L’alarme se déclenche le matin. Vous prenez votre train du matin pour le bureau. Vous faites une pause déjeuner. Vous reprenez votre train du soir. Vous partez pour une heure de course. Manger le dîner. Aller au lit. Répéter. Les anniversaires sont célébrés, les décès commémorés. De nouveaux pays naissent, des empires montent et tombent. Toute l’existence humaine est liée au temps qui passe.
Mais nous ne pouvons pas le voir et nous ne pouvons pas le toucher. Alors, comment savons-nous qu’il est vraiment là ?
« En physique, nous avons ce que nous appelons l’idée de » temps absolu « et elle est utilisée pour décrire différents changements comme une séquence d’événements », commence Koyama. « Nous utilisons la physique newtonienne pour décrire comment les choses bougent, et le temps en est un élément essentiel. »
À ce jour, la pensée newtonienne classique sur le temps – où le temps est constant dans tout l’univers – est encore une bonne approximation de la façon dont les humains vivent le temps dans leur vie quotidienne. Nous vivons tous le temps de la même manière et nous synchronisons tous nos horloges de la même manière, où que nous soyons dans le monde, que ce soit à Londres, à Tokyo ou à Buenos Aires.
Il n’y a pas de temps sans espace
Les physiciens ont cependant réalisé que le temps peut en fait se comporter différemment et n’est pas aussi cohérent que le pensait Newton. « Lorsque nous parlons de temps, nous devons également penser à l’espace – ils viennent dans un paquet ensemble », dit-il. « Nous ne pouvons pas dissocier les deux, et la façon dont un objet se déplace dans l’espace détermine la façon dont il vit le temps. »
En bref, le temps que vous vivez dépend de votre vitesse dans l’espace en tant qu’observateur, comme indiqué dans la relativité restreinte d’Einstein, une théorie sur l’impact de la vitesse sur la masse, le temps et l’espace.
De plus, selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, la gravité d’un grand objet peut avoir un impact sur la rapidité avec laquelle le temps passe. De nombreuses expériences ont été entreprises qui l’ont prouvé depuis. Les physiciens ont même découvert que les trous noirs déforment l’espace-temps immédiat qui les entoure en raison de leurs immenses champs gravitationnels. Koyama continue d’interroger cette théorie.
« Un bon exemple solide pour comprendre tout cela est de regarder comment nous utilisons le GPS », poursuit Koyama. « Le GPS fonctionne grâce à un réseau de satellites en orbite autour de la Terre. Ils sont placés à une altitude très élevée et donc la gravité qu’ils subissent est plus faible. Par conséquent, le temps devrait en fait passer plus vite pour eux que pour nous au sol, où nous éprouvons une gravité plus élevée. Mais parce que les satellites se déplacent à des vitesses très élevées autour de la planète, cela aide en fait à ralentir le temps, compensant le manque de gravité.
Comprendre comment ces deux effets fonctionnent et s’influencent mutuellement est essentiel pour garantir le bon fonctionnement du réseau GPS mondial. Et une théorie cohérente du temps qui explique comment les objets se déplacent est un ingrédient crucial à cet égard. Ainsi, les horloges ne nous racontent pas de bobards : le temps existe en dehors de notre propre perception.
Pouvons-nous revenir en arrière dans le temps ?
Enfin, la question de savoir si le voyage dans le temps pourrait un jour être possible devait être posée à Koyama, professeur de cosmologie à l’Université de Portsmouth, et donc le mieux placé pour nous dire la vérité.
« Je suis désolé de vous décevoir, mais pour que le voyage dans le temps soit possible, nous aurions besoin de découvrir un tout nouveau type de matière qui a le pouvoir de changer la courbure du temps et de l’espace », déclare Koyama. « Une telle matière nécessiterait des propriétés qui n’existent tout simplement pas dans la nature. Nous, les physiciens, croyons fermement qu’il est tout simplement impossible de revenir dans le passé, mais c’est bien de fantasmer à ce sujet. »