Paul Davies a quelque chose à penser. Il travaille comme physicien à l'Arizona State University et mène des recherches dans de nombreux domaines, des domaines abstraits de la physique théorique et de la cosmologie à l'astrobiologie, en étudiant la vie en dehors de la Terre. Nous avons mené une interview avec Davies, et la conversation s'est naturellement tournée vers le sujet du temps - l'un de ses intérêts de longue date.
Le passage du temps est-il une réalité ou une illusion?
Le passage du temps est une illusion et, franchement, il est peu probable que de nombreux scientifiques et philosophes soient en désaccord avec cela. La raison de l'illusoire est visible, si vous vous arrêtez et pensez - qu'est-ce que cela signifie, "le passage du temps"? Lorsque nous disons que quelque chose coule comme une rivière, nous voulons dire qu'une partie de cette rivière à un moment donné se trouve à un autre endroit par rapport au moment du passé. En d'autres termes, il se déplace dans le temps. Mais le temps ne peut pas bouger dans le temps - le temps c'est le temps. Beaucoup de gens commencent à croire à tort que l'affirmation selon laquelle le temps ne s'écoule pas dit en fait qu'il n'y a pas de temps, qu'il n'existe pas. C'est absurde. Le temps existe. Nous le mesurons pendant des heures. L'horloge ne mesure pas le passage du temps, elle mesure les intervalles de temps. Naturellement, il existe des intervalles de temps entre divers événements; ce sont elles qui mesurent l'horloge.
D'où vient cette impression du courant?
Je peux vous proposer une analogie. Supposons que je me lève, me retourne plusieurs fois, puis m'arrête. J'aurai la pleine impression que tout l'univers tourne. Je vais sentir que ça tourne - même si, bien sûr, je sais que ce n'est pas le cas. De la même manière, je sens le temps qui passe, mais je sais bien sûr que ce n'est pas le cas. L'explication de cette illusion est probablement liée à quelque chose dans votre tête, et probablement liée à la mémoire - reporter les souvenirs, etc. C'est donc le sentiment que nous avons, mais pas une propriété du temps lui-même.
Et encore une chose que les gens supposent à tort: que le déni du passage du temps est la négation de l'asymétrie du monde. Bien sûr, les événements dans le monde se produisent dans une séquence dirigée. Déposez l'œuf sur le sol et il se cassera. Vous n'avez pas vu les œufs se rassembler. Les bâtiments s'effondrent après les tremblements de terre et ne sortent pas des tas de débris. Dans la vie quotidienne, il existe de nombreux exemples d'asymétrie dans le temps, c'est une propriété du monde. Ce n'est pas une propriété du temps, et une explication à cela doit être recherchée aux tout premiers stades de la vie de l'Univers, et dans ses conditions initiales. C'est un sujet complètement séparé et respectueux.
Le temps est-il fondamental pour l'univers?
Le temps et l'espace sont la plate-forme sur laquelle nous formulons toutes nos théories actuelles sur l'Univers, mais il y a des doutes quant à savoir si ce sont les propriétés originales ou dérivées de l'Univers. Il se peut que les lois fondamentales de l'Univers soient formulées en termes de sous-espace et de sous-temps, et l'espace-temps découle de quelque chose de plus fondamental.
Dans la vie de tous les jours, nous ressentons évidemment un monde tridimensionnel et un temps unidimensionnel. Mais dans le Big Bang - nous ne savons pas exactement comment l'Univers est venu du Big Bang, mais nous pensons que la physique quantique peut s'y rapporter - il est possible que ce concept, que nous appelons l'espace-temps classique, où tout semble être bon déterminé alors n'existait pas. Il est possible que non seulement le monde de la matière et de l'énergie, mais aussi l'espace-temps lui-même soient le résultat d'un état précoce spécial de l'Univers. Nous ne le savons pas, cette question est à l'étude.
Le temps peut-il être dérivé?
Cette dichotomie sur le fait que l'espace-temps peut être un dérivé, une propriété secondaire - que quelque chose vient de quelque chose de plus primitif, de quelque chose qui se trouve tout en bas de la description de la nature - existait avant même que je commence ma carrière. John Wheeler en était sûr et a écrit à ce sujet dans les années 1950 - qu'il pourrait y avoir une sorte de prégéométrie dont la géométrie découle, tout comme une grande variété de corps flexibles sont constitués d'atomes - et les gens travaillent avec cette idée.
Le problème est que nous n'avons aucune expérience possible dans ce domaine. Vous pouvez trouver toutes sortes de modèles mathématiques, mais les vérifier semble être une entreprise assez désespérée. Je pense que cela est dû au fait que la plupart des gens croient que s'il y a un sous-espace et un sous-temps incompréhensibles, tout écart par rapport à notre idée d'espace-temps continu ne peut se manifester que sur ce qu'on appelle. «L'échelle de Planck», qui est 20 ordres de grandeur plus petite que le noyau atomique, et nos meilleurs instruments ne sont actuellement capables de sonder les échelles que de plusieurs ordres de grandeur. Il est très difficile d'imaginer comment nous pouvons atteindre l'échelle de Planck de manière contrôlée.
S'il existe plusieurs univers, leurs horloges sont-elles synchronisées?
Comparer le passage du temps par différents observateurs à différents endroits est une question délicate même au sein de notre Univers. La vitesse de l'horloge, par exemple, près de la surface d'un trou noir, sera très différente de la vitesse sur Terre. Donc, dans l'Univers, il n'y a pas de temps commun.
Mais si nous avons un multivers, alors pour vérifier si les temps appropriés des univers diffèrent les uns des autres, ce ne serait possible que s'il y avait la possibilité de transmettre des signaux d'un univers à un autre. Cela dépend du modèle multivers. Il existe de nombreux modèles, mais dans celui dont les cosmologistes parlent souvent - lorsque des bulles d'univers apparaissent dans une certaine superstructure - il n'y a pas de moyen direct de comparer l'horloge dans deux bulles différentes.
Que pensez-vous de leurs nouvelles avancées les plus intéressantes dans la compréhension du temps?
Je suis particulièrement attiré par le travail de la perception du temps, car je pense que ce domaine sera rapidement avancé dans un avenir proche. Par exemple, il existe des expériences bien connues dans lesquelles les gens semblent faire des choix libres à certains moments, puis il s'avère que la décision a été prise un peu plus tôt, mais leur propre perception du temps et leurs actions ont été en quelque sorte éditées par le cerveau. Lorsque nous observons le monde, nous voyons un déroulement cohérent et fluide des événements, mais en fait, les sens bombardent simplement le cerveau, ce qui le rassemble. Il intègre cela et fournit une présentation cohérente. Par conséquent, nous avons toujours le sentiment que nous sommes en contrôle et que tout est combiné avec tout. Mais en fait, c'est toute la présentation, recréée après les événements.
Ce qui est particulièrement surprenant, c'est que les gens réagissent beaucoup plus vite que leurs pensées. Vous pouvez simplement suivre le travail d'un pianiste ou d'un joueur de tennis pour voir que la conscience apparente de leurs actions: «la balle vole d'ici, je ferais mieux de m'y déplacer et de la frapper», ça ne peut pas être. Il n'y a tout simplement pas assez de temps pour que le signal parvienne au cerveau, puis à travers le système moteur et vice versa. Et toujours l'impression est créée qu'ils observent le monde en temps réel et contrôlent tout. Il me semble que c'est très surprenant.
Y a-t-il quelque chose de nouveau dans le temps en physique fondamentale? Oui, pas vraiment. Il y a de nouvelles idées. Je pense que les problèmes fondamentaux n'ont pas disparu. Nous en avons déjà discuté: le temps est-il une propriété secondaire ou fondamentale? Oui, et sur l'origine de la flèche du temps, l'asymétrie du monde dans le temps, il y a encore débat. Nous savons que cela doit être retracé jusqu'au Big Bang, mais il y a divers problèmes en cours de route que nous n'avons pas encore résolus. Mais ce sont toutes des questions théoriques et philosophiques du point de vue de la mesure du temps et de sa nature.
Bien sûr, nous attendons toujours de nos collègues expérimentateurs qu'ils améliorent les mesures du temps. À un moment donné, ils apprendront à le faire si bien que nous verrons sûrement l'apparition de toutes sortes d'effets inhabituels. Il y a un problème fondamental écrasant - bien que les lois de la physique soient principalement symétriques dans le temps, il existe un ensemble de processus associés à une interaction faible, dans lequel il y a une légère décomposition fondamentale de cette symétrie pour tourner le temps dans une direction différente. Mais cet effet joue un rôle important. Je pense qu'il y a encore de la place pour creuser dans cette direction. Ainsi, en physique des particules, vous pouvez toujours mener des expériences qui peuvent révéler cette asymétrie à un changement dans la direction du temps existant dans les interactions faibles, et montrer comment tout cela s'inscrit dans la flèche du temps.