Il n'existe toujours pas de théorie du temps généralement acceptée ni même de description qui conviendrait à tout le monde. Néanmoins, les scientifiques ont inventé de nombreuses machines à voyager dans le temps - après tout, aucune loi physique ne l'interdit. Serons-nous jamais capables de manipuler cette étrange catégorie de l'univers.
Flèche du temps
Nous ne percevons le temps avec aucun des sens, mais nous le savons intuitivement et savons même, dans certaines limites, prédire ce qui va se passer bientôt. À notre avis, le temps passe, court, coule. Nous parlons du moment présent, du passé et du futur. Deux événements différents peuvent être liés comme cause et effet: l'un donne naissance à l'autre. Jamais l'inverse. Telle est l'essence du principe de causalité ou d'irréversibilité du temps.
L'académicien lauréat du prix Nobel Vitaly Ginzburg a inclus l'irréversibilité (flèche du temps) dans la liste des trois grands problèmes de physique.
En mécanique classique, l'irréversibilité est due au fait que les corps sont constitués de nombreux atomes, molécules, tendant vers un état chaotique (l'entropie augmente). L'exemple le plus simple est la crème dans le thé. Ils peuvent être agités, mais ils ne peuvent pas être récupérés exactement dans la même goutte, bien que les molécules de la substance et leur nombre semblent rester les mêmes.
Une autre chose est le monde quantique, où les objets sont des particules élémentaires, des champs. Là, la flèche du temps n'existe pas, les processus sont réversibles, mais seulement tant que nous n'essayons pas de les mesurer, de les observer. Les particules sont dans tous les états possibles en même temps (les physiciens préfèrent parler de la fonction d'onde). Mais au moment de la mesure avec nos appareils, ils "choisissent" l'un des états (ou nous choisissons).
Des questions juridiques se posent: le temps est-il un phénomène objectif qui existe indépendamment de la conscience, comme un lac, une maison, le soleil? Ou est-ce une propriété de la conscience, et sans nous elle n'existe pas?
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«Le temps est la pire chose que vous puissiez demander à un physicien moderne. La discorde complète est que chacune des sciences ne voit le temps que d'un seul côté, de son côté. Par conséquent, nous devons parler de temps géométrique, thermodynamique, quantique-mécanique. Même comprendre pourquoi différentes définitions du temps ont quelque chose à voir les unes avec les autres est un problème », déclare Sergei Baranov, docteur en physique et en mathématiques, chercheur principal au laboratoire d'interaction des rayonnements avec la matière à FIAN.
Les jumeaux et le paradoxe de l'horloge
À l'époque soviétique, les histoires d'anomalies temporaires, où des personnes, des navires et des avions de ligne tombaient, étaient populaires parmi les amateurs de sensations. Sur le Web, vous trouverez des témoignages de "voyages dans le temps" à l'intérieur d'une forte tornade.
Selon Sergei Baranov, si vous excluez la tromperie délibérée, les «anomalies temporelles» s'expliquent par des erreurs de perception, des pannes de l'électronique sous l'influence de phénomènes atmosphériques ou de facteurs industriels.
«Les conducteurs qui passent à proximité de radars militaires remarquent des pannes du système GPS, mais il est peu probable que cela soit lié à la téléportation», donne un exemple du scientifique.
Les physiciens rencontrent de vrais paradoxes du temps dans les expériences, mais ils sont tous explicables. Par exemple, dans la théorie de la relativité spéciale, le «paradoxe des jumeaux» est connu: l'un des frères jumeaux explorant l'espace sur une fusée rapide, à son retour, découvre que le jumeau restant sur Terre a vieilli. Pas de mysticisme. C'est juste que dans l'espace-temps à quatre dimensions pour un corps en mouvement, le temps s'écoule plus lentement.
La dilatation temporelle est fixée sur les accélérateurs lors de la désintégration des particules instables. L'horloge atomique à bord des satellites en orbite, au contraire, avance de quelques microsecondes par jour. Ici, la gravité joue un rôle qui, augmentant avec la hauteur, étire légèrement les niveaux d'énergie des électrons et des noyaux.
Le paradoxe des jumeaux. Gauche: un jumeau s'envole dans l'espace, l'autre - reste sur Terre. À droite: plus de temps s'est écoulé pour le frère resté sur Terre que pour le voyageur spatial / Illustration RIA Novosti / Alina Polyanina.
Les trous de ver comme téléportation
La théorie de la relativité prédit l'existence de trous noirs dans l'Univers - des objets avec une masse énorme qui déforment l'espace. Pour un observateur extérieur, il semble que devant se trouve la fin du monde, au-delà de laquelle il n'y a rien. C'est ce qu'on appelle l'horizon des événements. Le temps ralentit derrière lui, à l'intérieur du trou noir, toute matière est déchirée par les forces des marées. Vous ne pouvez tomber que dans un trou noir. Il n'y a pas de retour en arrière.
En ce sens, le "trou de ver" (ou "trou de ver") offre plus d'opportunités. Les deux entrées sont reliées par un court tunnel. Ils peuvent être situés dans des parties éloignées de notre univers ou être dans différents univers. Comme l'affirme le physicien Michio Kaku dans La physique de l'impossible, les trous de ver vous permettent de voyager à travers le temps et l'espace.
Le problème est que les trous de ver sont instables et s'effondrent sous l'influence de la gravité. Le cosmologiste Igor Novikov du Centre astronomique de l'Institut de physique de Lebedev pense: si le «trou de ver» est rempli de matière exotique à densité d'énergie négative (pour créer l'antigravité), il deviendra passable.
«La substance exotique est un état quantique de la matière, connu seulement en théorie. Nous ne savons pas s'il existe de grandes quantités d'une telle substance, si elle peut être obtenue artificiellement. Il n'y a pas de lois interdisant son existence, y compris dans la nature », précise le cosmologiste.
Les concepts scientifiques modernes supposent que dans les centres des galaxies, y compris notre Voie lactée, la place des trous noirs est occupée par des «trous de ver». Des projets futurs, comme le Millimetron russe, une station spatiale au point de Lagrange, qui, avec les radiotélescopes au sol, forme un interféromètre géant capable de distinguer des objets à une distance relativement faible les uns des autres, aideront à comprendre cela. Son lancement est prévu pour 2023.
«La principale différence entre un« trou de ver »et un trou noir est que les entrées ont un champ magnétique monopolaire. De plus, la matière peut s'écouler d'un trou de ver, mais uniquement s'écouler dans un trou noir. Vous pouvez regarder dans le "trou de ver" comme dans un couloir. Si cela mène à un autre univers, vous pouvez voir ce qui s'y passe », explique Novikov.
Un trou de ver qui relie les deux univers avec une flèche du temps (extrait de l'article d'I. D. Novikov, 2018) / Illustration de RIA Novosti / Alina Polyanina.
Machine à remonter le temps
Selon la théorie conventionnelle de la gravité, les trous de ver devraient être très petits, avec un rayon de col de Planck de l'ordre de 10 à 33 centimètres. Mais le trou de ver peut être agrandi. Pour cela, un paramètre supplémentaire devrait être introduit dans la théorie, estime Arkady Popov, chercheur senior à l'Institut de physique de l'Université fédérale de Kazan.
«Il existe une autre option pour augmenter le rayon. Il est nécessaire de prendre en compte la température du vide des champs quantifiés - une substance exotique qui crée un «trou de ver» dans l'espace-temps. Nous calculons cela maintenant », déclare le scientifique.
Selon lui, la téléportation à travers les trous de ver n'est pas interdite.
«Il se peut que le chemin qui le traverse soit beaucoup plus court que celui de l’espace. Ensuite, les observateurs du côté considéreront que vous vous êtes déplacé très rapidement - téléporté », ajoute Popov.
Ils ont également essayé de créer une machine à remonter le temps à l'aide du "trou de ver". Par exemple, une extrémité peut être amenée dans la région d'un trou noir, et l'autre - loin, où le temps s'écoule d'une manière différente. Mais alors toutes sortes de violations de la théorie surviennent.
"Cela signifie que les machines à voyager dans le temps sont très probablement interdites, ce qui, d'ailleurs, a déclaré Stephen Hawking", se souvient le physicien.
Tatiana Pichugina
