Pourquoi le temps avance-t-il seulement dans une direction?

Pourquoi le temps avance-t-il seulement dans une direction?

Le temps : illusion ou réalité ? Explorez pourquoi il avance toujours dans une seule direction dans cet article sur la science du voyage.

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À un moment donné, des gens ont dû se poser la même question qui tourmente les philosophes et les physiciens depuis très longtemps : « Le temps est-il réel ? » Certains chercheurs pensent que non, comme le montrent des sites tels que The Conversation et NPR. Les mathématiciens pensent également que non, comme le discute le forum Ask a Mathematician. Ou du moins, ils disent que mathématiquement, le passé et le futur sont identiques au présent. Dans sa théorie de la relativité restreinte de 1905, Albert Einstein a plus ou moins avoué la même chose, sauf qu’il a décrit le temps comme une fonction de l’espace. En d’autres termes, chaque point dans l’espace est son propre présent. À une distance suffisamment grande et à une vitesse suffisamment élevée, vous pouvez techniquement occuper le passé ou le présent de certains observateurs parce que l’information ne peut pas voyager plus vite que la vitesse de la lumière. Mais si c’est vrai, alors pourquoi ne pouvez-vous pas vous souvenir de l’avenir ?

Un univers désordonné

L’entropie est un concept difficile à saisir, mais c’est la raison pour laquelle nous faisons l’expérience du passage du temps. Les adultes ne rajeunissent pas. La pâte à gâteau ne se sépare pas en œufs, lait et farine. Les objets détonés ne se reforment pas spontanément. Nous vivons des événements progressant le long d’un chemin unidirectionnel qui ne fait pas marche arrière, un phénomène surnommé « la flèche du temps », selon Quanta Magazine. Mais strictement parlant, les choses pourraient sembler aller à l’envers — cela prendrait juste un temps absurdement long. Et si elles le faisaient, vous pourriez vous souvenir de l’avenir… d’une certaine manière. Par exemple, le professeur John Norton de l’Université de Pittsburgh, dit que 10^24 molécules de gaz dans une pièce ont une mince chance — 0,5 fois 10^24 — de se déplacer vers un côté de la pièce. Ce n’est pas totalement impossible, si improbable soit-il.

Un système fermé

Mais pourquoi l’entropie augmente-t-elle toujours, et comment cela affecte-t-il la perception du temps dans votre tête ? Pour cela, nous nous tournons vers la deuxième loi de la thermodynamique, qui définit l’entropie comme la quantité d’énergie transférable disponible dans un système. Vous pourriez penser à l’univers comme à une seule pièce dans une maison, si vous voulez. Certaines zones sont plus chaudes, certaines sont plus froides, et l’air se mélange toujours de différentes manières. À la fin, tant qu’aucune énergie supplémentaire n’entre dans la pièce (comme d’un radiateur ou d’une personne respirant) ou n’en sort (comme d’une porte ouverte ou d’une mauvaise isolation), alors la pièce est un système fermé, et les différences de température s’égaliseront toujours.

Un royaume quantique d’informations entrelacées

Il y a une autre force motrice profonde derrière l’entropie et la flèche du temps : l’entanglement quantique. Au cœur, la mécanique quantique est la physique du très, très petit, tandis que la mécanique classique est la physique du grand. Les choses très petites incluent des particules subatomiques que vous pourriez connaître, comme les électrons et les protons qui composent les atomes, et aussi celles que vous pourriez moins connaître, comme les muons et les bosons. Les choses grandes incluent les chats, votre café, le soleil, etc. Plus les choses deviennent petites, plus elles deviennent étranges, car les choses subatomiques obéissent à des règles mécaniques différentes de celles des choses plus grandes. Mais le plus crucial, c’est que les choses plus grandes sont construites à partir de choses subatomiques. Cela signifie que la physique du très petit affecte la physique du grand — comme les fondations d’une maison — jusqu’au flux de la flèche du temps.

Inverser la flèche du temps

Malgré tout ce que nous avons dit sur les lois de la physique immuables et la nature unidirectionnelle du temps, certains peuvent encore être tentés de demander : est-il possible d’inverser la flèche du temps ? Pouvons-nous augmenter l’entropie dans un système plus longtemps qu’un cerveau de Boltzmann pourrait apparaître momentanément ? Pouvons-nous d’une manière ou d’une autre nous souvenir de l’avenir ou sortir de notre tranche de now actuelle ? À cela, nous disons : en quelque sorte, mais pas de la manière que vous pourriez attendre.

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