L'astronomie

La flèche du temps

La flèche du temps

La flèche ou l'asymétrie du temps continue d'être l'un des grands mystères du Cosmos.

Le nom a été donné par Arthur Eddington, et il fait référence à l'expérience que nous avons tous que le temps s'écoule toujours dans une direction unique, du passé au futur. C'est la principale caractéristique du temps.

Eh bien, du point de vue de la physique, rien ne montre que ce soit le cas. Au contraire, les lois physiques ne font pas de distinction entre passé, présent et futur. Elles valent autant du passé au futur que du futur au passé, et rien n'indique que ces lois soient mauvaises. C'est ce qu'on appelle la symétrie et, à de mystérieuses exceptions, c'est la loi qui régit l'ensemble du Cosmos.

L'une de ces exceptions est ce qui nous fait exister ici et maintenant (nous y reviendrons plus tard). Une autre exception est l'asymétrie temporaire que nous appelons "flèche du temps".

Il s'agit de découvrir une loi qui explique cette asymétrie. C'est-à-dire une équation qui explique que le temps passe toujours en avant et qu'il a tort s'il recule. Ou, une loi qui explique cette asymétrie exceptionnelle au sein de la symétrie générale du Cosmos. Ce dernier semble moins probable.

Il y a encore un siècle, on croyait que le temps était absolu et toujours passé. Comme nous en faisons l'expérience.

Mais alors, précisément en Suisse, terre de précision, Einstein a formulé sa théorie de la relativité. Le temps, tel que nous le vivons, n'est devenu qu'une illusion. Jusqu'à aujourd'hui, aucune loi ne prouve que le temps passe. En fait, on peut déduire de la relativité restreinte que le temps ne s'écoule pas.

En 1926, Schrödinger formule son équation d'onde de probabilité quantique. Une particule peut emprunter différents chemins à la fois, et la même chose peut se produire avec le temps. La physique ne distinguerait pas et il serait tout aussi correct si le temps passait vers le futur ou le passé. La particule n'est définie dans une réalité que lorsque nous l'observons, et la même chose se produirait avec le temps. C'est ce qu'on appelle «l'effondrement de l'onde de probabilité». Mais nous ne savons pas si elle est applicable au temps.

Une autre solution nous emmène aux premiers instants du Cosmos. La flèche du temps est compatible avec le Big Bang et la cosmologie inflationniste. Cela aurait une explication si l'univers avait été hautement ordonné dans ses premiers instants.

À mesure que l'univers se dilate et perd son ordre initial, le temps s'écoule toujours vers l'avant. C'est la théorie de la faible entropie initiale et semble soutenue par les lois de la thermodynamique. Cela semble la réponse la plus convaincante. Mais nous ne savons toujours pas grand-chose des premiers moments de l'univers à connaître. Aujourd'hui, la flèche du temps reste sans réponse.

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Effet Rayleigh et effet MieArc-en-ciel de Newton