Pensez-vous que vous ne pouvez pas entrer deux fois dans la même rivière? La physique moderne pense le contraire
Nous avons tous entendu le dicton: «vous ne pouvez pas entrer deux fois dans la même rivière» [dans l'original, il n'y a pas de temps comme le présent, c'est-à-dire «il n'y a pas d'autre moment comme en ce moment» / env. trad.]. Au sens large, cela signifie qu'il est nécessaire de «saisir l'instant», ou de finir de s'engager dans la procrastination. D'un point de vue psychologique, cela a du sens. Les gens ressentent le «passage du temps», et le moment présent a une qualité particulière. Si l'hypnose et les rêves sont rejetés, il n'y a aucun moyen de vivre directement le passé ou l'avenir de la même manière que nous vivons le présent. Mais le dicton est-il vrai? La physique moderne convient-elle que vous ne pouvez pas entrer deux fois dans la même rivière?
Notre meilleure théorie de l'espace et du temps aujourd'hui est la théorie de la relativité. Avant la révolution d'Einstein, survenue il y a plus de cent ans, la physique considérait le temps comme un «paramètre externe» - une caractéristique fondamentale indépendante de la réalité, qui n'est affectée par aucun autre facteur de l'univers. Que le cours du temps soit réel ou apparent (ce débat philosophique est terriblement ancien, il a précédé Einstein et ses théories ne permettent pas cette discussion), nous savons maintenant que les intervalles de temps ne sont pas externes et ne sont pas définis de la même manière partout. Le temps est une composante interne du système physique, une dimension entrelacée avec trois dimensions spatiales. Ensemble, ils forment «l'espace-temps» et ils sont influencés par divers facteurs, notamment la vitesse (par rapport à d'autres observateurs ou systèmes) et les forces gravitationnelles. Puisque la théorie de la relativité postule la constance de la vitesse de la lumière pour tous les observateurs (même en se déplaçant les uns par rapport aux autres), l'espace-temps lui-même devrait être déformé et le concept d'intervalle de temps devient flexible.
En conséquence, il n'y a pas de concept universel du moment actuel qui s'applique également à tous les observateurs. Ce qui me semble réel peut être dans l'avenir d'une autre personne et dans le passé de la troisième. La simultanéité est relative. Disons que votre conjoint a fait un voyage d'affaires et qu'il est de l'autre côté du globe. Juste au moment où vous pensez à la façon dont elle vous a manqué, elle appuie sur le bouton «envoyer» dans le client de messagerie sur une lettre avec des mots sur la façon dont elle vous a manqué. Romantique, non? Mais bien que ces deux événements se produisent simultanément de votre point de vue, pour un extraterrestre volant dans un vaisseau spatial en orbite autour de l'orbite terrestre, l'ordre du temps peut différer. Si le navire vole vers votre conjoint, l'étranger verra l'envoi d'un e-mail avant qu'une pensée morne ne vous vienne à l'esprit. Si le navire vole loin de votre conjoint, sa lettre sera envoyée après cela. Par conséquent, en raison de la théorie de la relativité, dans le moment actuel, il n'y a rien de spécial ou d'unique. En fait, il y a tellement de choses qui sont similaires à ce qui se passe en ce moment - d'autres observateurs appellent votre présent leur futur ou leur passé.
Et ce n’est pas tout. Bien que la relativité générale soit très bien soutenue par des expériences, ce n'est pas une théorie complète de l'univers. Il ne comprend pas les enseignements tirés d'un autre pilier de la physique du XXe siècle - la mécanique quantique. Et ces deux théories sont vraiment incompatibles dans leur forme actuelle. En étudiant, par exemple, les trous noirs ou les origines de l'Univers, les physiciens doivent décrire des objets très massifs (que la relativité générale fait bien), emballés dans un très petit espace (appartenant au domaine de la mécanique quantique). De tels scénarios nécessitent de repenser la physique, et il est à espérer qu’un jour ils conduiront à la découverte de la théorie quantique de la gravité. L'une des difficultés d'une telle recherche est que dans ces deux théories, le temps est traité différemment. La mécanique quantique canonique utilise une approche antérieure du temps comme paramètre externe que l'Univers n'affecte pas. Mais nous savons que le temps ne peut pas être vu de cette façon, car GR nous dit que la gravité affecte le temps - et la physique quantique ne l'explique pas. Par conséquent, la nouvelle théorie de la gravité quantique est susceptible de retourner à nouveau notre vision du temps, comme Einstein l'a fait il y a cent ans. Une révolution dans la physique du 21e siècle peut se produire très bientôt.
Et bien que différentes versions de la gravité quantique aient des théories différentes sur la nature du temps, l'une des perspectives les plus intéressantes est peut-être la
théorie de la dynamique des formes. La dynamique des formes abandonne généralement le temps et tente d'expliquer l'effet de la gravité à travers l'évolution des formes spatiales, chacune racontant une histoire causale de l'apparition de l'Univers. La théorie nous donne d'innombrables moments réels, «maintenant». Chacun de ces moments est similaire à une photographie d'un album contenant des documents historiques sur la façon dont nous sommes arrivés à l'état d'aujourd'hui, capturés sur des photographies distinctes.
Les partisans de la dynamique des formes appellent ces «temps» intemporels et intemporels des «capsules temporelles» et affirment que notre cerveau les assemble, ce qui conduit à l'apparition de l'illusion du passage du temps. Pensez à la façon dont nous percevons le mouvement d'un chat qui saute: nos yeux perçoivent des «instantanés» instantanés d'un chat situé à différents points de l'air, et le cerveau les assemble pour créer l'illusion du mouvement. La dynamique de la forme suggère qu'un processus similaire est responsable de la perception du temps lui-même.
Concernant notre aphorisme, la dynamique de la forme s'accorde avec la théorie de la relativité: on ne peut pas dire qu'il est impossible d'entrer deux fois dans le même fleuve. Si la dynamique de la forme est correcte, alors l'Univers se compose d'un grand nombre de moments «maintenant», et il n'y a pas du tout de passage constant du temps.
Mais la dynamique des formes est loin d'être la seule approche de la gravité quantique. Quel est le sort du temps, par exemple, dans la théorie des cordes? Il se trouve qu'ici, vous ne pouvez pas parler de l'unicité du moment actuel. La théorie des cordes affirme que les particules ponctuelles fondamentales en physique sont mieux modélisées comme des objets étendus unidimensionnels qui peuvent prendre la forme d'une boucle ou d'un segment de «chaînes». La plate-forme de la théorie des cordes nécessite l'adoption de dimensions spatiales supplémentaires (au moins dix, selon la variété de la théorie), fermées sur elles-mêmes afin qu'elles ne soient pas visibles dans le monde tridimensionnel familier. L'analogie avec un tuyau d'arrosage peut aider ici: si vous le regardez de loin, par exemple, depuis une fenêtre au deuxième étage, le tuyau posé dans la cour semble être unidimensionnel, n'ayant qu'une longueur. Mais si vous vous en approchez, vous comprendrez qu'il a également une deuxième propriété, width.
Tout comme les dimensions spatiales proviennent de la théorie des cordes, le temps provient d'un élément intempestif dans une version appropriée de cette théorie. En ce sens, le temps n'est pas un concept fondamental dans la théorie des cordes, et nous ne pouvons pas dire que le présent est unique car il n'y a pas de temps du tout.
Et maintenant, excusez-moi, je dois encore refaire un tas de tout, et j'ai besoin de saisir l'instant présent, existe-t-il vraiment ou non?