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C'est pourquoi comprendre le temps est si difficile

Etudier le temps ", c'est comme tenir un flocon de neige dans les mains: au fur et à mesure que vous l'étudiez, il fond entre vos doigts et disparaît".Image de Mobilos / Wikicommons

LEn avril, dans le célèbre théâtre Faraday de la Royal Institution de Londres, Carlo Rovelli a donné une conférence d’une heure sur la nature du temps. Un fil rouge recouvrait la scène, métaphore du sujet du physicien théoricien italien. "Le temps est une longue file", a-t-il déclaré. À gauche se trouvent le passé – les dinosaures, le big bang – et à droite, le futur – l'inconnu. «Nous sommes en quelque sorte ici», a-t-il dit, suspendu un mousqueton dessus, comme marqueur du présent.

Puis il a retourné le script. "Je vais vous dire que le temps est ne pas comme ça ", at-il expliqué.

Rovelli a continué à contester notre notion de sens commun du temps, en commençant par l’idée qu’elle comptait partout à un rythme uniforme. En fait, les horloges fonctionnent plus lentement lorsqu'elles se trouvent dans un champ gravitationnel plus puissant. Lorsque vous déplacez des horloges proches affichant la même heure dans différents champs (l'un dans l'espace, l'autre sur Terre, par exemple), puis que vous les ramenez ensemble, elles afficheront des heures différentes. "C’est un fait", a déclaré Rovelli, et cela signifie "votre tête est plus âgée que vos pieds." Un non-partisan est également un sentiment partagé de "maintenant". Nous ne partageons pas vraiment le moment présent avec qui que ce soit. «Si je te regarde, je te vois maintenant – bon, mais pas vraiment, car la lumière met du temps à venir de toi à moi», dit-il. «Alors je te vois un peu dans la passé. ”En conséquence,“ maintenant ”ne signifie rien au-delà de la bulle temporelle“ dans laquelle nous pouvons ignorer le temps nécessaire pour faire la navette. ”

Rovelli s'est ensuite penché sur l'idée que le temps s'écoule dans une seule direction, du passé au futur. À la différence de la relativité générale, de la mécanique quantique et de la physique des particules, la thermodynamique intègre la direction du temps. Sa seconde loi stipule que l’entropie totale, ou le désordre, dans un système isolé ne diminue jamais avec le temps. Pourtant, cela ne signifie pas que notre notion conventionnelle du temps repose sur des bases plus solides, a déclaré Rovelli. L’entropie, ou trouble, est subjective: «L’ordre est dans l’œil de celui qui regarde». En d’autres termes, la distinction entre passé et futur, la croissance de l’entropie au fil du temps, dépend d’un effet macroscopique – «la façon dont nous avons décrit le système, qui dépend à son tour de la façon dont nous interagissons avec le système », a-t-il déclaré.

«Un million d'années de ta vie ne serait ni passé ni futur pour moi. Donc, le présent n'est pas mince; c’est horriblement épais.

En arrivant à la dernière notion commune du temps, Rovelli devint un peu plus prudent. Son argument scientifique selon lequel le temps est discret – qu’il n’est pas transparent, a des quanta – est moins solide. "Pourquoi? Parce que je le fais encore! Il n’a pas encore écrit dans le manuel. »Les équations relatives à la gravité quantique qu’il a écrites suggèrent trois choses, dit-il, à propos de ce que« les horloges mesurent ». Premièrement, il y a peu de temps – ses unités ne sont pas infiniment petites. Deuxièmement, comme une horloge, comme tout objet, est quantique, elle peut se superposer à des lectures temporelles. "On ne peut pas dire entre cet événement et cet événement, il y a un certain laps de temps, car, comme toujours en mécanique quantique, il pourrait y avoir une distribution de probabilité du temps qui passe." Ce qui signifie que, troisièmement, en gravité quantique, vous pouvez avoir " une notion locale d'une séquence d'événements, qui est une notion minimale du temps, et c'est la seule chose qui reste », a déclaré Rovelli. Les événements ne sont pas ordonnés dans une ligne «mais sont confus et connectés» les uns aux autres sans «variable de temps préférée, tout peut fonctionner comme une variable».

Même l’idée que le présent est éphémère ne résiste pas à un examen minutieux. Il est certainement vrai que le présent est «incroyablement court» dans la physique classique newtonienne. "Mais ce n’est pas comme cela que le monde est conçu", a expliqué Rovelli. La lumière trace un cône, ou des cercles consécutivement plus grands, dans un espace-temps à quatre dimensions, comme des ondulations sur un étang qui grossissent au fur et à mesure de leurs déplacements. Aucune information ne peut franchir les limites du cône de lumière car cela nécessiterait que les informations se propagent plus rapidement que la vitesse de la lumière.

"Dans l'espace-temps, le passé est ce qui est à l'intérieur de notre cône de lumière passé", a déclaré Rovelli, faisant des gestes avec la main en forme de cône renversé. «C’est donc tout ce qui peut nous affecter. L'avenir est la chose opposée », continua-t-il en désignant maintenant un cône droit. "Donc, entre le passé et le futur, il n'y a pas qu'une seule ligne, il y a énormément de temps." Rovelli a demandé à un membre du public d'imaginer qu'il vivait à Andromeda, à deux millions et demi d'années-lumière. . «Un million d'années de ta vie ne serait ni passé ni futur pour moi. Donc, le présent n'est pas mince; c’est horriblement épais.

En écoutant la description de Rovelli, je me suis rappelé une phrase de son nouveau livre, L'ordre du temps: Étudier le temps ", c’est comme tenir un flocon de neige dans les mains: au fur et à mesure que vous l’étudiez, il fond entre vos doigts et disparaît."

Brian Gallagher est l'éditeur de Facts So Romantic, le Nautile Blog. Suivez le sur Twitter @ brianga11agher.

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Cet article classique de Facts So Romantic a été publié en août 2018.

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