Voyage dans le temps

Le voyage dans le temps est un des thèmes les plus connus de la science-fiction, au point d’être considéré comme un genre à part entière.

L’idée d’aller revivre le passé ou de découvrir le futur est un rêve humain causé par l’écoulement permanent, et irréversible de ce grand fleuve dans lequel nul ne peut « se baigner deux fois ».

Les physiciens, tout autant que les auteurs de science-fiction, s’intéressent au voyage dans le temps, aux effets théoriques des voyages à la vitesse de la lumière et aux paradoxes que pourraient causer  un tel voyage.

      Voyage dans le sens direct (vers le futur)

La théorie de la relativité restreinte, d’après Albert Einstein, autorise explicitement certaines dilatations du temps, ce qui ressemblerait à un voyage dans le temps.

Par exemple, une personne voyageant dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière pourrait revenir des années après son départ alors que son voyage n’aurait duré que quelques jours pour lui.

      Voyage dans le sens rétrograde (vers le passé)

Ce voyage-là semble a priori hautement improbable. Il faudrait pour cela abandonner le postulat de causalité qui veut que l'effet ait obligatoirement lieu après la cause. Il faudrait de plus admettre que le passé existe encore, et qu'il n'est donc pas réellement passé.

      Les travaux théoriques à ce sujet

En l’absence d’indices de voyage dans le temps, il n’est pas indispensable de supposer son existence : Stephen Hawking a suggéré que l’absence de personnes venant du futur constitue un argument indéniable contre l’existence du voyage temporel.

Néanmoins ce physicien pense qu’il doit être possible de trouver une loi permettant d’effectuer un voyage rétrograde : il a énoncé un tel principe sous le nom de « conjecture de protection chronologique ».

Il explique ce principe grâce à la notion de réversibilité, (concept important – ainsi que son complémentaire, l’irréversibilité - en physique et tout particulièrement en thermodynamique.

Tout le monde a déjà effectué ces expériences : un morceau de verre se brise au sol et il ne se reconstitue jamais de lui-même ; en revanche, on peut détendre  un élastique, pour le déformer (dans une certaine limite), et quand on le relâche cet élastique retrouve un état sensiblement proche à son état initial.

La première expérience est typiquement un comportement irréversible, la seconde est  une transformation réversible. Aussi simples qu’ils puissent paraître ces deux exemples illustrent respectivement la possibilité ou l'impossibilité pour un système de retrouver  de manière exacte son état initial suite à une modification.

Ces deux exemples sous-entendent qu'il existe peut-être une loi qui reste à découvrir nous permettant d’effectuer un voyage rétrograde même si le deuxième principe de la réversibilité ne peut le concevoir.

      Expérimentations effectuées lors de ces dix dernières années

Quelques expériences réalisées au cours des dix dernières années donnent l’impression d’un effet rétrograde mais elles sont interprétées de manière différente par la communauté scientifique.

En Voici un exemple, Le programme « effet STL » (Space-time twisted by light) expérimenté à l'heure actuelle par le docteur Ronald Mallett a pour but très officiel d'observer une violation de la causalité (le principe de causalité affirme que si un phénomène - nommé cause - produit un autre phénomène - nommé effet -, alors l'effet ne peut précéder la cause.)

Cette expérience ce fait par le biais d'un neutron à travers un cristal photonique ralentissant la lumière. Le neutron réapparaîtrait dans le dispositif avant d'être désintégré.

Le rapport est sorti en novembre 2006 et bénéficie l’approbation de plusieurs universités des États-Unis.

Mais même si cela « fonctionne » à l'échelle quantique, à la manière de l'expérience de Marlan Scully, on peut s'attendre à une décohérence2 à l'échelle macroscopique.

Rappelons que la physique quantique est l'appellation générale d'un ensemble de théories physiques, nées au XXe siècle qui, comme la théorie de la relativité, marquent une rupture avec ce que l'on appelle maintenant la physique classique. Les théories dites « quantiques » décrivent le comportement des atomes et des particules — ce que la physique classique, notamment la mécanique newtonienne n’a pu faire. Et, à plusieurs égards, la physique quantique heurte le sens commun3.

      Violation des lois physiques

Effectivement un voyage dans le temps entraîne la violation de la plupart des principes connus (si l’on considère l’univers comme un système isolé fermé) tels que ceux de la conservation de la masse, de l’énergie ou encore de la charge.

Prenons un exemple simple : imaginons que vous soyez dans une machine à remonter le temps et qu'une personne vous observe : vous l'utilisez pour revenir dans le passé, et la seconde suivante le témoin constate que la masse constituant la machine, ainsi que la vôtre (on admet que vous êtes dans la machine), ont disparu. On en déduit que votre masse et celle de la machine ont disparu de l'univers à un instant T car  pendant une femtoseconde4  ces deux masses ne seront ni dans le passé ni dans le présent ni dans le futur, ce qui viole le principe de conservation de la masse.

1 - Héraclite.

2 - décohérence : phénomène physique susceptible d'expliquer la transition entre les règles physique quantique les règles physiques classiques telles que nous les connaissons.

3 – voir « l'expérience » du chat de Schrödinger.

4 - 10-15 seconde.