"Le temps est ce qui empêche que tout se passe en même temps." La déclaration du physicien John Wheeler résume à juste titre ce que fait le temps par opposition à toute autre chose. Cela ressort surtout du fait que notre recherche des ingrédients les plus élémentaires de la réalité ne nous a rien apporté qui puisse être lié au temps. Einstein a réussi plus que d'autres: il a combiné le temps avec l'espace. Mais même avant lui, il était clair que les lois de la physique fonctionnent de la même manière, que l'on avance ou recule dans le temps. Et cela ne correspond tout simplement pas à notre expérience. Qu'est-ce que le temps? Voici cinq de nos meilleures théories à ce jour.
Le temps … c'est juste
Suivant la théorie générale de la relativité, la mécanique quantique est rapidement arrivée et a établi le concept de temps auquel nous sommes habitués. Le bourdonnement du monde quantique correspond au tic-tac autoritaire d'une horloge qui est en dehors de tout système de particules décrit. Cependant, la représentation mécanique quantique du temps n'est pas convaincante. Prenez l'équation Wheeler-DeWitt, qui décrit l'état quantique de l'univers entier. Si ce système est tout ce que nous savons, où serait l'horloge quantique à retardement?
Le temps … juste une illusion
Le physicien Julian Barbour pense que nous devons peut-être tuer complètement le temps. À son avis, l'espace et le temps, unis par la théorie générale de la relativité d'Einstein, doivent être séparés. La seule façon de définir l'espace, à son avis, est de le considérer comme une relation géométrique entre les particules observées, quel que soit le temps. Il appelle chaque configuration un «instantané» qui existe dans «l'espace des possibilités». Dans le concept de Barbour, seules ces images existent. Le temps n'est pas réel, mais seulement une conséquence de notre perception - une illusion qui apparaît en raison du fait que l'univers change constamment d'une image à une autre.
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Le temps … est la flèche de l'entropie
Ce n'est qu'ici que le schéma de Barbour n'aborde pas une question plus subtile. Toutes nos lois physiques sont symétriques dans le temps, ce qui signifie que, mathématiquement parlant, tout peut s'écouler également en avant et en arrière dans le temps. À une exception près. La deuxième loi de la thermodynamique stipule que l'entropie, ou la quantité de désordre, augmente toujours avec le temps dans les collections individuelles de particules et d'énergie. La deuxième loi explique pourquoi une casserole d'eau ne peut pas chauffer seule, par exemple. L'asymétrie unique de cette loi a conduit de nombreux physiciens à penser que l'écoulement extrêmement unilatéral du temps est associé à l'entropie. Il existe également une version quantique de cette "flèche entropique du temps" développée par le physicien Sandu Popescu de l'Université de Bristol au Royaume-Uni. Popescu et ses collègues ont montréque nous pouvons voir l'entropie croissante comme résultat de la croissance de l'intrication quantique.
Le temps … absolument réel après tout
Peut-être que la flèche de l'entropie du temps n'est pas toute l'histoire, dit Lee Smolin de l'Institut Perimeter à Waterloo, au Canada. Il note que si l'entropie augmente constamment, alors l'Univers au moment du Big Bang aurait dû être dans un état d'entropie faible (d'ordre élevé). Mais il n'y a aucune explication pourquoi tout doit être ainsi. Cela nous ramène à la question de savoir pourquoi nos lois physiques sont symétriques dans le temps. Peut-être que nous avons simplement les mauvaises lois, dit Smolin. Avec ses collègues, il essaie de trouver des lois fondamentales alternatives dans lesquelles le sens du temps est intégré. Le seul problème est que son approche étrange conduit au fait que les lois changent avec le temps.
Le temps … mérite l'égalité
John Vaccaro de l'Université Griffith en Australie expérimente pour mettre le temps et l'espace sur un pied d'égalité. La mécanique quantique permet à une particule d'exister à un endroit, mais pas à un autre. Peut-être, dit Vaccaro, permet-il à une particule d'exister à un moment donné, mais pas à un autre, sans avoir besoin d'interactions qui la créent ou la détruisent.
Une tentative de corriger les équations dans cet esprit n'a abouti à rien, car elle viole la pierre angulaire de la physique - la loi de conservation de la masse. Mais Vaccaro montre que sous les débris de ces équations, la mécanique quantique peut être restaurée sous une forme corrigée. Nous avons juste besoin de preuves expérimentales pour soutenir cette idée. En 2012, l'expérience BaBar au SLAC National Accelerator Center en Californie a montré que les particules de méson B se désintègrent différemment à des moments différents. Il y a peut-être plus dans les idées de Vaccaro.
ILYA KHEL
