dimanche, 2 octobre 2022

Qu’est-ce que le temps et comment savons-nous qu’il existe ?

Heure. Nous ne pouvons pas en avoir assez. Nous désespérons de le faire couler plus vite ou plus lentement, et pourtant on nous rappelle encore et encore de vivre dans le présent. Lorsqu’il s’agit de grandes questions philosophiques, l’idée du temps et des idées connexes comme le passé, le présent et le futur font partie des grands acteurs. L’avenir est-il actuellement écrit ? Que désigne-t-on par le présent ? Le passé existe-t-il ? Du point de vue de la physique, le temps est tout aussi gênant, mais pour divers facteurs. Le temps est utilisé pratiquement partout, mais en physique, on ne voit pas pourquoi il a des instructions spécifiques. Le temps est la progression des événements du passé vers le futur jusqu’à aujourd’hui. C’est la 4ème dimension de notre univers, avec les trois dimensions de surface qui composent le continuum espace-temps.

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Le continuum espace-temps

Le continuum espace-temps est une construction théorique qui aide à décrire le véritable tissu de notre présence. Les quatre dimensions sont la longueur, la largeur, la hauteur — ou haut/bas, gauche/droite et avant/arrière — et la quatrième, le temps.

En établissant ses théories de la relativité unique et fondamentale, Albert Einstein a examiné les lois de la physique en ce qui concerne la vitesse de la lumière, affirmant finalement que rien ne peut se déplacer plus rapidement que la vitesse de la lumière dans le vide. Pour Einstein, l’espace et le temps n’étaient pas des phénomènes différents et sans rapport, mais imbriqués dans un continuum unique : le continuum espace-temps.

Absolument rien de ce qui contient de l’énergie n’est au-delà du temps.

Pourquoi le temps s’écoule-t-il ?

Nous vivons le temps comme quelque chose qui passe inévitablement, entrant dans une direction extrêmement particulière à laquelle nous pensons en avant. Cependant, de nombreuses lois physiques ne semblent pas avoir de préférence quant à savoir si le temps s’écoule vers l’avant ou vers l’arrière, de sorte que les chercheurs ont cherché une explication à ces lois physiques qui semblent fonctionner d’une seule manière. La plus connue d’entre elles est la 2ème loi de la thermodynamique.

Selon cette loi, dans un système séparé (comme notre univers) laissé à évoluer, l’entropie – l’idée que les systèmes physiques augmentent de manière aléatoire , passant de l’ordre au désordre, augmente constamment. Nous pouvons distinguer le passé du futur en regardant l’entropie. C’est l’une des méthodes que les scientifiques décrivent comme la « flèche du temps » ; plus un système devient désordonné, moins il peut se réorganiser et plus la flèche du temps est puissante. Cependant, le temps peut s’écouler différemment. La relativité d’Einstein postule que la gravité n’est pas seulement une force imperceptible qui attire les choses, mais une déformation de l’espace-temps ; plus un objet est massif, plus il déforme l’espace-temps autour de lui. Ainsi, le temps n’est pas cohérent partout, car la gravité et l’accélération peuvent modifier la façon dont le temps prend un trajet. Cela se voit le plus clairement là où, grâce à la gravité ralentissant l’horloge pendant 4,5 milliards d’années, le noyau de la Terre est 2,5 fois plus jeune que la surface.

Qu’est-ce que le passé ?

L’utilisation de la relativité restreinte d’Einstein aide également à répondre à une autre préoccupation concernant le temps : le passé est-il réel ? Si nous ne résidons que dans le présent et que le passé nous est inaccessible, comment pouvons-nous affirmer que le passé est réel ?

La réponse vient de l’idée du « maintenant » de la célèbre théorie d’Einstein. Comme indiqué ci-dessus, les horloges bougent différemment dans divers environnements, de sorte que l’idée de maintenant dépend de l’observateur.

Le principe de « maintenant » dépend de l’endroit où vous vous trouvez, de l’endroit où vous allez et de la vitesse à laquelle vous arrivent. Deux occasions peuvent se produire en même temps pour un observateur mais à des moments différents pour un autre. Ainsi, ce qui semble être maintenant pour une seule personne est le passé pour une autre. Le passé est toujours là, inaccessible pour nous, mais bien réel. L’avenir est-il actuellement composé ?

Maintenant, c’est une préoccupation pour les âges. Appelez cela le destin, le destin ou le libre arbitre, l’humanité à travers le monde s’est effectivement attaquée à cette question. La relativité a gravé le passé dans la pierre et remet en question l’idée qu’il existe un présent spécifique. Comment peut-il y avoir un avenir ? Le présent, le passé et le futur doivent coexister. C’est « l’univers bloc » qu’Einstein dépeint en relativité. Le passé, le présent et le futur ne sont que des morceaux de temps, comme des photos de la réalité qui coexistent.

Tout le monde n’est pas ravi de cette vision déterministe de l’univers. La mécanique quantique, par exemple, n’est pas très déterministe, malgré ce qu’affirme Einstein. L’idée de l’univers de blocs n’a pas besoin d’avoir un avenir fixe. Le physicien George Ellis a vraiment proposé une formule sympa du concept d’Einstein qui préserve l’univers des blocs mais ne l’étend pas dans le futur. Alors que « maintenant » est subjectif il y a un présent universel, la frontière du futur qui ne cesse de s’élargir dans les consignes du temps (qui peuvent être différentes de la flèche locale du temps).

Le passé s’écrit et l’avenir est à gagner. Carpe diem, prenez le jour et faites très peu confiance à demain. Nous avons quelques réponses concernant le temps, mais elles ne sont pas toutes satisfaisantes ; nous n’avons toujours pas une compréhension complète de cette mesure. Si jamais nous en obtenons un, eh bien, seul le temps nous le dira.

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