Qu'est-ce que le temps? Augustin le Bienheureux a dit: "Je sais quelle heure est, jusqu'à ce que j'y pense." Selon le modèle standard de la physique, le temps est la quatrième dimension, en plus des trois dimensions spatiales. Vous pouvez donc y passer. Pendant des années, les auteurs de science-fiction ont savouré les possibilités du voyage dans le temps de diverses manières. Chaque siècle, nous maîtrisons de plus en plus de nouvelles technologies, découvrons de nouveaux aspects de la science. Que nous reste-t-il à apprendre sur le voyage dans le temps avant de commencer à en faire une réalité?
Vous avez peut-être remarqué que nous évoluons constamment dans le temps. Nous le traversons. Au niveau de base du concept, le temps est le taux de changement de l'univers, et que cela nous plaise ou non, nous sommes soumis à des changements constants. Nous vieillissons, les planètes se déplacent autour du Soleil, les choses sont détruites.
Nous mesurons le passage du temps en secondes, minutes, heures et années, mais cela ne signifie pas du tout que le temps s'écoule à une vitesse constante. Comme l'eau d'une rivière, le temps passe de différentes manières à différents endroits. Bref, le temps est relatif.
Mais qu'est-ce qui cause des fluctuations temporaires sur le chemin du berceau à la tombe? Tout se résume à la relation entre le temps et l'espace. L'homme est capable de percevoir en trois dimensions - longueur, largeur et profondeur. Le temps complète ce parti en tant que quatrième dimension la plus importante. Le temps n'existe pas sans espace, l'espace n'existe pas en dehors du temps. Et ce couple est connecté dans un continuum espace-temps. Tout événement qui a lieu dans l'Univers doit impliquer l'espace et le temps.
Dans cet article, nous examinerons les possibilités les plus réelles et quotidiennes de voyager dans le temps dans notre Univers, ainsi que les chemins les moins accessibles, mais non moins possibles, à travers la quatrième dimension.
Voyage temporaire vers le futur
Si vous voulez vivre quelques années un peu plus vite que quelqu'un d'autre, vous devez composer avec l'espace-temps. Les satellites de positionnement mondial le font tous les jours, trois milliardièmes de seconde d'avance sur le cours naturel du temps. En orbite, le temps s'écoule plus vite car les satellites sont loin de la masse terrestre. Et à la surface, la masse de la planète emporte le temps et le ralentit à une échelle relativement petite.
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Cet effet est appelé dilatation du temps gravitationnel. Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, la gravité plie l'espace-temps, et les astronomes utilisent ce corollaire lorsqu'ils étudient la lumière passant à proximité d'objets massifs.
Mais qu'est-ce que cela a à voir avec le timing? N'oubliez pas - tout événement qui se produit dans l'univers implique à la fois l'espace et le temps. La gravité rassemble non seulement l'espace, mais aussi le temps.
Étant dans l'écoulement du temps, vous remarquerez à peine un changement dans son cours. Mais des objets suffisamment massifs - comme le trou noir supermassif alpha Sagittaire, situé au centre de notre galaxie - déformeront sérieusement le tissu du temps. La masse de son point de singularité est de 4 millions de soleils. Cette masse ralentit le temps de moitié. Cinq ans en orbite d'un trou noir (sans y tomber), c'est dix ans sur Terre.
La vitesse du mouvement joue également un rôle important dans la vitesse de l'écoulement de notre temps. Plus vous vous rapprochez de la vitesse maximale du mouvement - la vitesse de la lumière - plus le temps s'écoule lentement. À la fin du voyage, l'horloge d'un train rapide commencera à être "en retard" d'un milliardième de seconde. Si un train atteint une vitesse de lumière de 99,999%, en un an dans un wagon de train, vous pouvez voyager deux cent vingt-trois ans dans le futur.
En fait, les futurs voyages hypothétiques dans le futur sont construits sur cette idée, pardonnez la tautologie. Mais qu'en est-il du passé? Pouvez-vous remonter le temps?
Voyage temporaire dans le passé
Nous avons constaté que le voyage dans le futur se produit tout le temps. Les scientifiques l'ont prouvé expérimentalement, et l'idée est au cœur de la théorie de la relativité d'Einstein, qui fête ses 100 ans cette année. Il est tout à fait possible d'avancer dans le futur, la seule question est "à quelle vitesse"? Quand il s'agit de voyager dans le temps, la réponse est de regarder le ciel nocturne.
La Voie lactée a une largeur d'environ 100 000 années-lumière, ce qui signifie que la lumière des étoiles éloignées doit voyager des milliers et des milliers d'années avant d'atteindre la Terre. Attrapez cette lumière et, en substance, vous regarderez simplement dans le passé. Lorsque les astronomes mesurent le rayonnement micro-ondes cosmique, ils regardent le cosmos tel qu'il était il y a 10 milliards d'années. Mais ce n'est pas tout.
Il n'y a rien dans la théorie de la relativité d'Einstein qui exclut la possibilité de voyager dans le passé, mais l'existence même possible d'un bouton qui pourrait vous ramener à hier viole la loi de causalité, ou cause à effet. Quand quelque chose se passe dans l'Univers, l'événement génère une nouvelle chaîne d'événements sans fin. La cause naît toujours avant l'effet. Imaginez un monde où la victime mourrait avant que la balle ne touche sa tête. C'est une violation de la réalité, mais malgré cela, de nombreux scientifiques n'excluent pas la possibilité de voyager dans le passé.
Par exemple, on pense que se déplacer plus vite que la vitesse de la lumière peut renvoyer dans le passé. Si le temps ralentit au fur et à mesure qu'un objet s'approche de la vitesse de la lumière, la rupture de cette barrière peut-elle remonter le temps? Bien sûr, à l'approche de la vitesse de la lumière, la masse relativiste de l'objet croît également, c'est-à-dire qu'elle s'approche de l'infini. Il semble impossible d'accélérer une masse infinie. En théorie, la vitesse de distorsion, c'est-à-dire la déformation de la vitesse en tant que telle, peut tromper la loi universelle, mais même cela nécessitera des coûts énergétiques colossaux.
Et si le voyage dans le temps vers le futur et le passé ne dépendait pas tant de notre connaissance de base de l'espace, mais plus des phénomènes cosmiques existants? Jetons un coup d'œil à un trou noir.
Trous noirs et anneaux Kerr
En orbite autour du trou noir assez longtemps, la dilatation du temps gravitationnel vous projettera dans le futur. Mais que se passe-t-il si vous tombez dans les mâchoires de ce monstre cosmique? Nous avons déjà écrit sur ce qui se passera lors d'une plongée dans un trou noir, mais nous n'avons pas mentionné une variété aussi exotique de trous noirs que l'anneau de Kerr. Ou le trou noir de Kerr.
En 1963, le mathématicien néo-zélandais Roy Kerr a proposé la première théorie réaliste d'un trou noir rotatif. Le concept comprend des étoiles à neutrons - des étoiles massives qui s'effondrent de la taille de Saint-Pétersbourg, par exemple, mais avec la masse du Soleil sur Terre. Nous avons inclus les trous de neutrons dans la liste des objets les plus mystérieux de l'Univers, les appelant des magnétars. Kerr a émis l'hypothèse que si une étoile mourante s'effondrait en un anneau rotatif d'étoiles à neutrons, leur force centrifuge les empêcherait de devenir une singularité. Et comme le trou noir n'aura pas de point de singularité, Kerr a pensé qu'il serait possible de pénétrer à l'intérieur, sans craindre d'être déchiré par la gravité au centre.
Si les trous noirs de Kerr existent, nous pourrions les traverser et sortir dans le trou blanc. C'est comme le tuyau d'échappement d'un trou noir. Au lieu d'aspirer tout ce qu'il peut, le trou blanc jettera au contraire tout ce qu'il peut. Peut-être même dans un autre temps ou dans un autre univers.
Les trous noirs de Kerr restent une théorie, mais s'ils existent, ce sont des sortes de portails, offrant un aller simple vers le futur ou le passé. Et alors qu'une civilisation extrêmement avancée pourrait évoluer de cette manière et voyager dans le temps, personne ne sait quand le trou noir «sauvage» de Kerr disparaîtra.
Trous de ver (trous de ver)
Les anneaux de Kerr théoriques ne sont pas le seul moyen de "raccourcir" des chemins vers le passé ou le futur. Les films de science-fiction - de Star Trek à Donnie Darko - traitent souvent du pont théorique Einstein-Rosen. Pour vous, ces ponts sont mieux connus sous le nom de trous de ver.
La théorie générale de la relativité d'Einstein permet l'existence de trous de ver, puisque la théorie du grand physicien est basée sur la courbure de l'espace-temps sous l'influence de la masse. Pour comprendre cette courbure, imaginez le tissu de l'espace-temps comme une feuille blanche et pliez-le en deux. La surface de la feuille restera la même, elle ne se déformera pas d'elle-même, mais la distance entre les deux points de contact sera clairement inférieure à celle lorsque la feuille reposait sur une surface plane.
Dans cet exemple simplifié, l'espace est représenté comme un plan à deux dimensions, et non à quatre dimensions, ce qu'il est en réalité (rappelez-vous la quatrième dimension - le temps). Les trous de ver hypothétiques fonctionnent de la même manière.
Avance rapide dans l'espace. La concentration de masse dans deux parties différentes de l'univers pourrait créer une sorte de tunnel dans l'espace-temps. En théorie, ce tunnel relierait entre eux deux segments différents du continuum espace-temps. Bien entendu, il est tout à fait possible que certaines propriétés physiques ou quantiques empêchent de tels trous de ver d'émerger d'eux-mêmes. Eh bien, ou ils sont nés et périssent immédiatement, étant instables.
Selon Stephen Hawking, des trous de ver peuvent exister dans la mousse quantique, le plus petit milieu de l'univers. De minuscules tunnels naissent et éclatent constamment, reliant des lieux et des moments séparés pendant de courts instants.
Les trous de ver peuvent être trop petits et de courte durée pour qu'une personne puisse bouger, mais que se passe-t-il si un jour nous pouvons les trouver, les retenir, les stabiliser et les agrandir? À condition, note Hawking, que vous serez prêt à recevoir vos commentaires. Si nous voulons stabiliser artificiellement le tunnel espace-temps, le rayonnement de nos actions peut le détruire, tout comme la réversion du son peut endommager un haut-parleur.
Cordes cosmiques
Nous essayons de nous faufiler à travers les trous noirs et les trous de ver, mais y a-t-il une autre façon de voyager dans le temps en utilisant un phénomène cosmique théorique? Avec ces pensées à l'esprit, nous nous tournons vers le physicien J. Richard Gott, qui a esquissé l'idée d'une chaîne cosmique en 1991. Comme son nom l'indique, ce sont des objets hypothétiques qui peuvent s'être formés aux premiers stades du développement de l'univers.
Ces cordes imprègnent l'univers entier, étant plus minces qu'un atome et sous une forte pression. Naturellement, il en découle qu'ils donnent une poussée gravitationnelle à tout ce qui passe près d'eux, ce qui signifie que les objets attachés à la corde cosmique peuvent voyager dans le temps à une vitesse incroyable. Si vous rapprochez deux chaînes cosmiques l'une de l'autre ou si vous placez l'une d'elles à côté d'un trou noir, vous pouvez créer ce que l'on appelle une courbe temporelle fermée.
En utilisant la gravité produite par deux cordes cosmiques (ou une corde et un trou noir), le vaisseau spatial pourrait théoriquement se renvoyer dans le temps. Pour ce faire, vous auriez besoin de faire une boucle autour des cordes cosmiques.
Soit dit en passant, les chaînes quantiques sont actuellement vivement débattues. Gott a déclaré que pour voyager dans le temps, on ferait une boucle autour d'une chaîne contenant la moitié de la masse-énergie d'une galaxie entière. En d'autres termes, la moitié des atomes de la galaxie devraient être utilisés comme carburant pour votre machine à voyager dans le temps. Eh bien, comme tout le monde le sait, vous ne pouvez pas remonter le temps avant la création de la machine elle-même.
De plus, il existe des paradoxes temporaires.
Paradoxes du voyage dans le temps
Comme nous l'avons dit, l'idée de voyager dans le temps est légèrement obscurcie par la deuxième partie de la loi de causalité. La cause vient avant l'effet, du moins dans notre univers, ce qui signifie qu'elle peut ruiner même les projets de voyage dans le temps les plus réfléchis.
Pour commencer, imaginez que si vous voyagez 200 ans en arrière, vous apparaîtrez bien avant votre naissance. Réfléchis-y une seconde. Pendant un certain temps, l'effet (vous) existera avant la cause (votre naissance).
Pour mieux comprendre à quoi nous avons affaire, considérons le fameux paradoxe des grands-parents. Vous êtes un assassin du voyage dans le temps, votre propre grand-père est votre cible. Vous vous faufilez dans un trou de ver à proximité et vous vous dirigez vers une version vivante de 18 ans du père de votre père. Vous soulevez votre pistolet, mais que se passe-t-il lorsque vous appuyez sur la détente?
Pensez-y. Vous n'êtes pas encore né. Même votre père n'est pas encore né. Si vous tuez votre grand-père, il n'aura pas de fils. Ce fils ne vous donnera jamais naissance et vous ne pouvez pas voyager dans le temps avec une tâche sanglante. Et votre absence n'appuiera en aucun cas sur la gâchette, niant ainsi toute la chaîne des événements. Nous appelons cela une boucle de causes incompatibles.
Sinon, considérez l'idée d'une boucle causale séquentielle. Bien que cela fasse réfléchir, il élimine théoriquement les paradoxes temporels. Selon le physicien Paul Davis, une telle boucle ressemble à ceci: un professeur de mathématiques va dans le futur et vole un théorème mathématique complexe. Puis il le donne à l'étudiant le plus brillant. Après cela, l'étudiant prometteur grandit et apprend pour devenir un jour l'homme à qui le professeur a autrefois volé un théorème.
De plus, il existe un autre modèle de voyage dans le temps qui implique une distorsion de probabilité à l'approche de la possibilité d'un événement paradoxal. Qu'est-ce que ça veut dire? Revenons dans la peau du tueur de votre grand-père. Ce modèle de voyage dans le temps peut pratiquement tuer votre grand-père. Vous pouvez appuyer sur la gâchette, mais l'arme ne tirera pas. L'oiseau pépiera au bon moment, ou autre chose se produira: une fluctuation quantique ne permettra pas qu'une situation paradoxale se produise.
Et enfin, la chose la plus intéressante. Le futur ou le passé vers lequel vous allez peut simplement exister dans un univers parallèle. Imaginons cela comme le paradoxe de la séparation. Vous pouvez détruire tout ce que vous voulez, mais cela n'affectera en aucun cas votre monde d'origine. Vous allez tuer votre grand-père, mais vous ne disparaîtrez pas - peut-être qu'un autre «vous» disparaîtra dans un monde parallèle, ou le scénario suivra les schémas paradoxaux que nous avons déjà envisagés. Cependant, il est possible que ce voyage dans le temps soit un voyage unique et que vous ne pourrez jamais rentrer chez vous.
Êtes-vous complètement confus? Bienvenue dans le monde du voyage dans le temps.
Ilya Khel
