- Il y a quelques années, Stephen Hawking a déclaré qu’il avait « des preuves expérimentales que le voyage dans le temps n’est pas possible ».
- Cependant, dans son dernier livre « Brèves réponses aux grandes questions », il a également déclaré que la notion de voyage dans le temps était une « question très sérieuse ».
- Le chercheur Peter Millington de l’Université de Nottingham a écrit un article invité pour La Conversation, dans le but d’aller au fond de certaines de ces questions.
Stephen Hawking a fait une déclaration assez importante dans son dernier livre, qui devrait servir de matière à réflexion.
Revenons à 2009 — Stephen Hawking est assis dans une pièce décorée de ballons, attendant ses invités. Le champagne est frais, un grand buffet est sorti.
C’est l’une des célébrations les plus exclusives de tous les temps: seuls les voyageurs du futur sont invités — mais l’astrophysicien a attendu en vain.
À cette époque, la tentative de Stephen Hawking de prouver que le voyage dans le temps était possible a échoué. Selon un rapport d’IFLScience, il a pris la parole lors d’un symposium en 2012 et a déclaré: « J’ai des preuves expérimentales que le voyage dans le temps n’est pas possible. »Il a expliqué qu’il avait organisé une fête pour les voyageurs du temps, mais qu’il avait envoyé les invitations après la fête. « Je suis resté longtemps assis là, mais personne n’est venu. »
Cependant, l’astrophysicien n’a pas exactement exclu un voyage dans le temps à sa mort en mars 2018. Dans son livre posthume « Brèves réponses aux grandes questions », il est revenu sur le sujet.
Il a écrit qu’il s’agissait d’une « question très sérieuse », ajoutant également cependant que « si l’on faisait une demande de subvention de recherche pour travailler sur le voyage dans le temps, elle serait immédiatement rejetée ».
Le voyage dans le temps est-il possible ? Pourrons-nous un jour construire une machine pour voyager dans le passé comme dans le futur ? Dans un article invité pour The Conversation, le chercheur Peter Millington de l’École de physique et d’astronomie de l’Université de Nottingham a tenté d’aller au fond de certaines de ces questions.
La vitesse de la lumière joue un rôle décisif dans le voyage dans le temps
« Nous tenons pour acquis la possibilité d’appeler nos amis et notre famille où qu’ils se trouvent dans le monde pour savoir ce qu’ils font en ce moment », a écrit Millington. « Mais c’est quelque chose que nous ne pouvons jamais savoir. Les signaux portant leurs voix et leurs images voyagent incroyablement vite, mais il faut encore un temps fini pour que ces signaux nous parviennent. »
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La vitesse la plus élevée à laquelle un signal ou — physiquement parlant – une onde électromagnétique peut se propager est ce qu’on appelle la vitesse de la lumière. C’est exactement 299 792 458 mètres par seconde. Albert Einstein a postulé dans le cadre de sa théorie de la relativité que la vitesse de la lumière est une constante universelle, c’est-à-dire cette lumière se déplace toujours à la même vitesse dans le vide — et indépendamment de l’observateur.
C’est précisément cette condition qui joue un rôle décisif dans la question de savoir si le voyage dans le temps est possible. La loi de causalité découle du fait que rien ne peut être plus rapide que la vitesse de la lumière. La loi stipule que l’effet d’une action ne peut se produire qu’après la cause, ce qui rendrait impossible un voyage dans le temps dans le passé. « Pour moi, voyager dans le temps et déclencher des événements qui empêchent ma naissance, c’est faire passer l’effet (moi) avant la cause (ma naissance) », a expliqué Millington.
Un voyage dans le temps dans le futur est-il possible selon la théorie de la relativité d’Einstein?
De la constance de la vitesse de la lumière, il résulte cependant que l’espace et le temps ne doivent pas être absolus, mais relatifs. Une conséquence directe de cela est que le temps passe à des vitesses différentes en fonction de la vitesse à laquelle les objets se déplacent. Par exemple, une horloge mobile dans une voiture se déplaçant à une vitesse constante tick plus lentement du point de vue d’un observateur au repos qui n’est pas dans cette voiture.
Ceci est comparable à un voyage dans le futur — même si la différence de temps entre le conducteur en mouvement et l’observateur au repos n’est que d’un milliardième de seconde.
Millington a expliqué le tout avec l’exemple suivant: « Si je devais m’envoler à une vitesse incroyable dans un vaisseau spatial et revenir sur Terre, moins de temps s’écoulerait pour moi que pour tous ceux que j’ai laissés derrière moi. Tous ceux à qui je retournais concluraient que ma vie avait fonctionné comme au ralenti — j’aurais vieilli plus lentement qu’eux — et je conclurais que la leur avait fonctionné comme si elle avançait rapidement. »
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Et que se passerait-il si, contrairement à la théorie de la relativité d’Einstein, nous pouvions réellement aller plus vite que la lumière? Serait-il alors possible pour nous de voyager dans le temps?
Les réponses à ces questions ne sont pas simples. Comme Millington l’a expliqué, la loi de causalité ne pouvait plus s’appliquer dans un tel cas et nous ne pouvions plus considérer le temps comme un avant ou un arrière. De plus, la théorie de la relativité stipule que la masse et l’énergie sont une seule et même chose. Pour toutes les particules qui ont une « masse de repos », cela signifie qu’une énergie infiniment élevée est nécessaire pour atteindre et dépasser la vitesse de la lumière. Jusqu’à présent, il n’y a pas de particules connues sans masse de repos.
Voyage dans le temps dans le futur à travers des trous de ver
Cependant, comme l’écrit Stephen Hawking dans son livre, il pourrait y avoir un moyen de voyager dans le temps dans le passé: des trous de ver qui relient deux endroits éloignés de l’univers.
Dans la théorie générale de la relativité d’Einstein, la gravité est une conséquence de la manière dont la masse déforme l’espace et le temps — la masse déforme l’espace-temps et cela influence à son tour le mouvement de la masse. En physique, l’espace-temps fait référence à la représentation conjointe de l’espace tridimensionnel et du temps unidimensionnel dans une structure mathématique à quatre dimensions.
« Plus nous pressons de masse dans une région de l’espace, plus l’espace-temps est déformé et plus les horloges proches sont lentes. Si nous pressons suffisamment de masse, l’espace-temps devient tellement déformé que même la lumière ne peut échapper à son attraction gravitationnelle et un trou noir se forme « , a écrit Millington.
Cependant, seul le bord de ce trou noir est pertinent en matière de voyage dans le temps : là, le temps passe infiniment lentement par rapport à un observateur lointain : votre horloge tiendrait infiniment lentement par rapport à ceux qui en sont éloignés. Les physiciens supposent que les trous de ver peuvent être formés à partir de trous noirs.
Les trous de ver sont une sorte de tubes dans l’espace-temps qui permettent de passer de A à B à la vitesse de la lumière. Toutefois, pour stabiliser un tel tunnel, des emplacements présentant une courbure spatiale négative, c’est-à-dire une densité d’énergie négative, seraient nécessaires. Mais une densité d’énergie peut-elle devenir négative ?
La plupart des gens répondraient à cette question par un « non » retentissant, s’ils basaient leur réponse sur la physique classique du 19ème siècle. La théorie moderne de la mécanique quantique, cependant, n’exclut pas l’existence de densités d’énergie négatives: l’espace vide n’est pas vide, selon la mécanique quantique.
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Au lieu de cela, il est rempli de paires de particules qui entrent et sortent de l’existence. Une région dans laquelle moins de paires ont été autorisées à entrer et sortir que partout ailleurs aurait une densité d’énergie négative.
Cependant, comme l’écrit Millington, il n’y a toujours pas de théorie qui marie la théorie de la gravité d’Einstein avec la mécanique quantique — que le voyage dans le temps dans le passé soit possible ou non restera l’un des nombreux secrets de notre univers.