Paul Davis a beaucoup en tête - ou plutôt, dans son esprit. En tant que physicien à l'Université de l'Arizona, il mène des recherches dans une grande variété de domaines - des étendues abstraites de la physique théorique et de la cosmologie aux questions plus importantes de l'astrobiologie, l'étude de la vie au-delà de la Terre. Nautilus a parlé à Davis, et la conversation s'est naturellement tournée vers le sujet du temps, qui avait longtemps retenu son intérêt pour la recherche. Ce qui suit est un extrait de cette interview, légèrement édité et abrégé par souci de clarté.
Le flux du temps est-il réel ou est-ce juste une illusion?
L'écoulement du temps est une illusion et, je dois l'avouer, je connais peu de scientifiques et de philosophes prêts à contester cela. La raison en devient claire, il vaut la peine de se demander ce que l'on entend par le passage du temps. Quand nous disons que quelque chose comme une rivière coule, cela signifie qu'à un moment donné sa particule était dans un endroit différent de celui dans lequel elle se trouvait un instant plus tôt. En d'autres termes, il se déplace par rapport au temps. Cependant, le temps ne peut pas bouger par rapport au temps - il est temps. Beaucoup de gens font l'erreur de penser que l'affirmation selon laquelle il n'y a pas d'écoulement du temps signifie qu'il n'y a pas de temps en soi. C'est du n'importe quoi. Bien sûr, le temps existe. Nous le mesurons avec une montre. Les horloges ne mesurent pas des flux de temps, mais des durées. Bien sûr, il y a des périodes entre les événements - ce sont exactement ce que mesure l'horloge.
Alors d'où vient la sensation de flux?
Laisse moi te donner un exemple. Supposons que je me lève, que je tourne plusieurs fois autour de mon axe et que je me fige. Dans ce cas, j'aurai le sentiment convaincant que le monde entier tourne autour. Je peux le sentir tourner - même si, bien sûr, je sais que je me tourne moi-même. De la même manière, je ressens l'écoulement du temps, même si je sais que ce n'est pas le cas. Probablement, l'explication de cette illusion est liée à quelque chose dans notre tête et à la relation avec la mémoire - la superposition de souvenirs et d'autres choses dans cet esprit. Ainsi, ce n'est qu'une caractéristique de notre perception, et non une propriété du temps lui-même.
Une autre chose qui déroute les gens, c'est qu'ils croient que nier l'écoulement du temps signifie nier la cause et l'effet. Bien sûr, les événements suivent une séquence dirigée. Si vous laissez tomber un œuf, il se brise. Les œufs ne sont pas récupérés. Les bâtiments s'effondrent à cause des tremblements de terre, ne poussent pas sur les décombres. Dans la vie de tous les jours, il existe de nombreux exemples d'asymétrie temporelle - c'est l'une des propriétés de l'être. Ce n'est pas une propriété du temps en soi, et l'explication de sa nature réside dans les premiers stades de l'origine de l'univers et de ses conditions initiales. C'est une étude complètement différente et tout à fait valable.
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Le temps ne passe pas. C'est un produit de notre psychologie.
Le temps est-il le principal constituant de l'univers?
L'espace et le temps fixent les limites dans lesquelles nous formulons toutes nos théories sur la structure de l'univers, mais certains s'interrogent sur la probabilité que ces propriétés de l'être puissent être secondaires ou dérivées. Peut-être que les lois originales de l'univers sont formées dans un certain pré-espace et un certain temps, et l'espace-temps est généré par quelque chose de plus primaire.
Bien sûr, dans la vie quotidienne, nous percevons un monde en trois dimensions et une dimension temporelle. Cependant, dans le Big Bang - nous ne comprenons pas vraiment comment le Big Bang a donné naissance à l'univers, cependant, nous pensons que cela pourrait être lié à la physique quantique - il est possible que les phénomènes que nous appelons espace-temps au sens habituel du terme, dans lesquels tout semble clair prononcée, peut-être pas. Ainsi, le produit des premières étapes de l'existence de l'univers peut être non seulement l'énergie et la matière, mais même l'espace-temps lui-même. Nous ne savons pas cela. Ceci fait l'objet d'une enquête.
Le temps peut donc être dérivé?
L'idée que la dualité de l'espace-temps est une qualité secondaire dérivée de quelque chose de plus simple, quelque chose qui est au cœur même de notre concept d'être, était dans l'air avant même que ma carrière ne commence. C'était l'opinion de John Wheeler, qui a écrit à ce sujet dans les années 1950 - qu'il pourrait y avoir une pré-géométrie qui a donné naissance à la géométrie de la même manière que les atomes créent un continuum de corps élastiques - et les gens continuent à y penser.
Le problème est que nous ne pouvons pas observer cela. Peu importe le nombre de modèles mathématiques appropriés que vous proposez, les tester semble sans espoir. La plupart des gens croient que s'il y a quelque chose comme ça dans l'arrière-plan de l'espace et du temps, quelque chose qui diffère de notre idée de l'espace et du temps séquentiels, ce quelque chose ne se manifeste qu'à l'échelle dite de Planck, vingt ordres de grandeur plus petits que la taille du noyau atomique., alors que nos instruments d'observation les plus précis ne sont capables d'observer que de nombreux ordres de grandeur supérieurs. Il est très difficile d'imaginer comment on peut étudier quelque chose à l'échelle de Planck dans des conditions contrôlées.
S'il y a plusieurs univers, suivent-ils la même horloge?
La relation temporelle comparative entre différents observateurs à différents endroits est un phénomène complexe même au sein d'un même univers. La vitesse d'une horloge, disons, à la surface d'un trou noir, différera nettement de la vitesse d'une horloge ici sur Terre. Donc, même dans notre univers, il n'y a pas de temps commun.
Cependant, nous avons maintenant de nombreux univers, dont chacun a son propre temps attaché dans un certain sens - vous ne pouvez les comparer que s'il existe un moyen d'envoyer un message entre eux. Tout dépend du modèle du multivers que vous choisissez. Il y en a beaucoup, mais dans celui dont parlent le plus souvent les cosmologistes - la multitude de bulles apparaissant dans la superstructure en expansion - il n'y a aucun moyen de comparer directement la vitesse des horloges dans différentes bulles.
Lequel des changements récents dans la compréhension du temps trouvez-vous le plus intéressant?
Je m'intéresse particulièrement aux études de laboratoire sur la perception du temps, car c'est à mon avis là que des progrès rapides peuvent se produire dans les années à venir. Par exemple, il existe des expériences bien connues dans lesquelles, à un certain moment, les gens auraient fait un certain libre choix, mais il s'est avéré qu'en fait ce choix avait été fait un peu plus tôt, mais leur propre perception du temps et leurs actions dans un laps de temps ont changé après cet événement. Lorsque nous observons le monde, il nous semble que nous assistons à un récit séquentiel et intégral, mais en fait, des informations sensorielles provenant de divers organes de perception sont déversées sur notre cerveau, qu'il assemble. Il le construit et le présente comme un récit cohérent, créant un sentiment de conscience de soi. Ainsi, il nous semble que nous nous possédons,et tout se passe bien et en douceur. Cependant, en réalité, la plupart de ce que nous percevons est un récit recréé après les événements qui se sont produits.
Cela est particulièrement visible dans les situations où les gens réagissent beaucoup plus rapidement que la vitesse de la pensée. Il suffit de se souvenir des pianistes ou des joueurs de tennis pour comprendre qu'ils ne peuvent pas prendre de décision consciente: «Cette balle bouge ici; Je devrais y aller et le combattre. Pendant ce temps, le signal n'aura pas le temps d'atteindre le cerveau, puis le système moteur. Cependant, ils conservent ce sentiment irrésistible de percevoir le monde en temps réel et de se contrôler. Je trouve tout cela très excitant.
Y a-t-il eu des percées dans l'étude du temps dans le domaine de la physique fondamentale? Je pense que non. De nouvelles idées sont apparues. Les questions fondamentales sont toujours là; nous en avons déjà évoqué une: le temps est-il une propriété primaire ou une propriété dérivée? L'origine de l'axe du temps, qui est une asymétrie du temps, est encore quelque peu controversée. Nous savons qu'il doit être surveillé jusqu'au Big Bang, mais il reste un certain nombre de questions différentes à ce sujet auxquelles nous n'avons pas trouvé de réponse définitive. Cependant, ce sont tous des problèmes philosophiques et théoriques plutôt illusoires que quelque chose qui éclaire la dimension du temps ou sa nature.
De plus, nous observons nos collègues de physique expérimentale alors qu'ils travaillent pour améliorer la mesure du temps. À un moment donné, il deviendra si précis qu'il révélera probablement des résultats intéressants. Il y a toujours un problème fondamental - bien que la plupart des lois de la physique soient symétriques par rapport au temps, il existe un certain nombre de processus associés à des interactions nucléaires faibles dans lesquelles une violation fondamentale de cette symétrie est supposée se produire. Apparemment, cela joue un rôle clé dans l'image globale de la vie. Je pense qu'il y a un potentiel de recherche ici. Ainsi, en physique des particules, il est encore possible de mener des expériences qui nous donneront de nouvelles connaissances sur cette asymétrie temporelle avec une interaction faible et une place proche de l'axe des temps.
John Steele
