Une brève histoire
du temps
(Agence Science-Presse) - Si vous avez l'impression
de continuellement manquer de temps, vous avez raison:
le temps n'existe pas, aux yeux d'un des spécialistes
mondiaux de cette épineuse question.
La première difficulté qu’on
rencontre en abordant la notion de temps est d’ordre
sémantique. " Le mot temps ne dit rien
de la chose qu’il désigne", faisait remarquer
Etienne Klein, considéré comme l'une des
sommités de la physique française, lors
d’une conférence tenue à l’Université
de Montréal le 11 avril. "De plus, on le retrouve
dans toutes sortes d’expressions contradictoires
et qui encadrent notre façon de penser le temps.
Par exemple, si l’on compare le temps à un
fleuve qui coule, tout ce qu’on peut dire de ses
berges, c’est qu’elles échappent au temps
qui, lui, s’écoule. "
Nos instruments pour mesurer le temps posent
eux aussi problème. Une montre ne mesure pas le
temps, mais plutôt une durée, ce qui n’est
pas la même chose. De plus, cette durée est
représentée par un espace, celui parcouru
par une aiguille. " La confusion entre temps
et espace mène à des questions pas évidentes,
souligne le physicien. Où est demain? Où
va le présent lorsqu’il devient passé?
Ces questions, qui fascinaient déjà
les philosophes grecs, ont occupé les penseurs
durant 2000 ans. Sans résultat. Lorsque Galilée
développe sa théorie de la chute des corps,
vers 1604, il utilise le temps comme variable, mais il
renonce à le définir. Son équation
est pourtant la première de l’histoire à
faire appel au temps comme variable. Elle est aussi considérée
comme l’acte fondateur de la physique moderne.
La question du temps conduit aussi au principe
de causalité, selon lequel il y a d’abord
une cause, puis un effet: c'est une conséquence
du temps qui s’écoule toujours dans la même
direction.
C’est en se basant sur cette notion
qu’Einstein élabore en 1905 sa fameuse théorie
de la relativité restreinte. Oui, la cause vient
toujours avant l’effet. Mais selon la vitesse à
laquelle se déplace l’observateur, la durée
écoulée entre la cause et l’effet peut
varier. Il n’y a plus de chronomètre universel
— c’est la fameuse histoire de l’astronaute
partant pour un court voyage dans les étoiles,
à la vitesse de la lumière, et qui constate
à son retour sur Terre que plusieurs générations
se sont écoulées.
Étrange? Il y a mieux. Durant les
années 1920, le physicien britannique Paul Dirac
s’intéresse aux petites particules qui composent
les atomes. Elles vivent, meurent et se déplacent
si vite, raisonne-t-il, qu’il faut avoir recours
à la relativité d’Einstein pour les
décrire. Mais ceci implique que du point de vue
de l’observateur, certaines particules paraissent
mourir avant de naître.
Comme ceci viole le principe de causalité,
Dirac réécrit ses équations. Le résultat,
à prime abord, ne paraît pas mieux, car il
suppose l’existence d’une énergie négative,
une anti-matière qui remonterait le cours du temps
plutôt que de le descendre. La communauté
scientifique est d’abord sceptique, mais l’existence
de l’anti-matière est démontrée
quelques années plus tard.
" L’anti-matière est
une découverte fondamentale, conclut Étienne
Klein. Dirac avait imaginé son existence parce
qu’il s’agissait du seul moyen de respecter
le principe de causalité, c’est à dire
l’idée que le temps s’écoule dans
un seul sens. Sa découverte est une preuve matérielle
de l’existence de cette contrainte : on ne peut
pas revenir en arrière pour agir sur les causes.
En ce sens, l’anti-matière implique aussi
l’impossibilité du voyage dans le temps. "
Philippe Gauthier
