arbitre – vous pouvez regarder le passé, comme regarder un film, mais vous ne pouvez pas interférer avec les actions des personnes qui y figurent.
Pourrions-nous permettre des changements réels dans le passé, afin que nous puissions revenir en arrière et tuer notre grand-père ou Hitler ? Il existe plusieurs théories sur le multivers qui supposent qu’il existe de nombreuses chronologies pour différents univers. C’est aussi une vieille idée : dans « A Christmas Carol » de Charles Dickens, Ebeneezer Scrooge connaît deux chronologies alternatives, l’une menant à une mort honteuse et l’autre au bonheur.
Le temps est un fleuve
L’empereur grec Marc Aurèle a écrit que : « Le temps est comme un fleuve fait d’événements qui se produisent, et un violent courant d’eau ; car dès qu’une chose a été vue, elle est emportée, et une autre vient à sa place, et cela sera enlevé aussi. »
Nous pouvons imaginer que le temps s’écoule au-delà de chaque point de l’univers, comme une rivière autour d’un rocher. Mais il est difficile de préciser l’idée. Un débit est un taux de variation : le débit d’une rivière est la quantité d’eau qui parcourt une longueur donnée en un temps donné. Donc, si le temps est un flux, c’est au rythme d’une seconde par seconde, ce qui n’est pas un aperçu très utile.
Le physicien théoricien Stephen Hawking a suggéré qu’il doit y avoir une » conjecture de protection de la chronologie « , un principe physique encore inconnu qui interdit le voyage dans le temps. Le concept de Hawking découle de l’idée que nous ne pouvons pas savoir ce qui se passe à l’intérieur d’un trou noir, car nous ne pouvons pas en tirer d’informations. Mais cet argument est redondant : on ne peut pas voyager dans le temps car on ne peut pas voyager dans le temps !
Les chercheurs étudient une théorie plus fondamentale, dans laquelle le temps et l’espace « émergent » d’autre chose. C’est ce qu’on appelle la gravité quantique, mais malheureusement, cela n’existe pas encore.
Alors est-il possible de voyager dans le temps ? Probablement pas, mais nous n’en sommes pas sûrs !
Le voyage dans le temps peut être possible, mais seulement avec des délais parallèles
Fourni par La Conversation
Cet article a été republié par The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.
Citation: Peut-on voyager dans le temps ? Un physicien théoricien apporte quelques réponses (14 juin 2022) récupéré le 16 juin 2022 sur https://phys.org/news/2022-06-theoretical-physicist.html
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