Les passages secrets du temps

 Voyager dans le temps… Ce thème fascine et il a fait l'objet de nombreuses adaptations de science-fiction. Qui ne connaît pas Retour vers le futur, Interstellar ou Harry Potter et le Prisonnier d’Azkaban ? Qui n’a jamais rêvé de pouvoir remonter le temps pour corriger une erreur sur un contrôle de math ? ou, à l’inverse, d’aller directement aux vacances prochaines ? Mais n’est-ce qu’un fantasme ou peut-on réellement le faire ?  Tout d’abord, il faut bien définir ce qu'est vraiment le futur et le passé.  

Le futur c’est par définition ce qui se dit d'un temps, d'une période à venir ; se dit de ce qui se produira dans ce temps.

 Et le passé c’est une partie du temps qui est révolue avant le moment présent et dans laquelle se sont déroulés les événements passés.

Dans les deux on peut remarquer quelque chose de commun : le mot temps.

Donc, qu’est-ce que le temps ?

  Et ça, ce n’est pas si simple, de nombreux philosophes et scientifiques ont essayé de répondre à la question comme Newton qui dit en 1687 que le temps tel qu’il l’appelle : « newtonien » définit un temps absolu qui est le même en tout point de l'Univers et indifférent au mouvement. 

  Mais il faudra attendre 1905 pour qu'Einstein propose sa théorie de la relativité restreinte et quelques années plus tard sa théorie de la relativité générale. Le temps devient indissociable de l’espace. On parle alors d'espace-temps et celui-ci est déformable…. La cause : la gravité que Newton décrivait comme une force correspond, selon Einstein, à une courbure de l’espace-temps provoquée par la présence de matière et d’énergie. L’espace, le temps et la matière sont donc liés ! 

  Sous l’effet de la gravité les objets subissent la courbure de l’espace-temps et accélèrent.  De la même façon, la lumière subit, elle aussi, cette courbure et plus le champ gravitationnel est fort, plus la lumière change de trajectoire en suivant cette courbure. Mais le temps alors ? Eh bien, plus la gravité est forte, plus le temps s’écoule lentement car la courbure de l’espace-temps doit préserver la constance de la vitesse de la lumière. C’est ce qu’on appelle la dilatation gravitationnelle du temps.

  Arrivé là, on se dit que le temps n’est pas si simple à définir, mais ce qu’il faut retenir c’est qu’il n’est pas absolu ! Il est élastique, il dépend d’où on se situe sur la courbure !  Revenons à notre question : est-ce que tu peux revenir dans le passé pour refaire ton contrôle de maths ?

  Tu vas peut-être être déçu mais c'est impossible, car pour inverser le temps il faudrait aller plus vite que la vitesse de la lumière qui est indépassable… Il existerait, en théorie, un moyen de contourner cette limite en empruntant un tunnel appelé « trou de ver », mais leur existence est une pure spéculation et franchement je ne te recommande pas de rentrer dedans si tu en vois un ! On peut aussi simplement montrer que cela pose d’autres problèmes en utilisant un raisonnement par l’absurde : il suffit juste de penser aux paradoxes temporels : Tu veux revenir dans le passé pour repasser ton examen que tu as raté donc tu le réussis et ne reviens pas dans le passé (oui, ça fait mal au cerveau).

  On ne peut pas revenir dans le passé mais peut-on l'observer ? Tu as juste à lever les yeux au ciel la nuit. Je te rappelle que la vitesse de la lumière est de 300.000 km/s. Tu ne peux donc voir les étoiles que dans le passé. Même le soleil que nous regardons se lever en arrivant sur le boulevard Port Royal est celui d’un passé vieux d’environs 8 minutes.

  Maintenant qu’on a parlé du passé, est-ce qu’on peut faire un saut dans le futur ?

La réponse est oui ! En effet, à chaque seconde qui passe, on avance tous évidemment vers le futur mais en utilisant la courbure de l’espace-temps il est possible d’aller un peu plus vite que les autres vers ce même futur ! Mais attention c’est sans retour ! Comme le temps est élastique, il “suffit” de ralentir son temps propre en voyageant très (mais vraiment très) vite ou d’être proche d’un objet qui déforme beaucoup l’espace-temps. 

  C’est le fameux paradoxe des jumeaux de Langevin:  imaginons deux jumeaux, Tic et Tac, nés sur Terre. Tic fait un voyage aller-retour de 3 ans dans l'espace en fusée à une vitesse proche de celle de la lumière, disons 80% de la vitesse de la lumière. D'après le principe de dilatation des durées, pour Tac, qui est resté sur Terre, la durée écoulée est plus grande que pour Tic qui voyage dans l'espace. Le facteur de dilatation pour cet exemple serait d’environ 1,7. Pour chaque jumeau, le temps s'écoule normalement à sa propre horloge, mais quand Tic rejoint Tac, il s'aperçoit que son horloge a bien mesuré un total de 3 ans, alors que pour Tac 5 ans ont passé… Tic a donc voyagé dans le futur! 

  Ça marche aussi avec un différentiel de gravité, c’est d’ailleurs ce moyen qui est utilisé dans le film Interstellar: dans ce film, la planète Miller est située tout près du trou noir nommé Gargantua, des astronautes passent 3 heures à sa surface avant de retourner au vaisseau mère resté loin, le pilote du vaisseau a quant à lui vieilli de… 23 ans tout comme les gens sur Terre!

Évidemment à notre échelle de courbure les effets sont imperceptibles, mais vous pourrez toujours prétendre avoir voyagé dans le futur cet hiver si vous avez l’habitude de chausser des skis à 2000 mètres d’altitude, la gravité y étant moindre qu’à Paris, les habitants restés sur place auront plus vieilli que vous depuis 1 an, mais ça se comptera en millionièmes de seconde…