Le temps est une chose étrange. Nous sommes habitués à compter les horloges, mais l'Univers n'a pas une sorte d'horloge principale et de cadran, ce qui signifie que nous pouvons expérimenter le temps de différentes manières, selon la façon dont nous nous déplaçons ou comment la gravité nous affecte. Les physiciens ont essayé de combiner les deux grandes théories de la physique pour conclure que non seulement le temps n'est pas universellement cohérent, mais que les horloges que nous utilisons pour le mesurer brouillent le flux du temps dans l'espace qui les entoure.
Premièrement, cela ne signifie pas que votre horloge murale vous aidera à vieillir plus rapidement. Nous parlons d'horloges dans des expériences de haute précision, comme les horloges atomiques. Un groupe de physiciens de l'Université de Vienne et de l'Académie autrichienne des sciences a tiré des conclusions de la mécanique quantique et de la relativité générale pour affirmer que l'augmentation de la précision d'une horloge dans le même espace augmente également la distorsion du temps.
Arrêtons-nous une seconde et essayons d'exprimer en mots simples ce que les physiciens savent pour le moment.
La mécanique quantique décrit l'univers avec une extrême précision à la plus petite échelle, où tout entre dans le domaine des particules subatomiques et des forces agissant sur les distances les plus courtes. Malgré toute sa précision et son utilité, la mécanique quantique nous permet de faire des prédictions qui contredisent notre expérience quotidienne.
L'une de ces prédictions est le principe d'incertitude de Heisenberg, qui stipule que lorsque vous connaissez un paramètre avec une grande précision, la mesure du deuxième paramètre devient moins précise. Par exemple, plus vous affinez la position d'un objet dans le temps et dans l'espace, moins vous pouvez être sûr de son élan.
Et ce n'est pas que quelqu'un soit plus intelligent ou que quelqu'un ait un meilleur équipement - l'univers fonctionne fondamentalement comme ça, c'est fondamental. Les électrons ne heurtent pas les protons en raison de l'équilibre entre «l'incertitude» de la position et de l'élan.
Une autre façon de voir les choses est que pour déterminer la position d'un objet avec la plus grande précision, nous devons compter avec une quantité d'énergie inimaginable. Lorsqu'elle est appliquée à notre horloge hypothétique, diviser la seconde en fractions dans notre horloge signifie que nous en savons de moins en moins sur l'énergie de l'horloge. Et c'est là qu'intervient la relativité générale - une autre théorie éprouvée de la physique, mais elle utilise davantage le temps pour expliquer comment les objets massifs s'affectent à distance.
Grâce aux travaux d'Einstein, on comprend qu'il existe une équivalence entre masse et énergie, exprimée par la formule E = mc2. L'énergie est égale à la masse multipliée par le carré de la vitesse de la lumière. Nous savons aussi que le temps et l'espace sont liés, et cet espace-temps n'est pas qu'une boîte vide - la masse, et donc l'énergie, peut plier l'espace-temps.
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C'est pourquoi nous voyons des effets intéressants comme la lentille gravitationnelle, lorsque des objets massifs comme les étoiles et les trous noirs, avec leur masse, courbent le trajet de la lumière. Et cela signifie également que la masse peut entraîner une dilatation gravitationnelle du temps, lorsque le temps s'écoule le plus proche, le plus proche de la source de gravité.
Malheureusement, si ces théories sont bien étayées par des expériences, elles ne s'entendent guère bien. Par conséquent, les physiciens essaient de créer une nouvelle théorie qui correspondrait à ces deux théories et serait correcte. Cependant, nous continuons à explorer comment ces théories décrivent les mêmes phénomènes comme le temps. Comme, en fait, dans cet article.
Les physiciens ont émis l'hypothèse que l'acte de mesurer le temps avec une grande précision nécessite une dépense d'énergie croissante, ce qui réduit automatiquement la précision des mesures dans la zone immédiate de tout appareil de suivi du temps.
«Nos résultats suggèrent que nous devons repenser nos idées sur la nature du temps lorsque la relativité générale et la mécanique quantique sont prises en compte», déclare le chercheur Esteban Castro.
Quel impact cela a-t-il sur nous au quotidien? Comme c'est souvent le cas avec la physique théorique, surtout aucune.
Alors que la mécanique quantique s'applique techniquement aux «grandes» choses, ne vous inquiétez pas si votre chronomètre tourne une fraction de seconde; un trou noir ne s'ouvrira pas sur votre poignet. Toutes les conclusions ci-dessus ne seront pertinentes que pour les montres dans des expériences très précises, beaucoup plus avancées que celles en cours de développement.
Mais mieux nous comprenons comment les horloges et le temps en particulier fonctionnent, du moins en théorie, mieux nous comprenons l'univers qui nous entoure. Un jour, peut-être, nous comprendrons la nature même du temps. Les travaux des scientifiques ont été publiés dans les Actes de la National Academy of Sciences (PNAS).
ILYA KHEL