Le Voyage dans le Temps
Tout le monde a au moins une fois dans sa vie commis une erreur irréparable… sur le moment. Qui n’a alors pas souhaité pouvoir retourner ne serait-ce que quelques secondes plus tôt pour pouvoir modifier le passé et faire en sorte d’arranger le présent ? Mais il fallait se rendre à l’évidence. Ceci est du domaine de la science fiction. Mais qu’en est-il vraiment ? Le voyage dans le temps, que ce soit dans le passé ou dans le futur, est-il du domaine de l’utopie pure et simple ? C’est ce que nous allons ici tenter de voir en expliquant certains phénomènes et théories. Une petite partie sera également consacrée au voyage dans le temps au cinéma, domaine largement exploité par le septième art. En espérant que ce petit dossier vous conviendra chers Arcaniens.
Tout d’abord, je tiens à préciser que je ne suis pas un physicien. Mais le sujet du voyage dans le temps m’intéresse particulièrement. C’est pour mieux le comprendre et pour poser les choses à plat que j’ai décidé de concocter ce dossier. Ceci pour préciser qu’il est fort probable que j’ai commis des fautes dans mon interprétation du phénomène. Je vous demanderais donc d’être indulgent dans vos commentaires si vous en dégottez ;).
Jusqu’à la publication de la théorie de la relativité, la définition de l’univers selon Newton était celle communément acceptée par la communauté scientifique de l’époque. Selon notre ami Isaac (oui, je me permets quelques familiarités, veuillez m’en excuser), les concepts d’espace et de temps sont totalement distincts et indépendants. L’espace se représente en 3 dimensions et le temps est quant à lui invariable. Ce dernier ne serait ni plus ni moins qu’une grande horloge universelle définissant un temps universel. D’autre part, le physicien soutenait que la vitesse de la lumière était infinie. Mais la théorie de la relativité vient quelque peu contredire tout cela.
- Tous les observateurs de l’univers sont soumis aux mêmes lois de la nature
- La vitesse de la lumière, estimée à 299 792 458m/s, ne varie jamais et est indépendante du mouvement de l’observateur
La lumière
Selon Albert Einstein, la lumière est faite de particules qui en très grand nombre font l’effet d’une onde. Ces particules, ou grains, sont scientifiquement appelés des photons depuis 1926 grâce à Gilbert Lewis. Chacun transporte avec lui une quantité d’énergie baptisée quantum. Les photons se déplacent à une vitesse constante et n’ont pas de masse. Il ne peuvent donc s’immobiliser. Plus besoin de support pour que la lumière se propage.
Albert Einstein a mis en évidence le fait que rien ne peut se déplacer aussi vite que la lumière excepté la lumière elle-même ou des phénomènes sans masse intrinsèque.
La relativité restreinte met en évidence le fait que peu importe la vitesse d’un observateur donné, la vitesse de la lumière reste invariable. La seule donnée susceptible de varier, c’est le temps qui peut soit se contracter, soit se dilater. Il peut donc s’écouler plus ou moins rapidement suivant le repère pris en référence. Ainsi, plus le repère « bouge » rapidement, plus le temps s’écoule lentement.
Un exemple illustre parfaitement cette théorie. Il s’agit du paradoxe des jumeaux mis en évidence par le physicien français Paul Langevin en 1911.
Le paradoxe des jumeaux de Langevin
Mario et Luigi sont tous deux âgés de 20 ans. Ils sont identiques au poil près et leurs deux cœurs battent à la même vitesse. On suppose qu'un jour Luigi entreprenne un voyage spatial dans un utopique vaisseau doté d'un propulseur à antimatière qui file à 287000 km/s (96 % de la vitesse de la lumière). Mario, lui, reste sur Terre. Le 1er Janvier de l'an 2000, les deux jumeaux synchronisent parfaitement leurs montres, puis Luigi grimpe dans sa fusée et entame son grand voyage.
L'astronef de Luigi vise une étoile distante de la Terre de 25 années-lumière. Il file à vitesse constante par le chemin le plus court. Une fois près de l'étoile, il repart immédiatement dans l'autre sens. A l'arrivée sur Terre, Mario l'attend au cosmodrome. Ô stupeur! Mario reconnaît à peine son frère. A ses yeux, Luigi est un fringant jeune homme de 35 ans, alors que lui-même en a 72. Le voyage à très grande vitesse agit comme un élixir de jouvence : le sédentaire et le voyageur ne sont plus jumeaux. Ne dit-on pas que les voyages forment la jeunesse ?
Concluons en disant tout simplement que le temps est relatif.
Nous connaissons tous la définition de l’univers en 3 dimensions : la longueur, la largeur et la profondeur. Ces trois coordonnées définissent l’espace. A celles-ci, Albert Einstein propose d’ajouter une quatrième : le temps. On parle de continuum espace-temps.
C’est alors que bon nombre d’idée reçues se trouvent bouleversées. Nous ne vivons donc pas dans un univers composé d’endroits mais plutôt d’événements. Ces événements sont définis par un « lieu » ainsi qu’un « moment », à la manière d’un rendez-vous donné à un certain endroit et à une certaine heure (cela dit en passant, rarement respectée).
Menons désormais une petite expérience de pensées. Imaginons une fusée s’élevant verticalement. Un photon est émis perpendiculairement à sa trajectoire de manière à traverser la fusée. Considérons alors deux points d’observations : un fixe, à l’extérieur de la fusée (point A) et un en mouvement à l’intérieur de la fusée (point B). Les figures ci-dessous présentent les observations pouvant être faites.
Malgré mes piètres talents de graphiste, les constations sont flagrantes. Du point de vue A, la trajectoire du photon est rectiligne. Du point de vue B, l’observateur constate que cette trajectoire est modifiée par le mouvement de la fusée, et plus particulièrement par son accélération. Avant de poursuivre, il faut savoir que la gravité est identique à l’accélération. On a donc tôt fait de déduire que la gravité courbe les rayons lumineux. La lumière suivant un chemin qualifié de géodésique car étant le plus court entre un point A et un point B, on déduit que l’espace est courbé par la gravité.
D’une part, l’espace-temps a une incidence sur la matière puisqu’elle lui indique comment se déplacer. D’autre part, et réciproquement, la matière agit sur l’espace-temps en lui indiquant comment se courber.
La théorie de la relativité générale montre que, contrairement aux idées reçues, la gravitation n’est pas une force mais une propriété géométrique de l’espace-temps. Elle met en avant le fait que cet espace-temps n’est pas un plan. Il est plus ou moins courbé suivant la distribution des masses.
Il est impossible de s’imaginer un espace-temps constitué de quatre dimensions mais on peut simplifier celui-ci en faisant intervenir deux dimensions :
La figure A présente un espace-temps plat. La trajectoire de la lumière est rectiligne, ceci étant du à l’absence de masse. La figure B quant à elle présente un espace courbé par la présence d’une masse. La trajectoire de la lumière s’en trouve modifiée.
On peut donc conclure en disant que le temps est ralenti à proximité d’une masse. On parle de relativité car maintenant le temps et l’espace dépendent de l’endroit où l’on se trouve.
- L’explosion : il s’agit de la fission des atomes d’hydrogène se transformant alors en atomes d’hélium tout en dégageant de la lumière et de l’énergie. Cette force augmente la taille de l’étoile
- La gravité : c’est la force résultante de la masse de l’étoile. Le résultat est la diminution de la taille de l’étoile
Une étoile est qualifiée de stable lorsque ces deux forces s’équilibrent. La fin de sa vie intervient quand l’astre ne possède plus assez de combustible pour produire une explosion suffisante pour compenser la gravité agissant sur elle. L’étoile, qui a une masse très importante, est alors qualifiée de supernova. Le résultat est simple : l’astre s’effondre sur lui-même. Tout en diminuant, l’étoile conserve sa masse, ce qui entraîne un fort accroissement de sa densité.
Un trou noir est considéré comme le stade ultime de cet effondrement. Le champ gravitationnel qu’il produit est si fort que rien ne peut s’échapper de son voisinage, pas même la lumière ! Ce fut Karl Schwarzschild (copier/coller) qui, le premier, prédit en 1916 l’existence des « black holes ». En raison de la puissance de la force gravitationnelle produite par un trou noir, la notion classique d’espace-temps n’a plus aucune signification dans son voisinage proche. Pour la même raison, aucun rayonnement ni aucun objet absorbé par un trou noir ne peut en ressortir.
Aux abords d’un tel « phénomène », la structure de l’espace-temps est déformée. Cette déformation s’apparente à celle provoquée par un tourbillon. Le centre de ce tourbillon peut être considéré comme le trou noir.
Les physiciens ont montré que le temps ralentit fortement aux abords d’un trou noir. Par exemple, en se maintenant à seulement quelques centimètres du point de non retour d’un trou noir durant 1 an, un homme constaterait lors de son retour sur Terre que 10000 ans se sont écoulés ! On aurait donc affaire à un véritable voyage dans le futur.
Le mystère de la Tunguska
Une prodigieuse explosion a eu lieu le 30 juin 1908 à 7h17 dans la Tunguska dans cette région paradisiaque qu’est la Sibérie Centrale. Tout ce qui se situait dans un rayon de 30 Km, dont plusieurs troupeaux de rennes (plus de 1000 au total), fut détruit. Sur les lieux, une bonne partie de la forêt d'Irkoutsk sur 45 km² avait été bouleversée : 60 millions d'arbres étaient couchés radialement sur le sol, brûlés comme des allumettes, autour d'une zone centrale où tout fut pratiquement incinéré. A quelques kilomètres de là, les arbres étaient décapités ou carrément éclatés comme de vulgaires pailles !
Durant de longues années, les scientifiques se sont arrachés les cheveux pour trouver une explication au phénomène. Toutes les hypothèses ont été évoquées : explosion nucléaire, crash d’un vaisseau martien, météorite… Mais, aujourd’hui, le fait le plus probable semble qu’il s’agisse de l’impact d’un météoroïde (plus petit qu'un astéroïde mais plus gros qu'une météorite). Toutefois, un mystère subsiste : cette explosion n'a laissé ni cratère, ni fragments. Une hypothèse des plus audacieuses suppose alors qu'un minuscule trou noir (de quelques millimètres seulement!) aurait heurté la terre pour la traverser complètement et ressortir dans l'atlantique nord provoquant un énorme soulèvement d'eau dont personne n'aurait été témoin.
Si le sujet vous intéresse, je vous invite à vous rendre sur cette page. Vous y trouverez de précieuses informations sur cet événement incroyable.
Revenons à nos trous noirs. Reposons nos paquetages de survie prévus pour notre voyage dans le temps et redescendons sur Terre. Jusqu’à présent, aucun trou noir n’a pu être observé bien que des suppositions évoquent la présence de l’un d’eux au centre de notre galaxie. Cette absence d'observations s'explique par le fait que la force dégagée par la densité d'un trou noir est telle qu'elle empêche toute lumière de s'échapper. Néanmoins, leur présence peut être suggérée par l'observation de phénomènes cosmiques, comme des émissions fortes de rayons X, dans leur voisinnage.
La théorie du trou noir en a entraîné d’autres. Celles du trou de ver et du trou blanc. Egalement appelé fontaine blanche, ce dernier serait un puit gravitationnel symétriquement opposé au trou noir. Le passage entre ces deux « gouffres » constitue le trou de ver (ou Pont Einstein-Rosen-Podolski).
Selon certaines théories, d’Albert Einstein et de Nathan Rosen notamment, toute matière absorbée par un trou noir jaillirait de l’autre côté par le trou blanc. Or, cette sortie se trouve en un point différent de l’espace-temps. L’explication peut être donnée en prenant l’exemple d’une pomme. Nous voulons nous rendre du sommet de la pomme (la queue) au point opposé (le « cul »). Comme la lumière, pour y être rapidement, nous devons suivre un chemin géodésique (chemin le plus court entre les deux points je le rappelle). C’est ce que va faire la lumière le long de la surface du fruit. En empruntant un chemin creusé par un ver (d’où le terme trou de ver) reliant les deux points à travers la pomme, nous pourrions aller plus vite que la lumière et donc voyager dans le futur !
Kurt Godel a de son côté montré une autre utilisation de ces trous pour pouvoir se déplacer dans le temps. En utilisant les équations de la relativité, ce scientifique a tiré des conclusions étonnantes. Et là, accrochez-vous !
Imaginons que le trou noir est immobile. Sa sortie, le trou blanc, se déplace à une vitesse équivalente à 99,99% de celle de la lumière. En prenant en compte la théorie d’Albert Einstein selon laquelle le temps ralentit suivant la vitesse du repère, si à la surface du trou noir il s’est écoulé 48 heures, à sa sortie ce sont seulement 28 minutes qui sont passées. Si nous pénétrons maintenant dans le tunnel au bout de ces mêmes 48 heures, nous retournons 47h32mn en arrière !
En maîtrisant la construction des trous de ver, il est donc théoriquement possible de pouvoir se déplacer dans le passé.
J’attire maintenant votre attention sur la citation suivante :
La solution à cette énigme est la suivante : la boucle temporelle doit être créée avant de pouvoir être utilisée. La conséquence est donnée dans la mise en situation ci-dessous.
Mise en situation
Imaginons la création d’un trou de ver le 1er février 2005 à 00h00. A la même date naissent les trous noir et blanc à chaque extrémité. Son inventeur, - nommons le MacSoke – va communiquer au trou blanc une vitesse équivalente à celle de la lumière. Cette sortie restera donc figée dans le temps tandis que l’entrée évoluera normalement. Pour revenir dans le passé, il faudra emprunter le trou de ver. Mais le trou blanc étant toujours au 1er février 2005 à 00h00, il sera impossible à MacSoke de revenir avant cette date.
C’est donc tout simplement parce qu’un trou de ver ne permet pas de revenir dans le passé avant la date de sa création que nous n’avons pas vu de visiteurs venir du futur. Il est par conséquent tout à fait probable que la machine à voyager dans le temps soit (ait été ?) découverte dans le futur.
X revient dans le passé et tue son grand-père avant que ce dernier ait eu un enfant
X ne peut pas exister
X ne tue pas son grand-père
X existe
X revient dans le passé et tue son grand-père avant que ce dernier ait eu un enfant
X ne peut pas exister
X ne tue pas son grand-père
X existe
Etc…
La même explication peut être appliquée au paradoxe de l’écrivain. Le livre est copié dans un monde parallèle et créé dans l’autre.
La théorie d’Hugh Everett
C’est en 1957 que le physicien américain Hugh Everett publie sa théorie sur les univers parallèles. Il s’agit en réalité d’une ré interprétation de la mécanique quantique qui conclue en affirmant que chaque choix que nous faisons durant notre vie divise notre univers. En d’autres termes, « chaque chose qui peut physiquement se produire, va se produire - dans un certain univers ». Imaginez un univers dans lequel les Etats-Unis font partie du Tiers-Monde, le Chinois est la langue universelle etc…
Mais tout problème a sa solution. Et celle-ci, c’est Kip Thorne qui la trouva en 1985. Selon lui, des trous de ver permettant de faire passer des êtres humains voire plus sont susceptibles d’exister à condition de maîtriser l’énergie négative. Le principe consiste a appliquer de la matière anti-gravitationnelle aux « parois » du trou de ver. La résultante serait un champ anti-gravitationnel à l’intérieur du trou de ver. On parle également d’énergie négative. Dans cette éventualité, on pourrait maintenir ouvert le trou de ver.
Seulement, de l’énergie négative, encore faut-il en avoir. Une expérience encourageante de
Mais, et ça devient une habitude maintenant, la difficulté suivante consiste à introduire une quantité importante d’énergie négative dans un espace aussi minuscule que celui contenu dans un trou de ver.
Une autre difficulté, très désagréable celle-ci, est qu’il est impossible pour un homme de pénétrer dans un trou noir dans la mesure où celui-ci ne survivrait pas. Il subirait dans un premier temps un écrasement, puis un étirement, puis un déchiquettement. Sympa ! Toutefois, en 1963, Roy Kerr a émis l’existence d’un point dénué de force gravitationnelle au centre du trou noir et donc par lequel un homme pourrait s’introduire.
Sources :
- Voyage dans le Temps et l’Espace : http://www.geocities.com/crousset.geo/timetravel.html
- Le Cafard Cosmique : http://www.cafardcosmique.com/Sciences/doss.vtemps.html
- La Relativité Restreinte : http://membres.lycos.fr/nazgul9/
- Les Trous Noirs : http://tpe.blackholes.free.fr/siteHTML/contenu/part2/rela_gen/rela_gen.php
Tout d’abord, je tiens à préciser que je ne suis pas un physicien. Mais le sujet du voyage dans le temps m’intéresse particulièrement. C’est pour mieux le comprendre et pour poser les choses à plat que j’ai décidé de concocter ce dossier. Ceci pour préciser qu’il est fort probable que j’ai commis des fautes dans mon interprétation du phénomène. Je vous demanderais donc d’être indulgent dans vos commentaires si vous en dégottez ;).
1. Où l’on parle de l’espace-temps…
Avant de nous engager plus en avant dans le sujet du voyage dans le temps, il nous faut nous intéresser à quelques concepts de base afin de mettre en évidence non pas un univers en 3 mais en 4 dimensions. Attaquons par la théorie de la relativité, illustrée d’exemples afin de saisir rapidement sa signification.1.1. L’univers selon Newton
Jusqu’à la publication de la théorie de la relativité, la définition de l’univers selon Newton était celle communément acceptée par la communauté scientifique de l’époque. Selon notre ami Isaac (oui, je me permets quelques familiarités, veuillez m’en excuser), les concepts d’espace et de temps sont totalement distincts et indépendants. L’espace se représente en 3 dimensions et le temps est quant à lui invariable. Ce dernier ne serait ni plus ni moins qu’une grande horloge universelle définissant un temps universel. D’autre part, le physicien soutenait que la vitesse de la lumière était infinie. Mais la théorie de la relativité vient quelque peu contredire tout cela.1.2. La relativité restreinte
C’est en 1905 que l’illustre Albert Einstein publie la théorie de la relativité restreinte, première partie de la théorie de la relativité. Les principes de base sur lesquels repose cette théorie sont les suivants :- Tous les observateurs de l’univers sont soumis aux mêmes lois de la nature
- La vitesse de la lumière, estimée à 299 792 458m/s, ne varie jamais et est indépendante du mouvement de l’observateur
La lumière
Selon Albert Einstein, la lumière est faite de particules qui en très grand nombre font l’effet d’une onde. Ces particules, ou grains, sont scientifiquement appelés des photons depuis 1926 grâce à Gilbert Lewis. Chacun transporte avec lui une quantité d’énergie baptisée quantum. Les photons se déplacent à une vitesse constante et n’ont pas de masse. Il ne peuvent donc s’immobiliser. Plus besoin de support pour que la lumière se propage.
Albert Einstein a mis en évidence le fait que rien ne peut se déplacer aussi vite que la lumière excepté la lumière elle-même ou des phénomènes sans masse intrinsèque.
La relativité restreinte met en évidence le fait que peu importe la vitesse d’un observateur donné, la vitesse de la lumière reste invariable. La seule donnée susceptible de varier, c’est le temps qui peut soit se contracter, soit se dilater. Il peut donc s’écouler plus ou moins rapidement suivant le repère pris en référence. Ainsi, plus le repère « bouge » rapidement, plus le temps s’écoule lentement.
Un exemple illustre parfaitement cette théorie. Il s’agit du paradoxe des jumeaux mis en évidence par le physicien français Paul Langevin en 1911.
Le paradoxe des jumeaux de Langevin
Mario et Luigi sont tous deux âgés de 20 ans. Ils sont identiques au poil près et leurs deux cœurs battent à la même vitesse. On suppose qu'un jour Luigi entreprenne un voyage spatial dans un utopique vaisseau doté d'un propulseur à antimatière qui file à 287000 km/s (96 % de la vitesse de la lumière). Mario, lui, reste sur Terre. Le 1er Janvier de l'an 2000, les deux jumeaux synchronisent parfaitement leurs montres, puis Luigi grimpe dans sa fusée et entame son grand voyage.
L'astronef de Luigi vise une étoile distante de la Terre de 25 années-lumière. Il file à vitesse constante par le chemin le plus court. Une fois près de l'étoile, il repart immédiatement dans l'autre sens. A l'arrivée sur Terre, Mario l'attend au cosmodrome. Ô stupeur! Mario reconnaît à peine son frère. A ses yeux, Luigi est un fringant jeune homme de 35 ans, alors que lui-même en a 72. Le voyage à très grande vitesse agit comme un élixir de jouvence : le sédentaire et le voyageur ne sont plus jumeaux. Ne dit-on pas que les voyages forment la jeunesse ?
Concluons en disant tout simplement que le temps est relatif.
1.3. La relativité générale
C’est en 1915, soit 10 ans après la théorie de la relativité restreinte, que la théorie de la relativité générale voit le jour. Les conclusions de celles-ci sont, pour l’époque, édifiantes.Nous connaissons tous la définition de l’univers en 3 dimensions : la longueur, la largeur et la profondeur. Ces trois coordonnées définissent l’espace. A celles-ci, Albert Einstein propose d’ajouter une quatrième : le temps. On parle de continuum espace-temps.
C’est alors que bon nombre d’idée reçues se trouvent bouleversées. Nous ne vivons donc pas dans un univers composé d’endroits mais plutôt d’événements. Ces événements sont définis par un « lieu » ainsi qu’un « moment », à la manière d’un rendez-vous donné à un certain endroit et à une certaine heure (cela dit en passant, rarement respectée).
Menons désormais une petite expérience de pensées. Imaginons une fusée s’élevant verticalement. Un photon est émis perpendiculairement à sa trajectoire de manière à traverser la fusée. Considérons alors deux points d’observations : un fixe, à l’extérieur de la fusée (point A) et un en mouvement à l’intérieur de la fusée (point B). Les figures ci-dessous présentent les observations pouvant être faites.
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Point d’observation A
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Point d’observation B
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Malgré mes piètres talents de graphiste, les constations sont flagrantes. Du point de vue A, la trajectoire du photon est rectiligne. Du point de vue B, l’observateur constate que cette trajectoire est modifiée par le mouvement de la fusée, et plus particulièrement par son accélération. Avant de poursuivre, il faut savoir que la gravité est identique à l’accélération. On a donc tôt fait de déduire que la gravité courbe les rayons lumineux. La lumière suivant un chemin qualifié de géodésique car étant le plus court entre un point A et un point B, on déduit que l’espace est courbé par la gravité.
D’une part, l’espace-temps a une incidence sur la matière puisqu’elle lui indique comment se déplacer. D’autre part, et réciproquement, la matière agit sur l’espace-temps en lui indiquant comment se courber.
La théorie de la relativité générale montre que, contrairement aux idées reçues, la gravitation n’est pas une force mais une propriété géométrique de l’espace-temps. Elle met en avant le fait que cet espace-temps n’est pas un plan. Il est plus ou moins courbé suivant la distribution des masses.
Il est impossible de s’imaginer un espace-temps constitué de quatre dimensions mais on peut simplifier celui-ci en faisant intervenir deux dimensions :
L’espace-temps est courbé suivant la distribution des masses
La figure A présente un espace-temps plat. La trajectoire de la lumière est rectiligne, ceci étant du à l’absence de masse. La figure B quant à elle présente un espace courbé par la présence d’une masse. La trajectoire de la lumière s’en trouve modifiée.
On peut donc conclure en disant que le temps est ralenti à proximité d’une masse. On parle de relativité car maintenant le temps et l’espace dépendent de l’endroit où l’on se trouve.
2. Mais alors, c’est possible ?
Nous pouvons désormais rentrer dans le vif du sujet, à savoir le voyage dans le temps. En effet, d’après ce que nous venons de voir, il devient logique de se dire que l’on va pouvoir jouer sur la relativité de l’écoulement du temps pour pouvoir se mouvoir dans le temps. L’énergie nécessaire pour pouvoir percer l’espace-temps est indubitablement colossale mais il existe des déformations naturelles pouvant, en théorie, autoriser le voyage dans le temps. Il s’agit des trous noirs, appelés également singularités.2.1. Trou noir, trou de ver, trou blanc
Une étoile subit deux forces :- L’explosion : il s’agit de la fission des atomes d’hydrogène se transformant alors en atomes d’hélium tout en dégageant de la lumière et de l’énergie. Cette force augmente la taille de l’étoile
- La gravité : c’est la force résultante de la masse de l’étoile. Le résultat est la diminution de la taille de l’étoile
Une étoile est qualifiée de stable lorsque ces deux forces s’équilibrent. La fin de sa vie intervient quand l’astre ne possède plus assez de combustible pour produire une explosion suffisante pour compenser la gravité agissant sur elle. L’étoile, qui a une masse très importante, est alors qualifiée de supernova. Le résultat est simple : l’astre s’effondre sur lui-même. Tout en diminuant, l’étoile conserve sa masse, ce qui entraîne un fort accroissement de sa densité.
Un trou noir est considéré comme le stade ultime de cet effondrement. Le champ gravitationnel qu’il produit est si fort que rien ne peut s’échapper de son voisinage, pas même la lumière ! Ce fut Karl Schwarzschild (copier/coller) qui, le premier, prédit en 1916 l’existence des « black holes ». En raison de la puissance de la force gravitationnelle produite par un trou noir, la notion classique d’espace-temps n’a plus aucune signification dans son voisinage proche. Pour la même raison, aucun rayonnement ni aucun objet absorbé par un trou noir ne peut en ressortir.
Aux abords d’un tel « phénomène », la structure de l’espace-temps est déformée. Cette déformation s’apparente à celle provoquée par un tourbillon. Le centre de ce tourbillon peut être considéré comme le trou noir.
Les physiciens ont montré que le temps ralentit fortement aux abords d’un trou noir. Par exemple, en se maintenant à seulement quelques centimètres du point de non retour d’un trou noir durant 1 an, un homme constaterait lors de son retour sur Terre que 10000 ans se sont écoulés ! On aurait donc affaire à un véritable voyage dans le futur.
Le mystère de la Tunguska
Une prodigieuse explosion a eu lieu le 30 juin 1908 à 7h17 dans la Tunguska dans cette région paradisiaque qu’est la Sibérie Centrale. Tout ce qui se situait dans un rayon de 30 Km, dont plusieurs troupeaux de rennes (plus de 1000 au total), fut détruit. Sur les lieux, une bonne partie de la forêt d'Irkoutsk sur 45 km² avait été bouleversée : 60 millions d'arbres étaient couchés radialement sur le sol, brûlés comme des allumettes, autour d'une zone centrale où tout fut pratiquement incinéré. A quelques kilomètres de là, les arbres étaient décapités ou carrément éclatés comme de vulgaires pailles !
Durant de longues années, les scientifiques se sont arrachés les cheveux pour trouver une explication au phénomène. Toutes les hypothèses ont été évoquées : explosion nucléaire, crash d’un vaisseau martien, météorite… Mais, aujourd’hui, le fait le plus probable semble qu’il s’agisse de l’impact d’un météoroïde (plus petit qu'un astéroïde mais plus gros qu'une météorite). Toutefois, un mystère subsiste : cette explosion n'a laissé ni cratère, ni fragments. Une hypothèse des plus audacieuses suppose alors qu'un minuscule trou noir (de quelques millimètres seulement!) aurait heurté la terre pour la traverser complètement et ressortir dans l'atlantique nord provoquant un énorme soulèvement d'eau dont personne n'aurait été témoin.
Si le sujet vous intéresse, je vous invite à vous rendre sur cette page. Vous y trouverez de précieuses informations sur cet événement incroyable.
Revenons à nos trous noirs. Reposons nos paquetages de survie prévus pour notre voyage dans le temps et redescendons sur Terre. Jusqu’à présent, aucun trou noir n’a pu être observé bien que des suppositions évoquent la présence de l’un d’eux au centre de notre galaxie. Cette absence d'observations s'explique par le fait que la force dégagée par la densité d'un trou noir est telle qu'elle empêche toute lumière de s'échapper. Néanmoins, leur présence peut être suggérée par l'observation de phénomènes cosmiques, comme des émissions fortes de rayons X, dans leur voisinnage.
La théorie du trou noir en a entraîné d’autres. Celles du trou de ver et du trou blanc. Egalement appelé fontaine blanche, ce dernier serait un puit gravitationnel symétriquement opposé au trou noir. Le passage entre ces deux « gouffres » constitue le trou de ver (ou Pont Einstein-Rosen-Podolski).
Trou noir, trou de ver, trou blanc
Selon certaines théories, d’Albert Einstein et de Nathan Rosen notamment, toute matière absorbée par un trou noir jaillirait de l’autre côté par le trou blanc. Or, cette sortie se trouve en un point différent de l’espace-temps. L’explication peut être donnée en prenant l’exemple d’une pomme. Nous voulons nous rendre du sommet de la pomme (la queue) au point opposé (le « cul »). Comme la lumière, pour y être rapidement, nous devons suivre un chemin géodésique (chemin le plus court entre les deux points je le rappelle). C’est ce que va faire la lumière le long de la surface du fruit. En empruntant un chemin creusé par un ver (d’où le terme trou de ver) reliant les deux points à travers la pomme, nous pourrions aller plus vite que la lumière et donc voyager dans le futur !
Kurt Godel a de son côté montré une autre utilisation de ces trous pour pouvoir se déplacer dans le temps. En utilisant les équations de la relativité, ce scientifique a tiré des conclusions étonnantes. Et là, accrochez-vous !
Imaginons que le trou noir est immobile. Sa sortie, le trou blanc, se déplace à une vitesse équivalente à 99,99% de celle de la lumière. En prenant en compte la théorie d’Albert Einstein selon laquelle le temps ralentit suivant la vitesse du repère, si à la surface du trou noir il s’est écoulé 48 heures, à sa sortie ce sont seulement 28 minutes qui sont passées. Si nous pénétrons maintenant dans le tunnel au bout de ces mêmes 48 heures, nous retournons 47h32mn en arrière !
En maîtrisant la construction des trous de ver, il est donc théoriquement possible de pouvoir se déplacer dans le passé.
J’attire maintenant votre attention sur la citation suivante :
« La meilleure preuve qu'un voyage dans le temps est impossible est que nous n'avons pas été envahis par des hordes de touristes du futur. »
Stephen HAWKING, Physicien
La solution à cette énigme est la suivante : la boucle temporelle doit être créée avant de pouvoir être utilisée. La conséquence est donnée dans la mise en situation ci-dessous.
Mise en situation
Imaginons la création d’un trou de ver le 1er février 2005 à 00h00. A la même date naissent les trous noir et blanc à chaque extrémité. Son inventeur, - nommons le MacSoke – va communiquer au trou blanc une vitesse équivalente à celle de la lumière. Cette sortie restera donc figée dans le temps tandis que l’entrée évoluera normalement. Pour revenir dans le passé, il faudra emprunter le trou de ver. Mais le trou blanc étant toujours au 1er février 2005 à 00h00, il sera impossible à MacSoke de revenir avant cette date.
C’est donc tout simplement parce qu’un trou de ver ne permet pas de revenir dans le passé avant la date de sa création que nous n’avons pas vu de visiteurs venir du futur. Il est par conséquent tout à fait probable que la machine à voyager dans le temps soit (ait été ?) découverte dans le futur.
2.2. Les paradoxes temporels
Abordons maintenant l’un des aspects les plus ludiques du voyage dans le temps : les paradoxes temporels. Ces hypothèses tendent à montrer un unique paradoxe : revenir dans le passé pourrait permettre de modifier des événements futurs !2.2.1. Le paradoxe du grand-père
X a un grand-pèreX revient dans le passé et tue son grand-père avant que ce dernier ait eu un enfant
X ne peut pas exister
X ne tue pas son grand-père
X existe
X revient dans le passé et tue son grand-père avant que ce dernier ait eu un enfant
X ne peut pas exister
X ne tue pas son grand-père
X existe
Etc…
2.2.2. Le paradoxe de l’écrivain
Cette fois-ci, X donne à son grand-père un livre best-seller dans le futur. Le grand-père recopie le livre et fait fortune avec. Le paradoxe ici est que ce livre n’aura jamais été créé mais juste recopié.2.2.3. Les mondes parallèles
C’est donc là qu’interviennent les mondes parallèles. Les théories dans lesquelles ils apparaissent tendent à montrer que le voyage dans le temps s’effectue entre différents mondes parallèles. On a ainsi la solution aux paradoxes temporels. En effet, X revient dans le passé et tue son grand père. Mais ce grand-père vit dans un monde parallèle. Par conséquent, X n’existera pas dans ce monde parallèle mais il existe bien dans le monde parallèle d’où il vient.La même explication peut être appliquée au paradoxe de l’écrivain. Le livre est copié dans un monde parallèle et créé dans l’autre.
La théorie d’Hugh Everett
C’est en 1957 que le physicien américain Hugh Everett publie sa théorie sur les univers parallèles. Il s’agit en réalité d’une ré interprétation de la mécanique quantique qui conclue en affirmant que chaque choix que nous faisons durant notre vie divise notre univers. En d’autres termes, « chaque chose qui peut physiquement se produire, va se produire - dans un certain univers ». Imaginez un univers dans lequel les Etats-Unis font partie du Tiers-Monde, le Chinois est la langue universelle etc…
2.3. Tout n’est pas si facile…
La principale difficulté consiste à localiser un trou de ver (et non pas un trou noir comme je l'avais écrit initialement). Comme dit précédemment, aucun n’a encore pu être observé. Et la raison est simple. S’ils existent, et le contraire n’a jamais pu être prouvé, c’est à l’échelle microscopique et durant un laps de temps ridiculement faible. Leur taille : 10-43 centimètres. Leur durée de vie : 10-35 secondes. Allez donc faire passer un homme là-dedans.Mais tout problème a sa solution. Et celle-ci, c’est Kip Thorne qui la trouva en 1985. Selon lui, des trous de ver permettant de faire passer des êtres humains voire plus sont susceptibles d’exister à condition de maîtriser l’énergie négative. Le principe consiste a appliquer de la matière anti-gravitationnelle aux « parois » du trou de ver. La résultante serait un champ anti-gravitationnel à l’intérieur du trou de ver. On parle également d’énergie négative. Dans cette éventualité, on pourrait maintenir ouvert le trou de ver.
Seulement, de l’énergie négative, encore faut-il en avoir. Une expérience encourageante de
Mais, et ça devient une habitude maintenant, la difficulté suivante consiste à introduire une quantité importante d’énergie négative dans un espace aussi minuscule que celui contenu dans un trou de ver.
Une autre difficulté, très désagréable celle-ci, est qu’il est impossible pour un homme de pénétrer dans un trou noir dans la mesure où celui-ci ne survivrait pas. Il subirait dans un premier temps un écrasement, puis un étirement, puis un déchiquettement. Sympa ! Toutefois, en 1963, Roy Kerr a émis l’existence d’un point dénué de force gravitationnelle au centre du trou noir et donc par lequel un homme pourrait s’introduire.
3. Le voyage dans le temps au cinéma
Le septième art s’est fait un devoir d’adapter le problème du voyage dans le temps. D’ailleurs, grâce à lui, ce n’est plus un problème car au cinéma, tout est possible. J’ai choisi de vous présenter deux films majeurs dans ce domaine ainsi que deux séries. Je vous entends tout de suite me souffler en criant les titres d’autres réalisations basées sur le déplacement temporel. Ne vous inquiétez pas, je sais qu’il y en a d’autres. Mais soit je ne les ai pas vues, soit je n’ai pas jugé utile d’en parler ici.| Retour vers le Futur (1985) |
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Cette trilogie de Robert Zemeckis met en scène une sorte de savant fou - le Docteur Emett Brown (Christopher Lloyd) – qui, à la suite d’une malencontreuse chute de cabinet, invente le convecteur temporel. Ce petit appareil, couplé à une DeLorean, lui permet de voyager dans le temps à sa guise avec son jeune équipier Marty McFly (Michael J. Fox) dès lors que son véhicule atteint les 88 miles/h (142 Km/h). Vous l’aurez compris, la vérité scientifique sur la manière de voyager dans le temps n’est pas le fort de ce film. Ce qui nous intéresse ici, c’est que le paradoxe temporel est un thème récurrent tout au long des trois épisodes. Le Doc l’explique d’ailleurs brillamment à Marty dans le second volet lorsqu’ils se retrouvent confrontés à deux futurs différents à cause d’un événement ayant malgré eux modifié le passé. |
| La Machine à Explorer le Temps (1960) |
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Il s’agit là de la première adaptation (à ma connaissance) du roman éponyme de H. G. Wells. Par on ne sait quel miracle, un brillant scientifique prénommé George (Rod Taylor) met au point une machine à voyager dans le temps qui va lui permettre d’explorer le futur. Et là, pas de demi mesure. Après avoir brièvement été confronté à une guerre nucléaire en 1966, laquelle élimine toute trace de vie sur Terre, c’est 800 000 ans plus tard que notre héros atterrit. C’est le temps nécessaire à l’érosion pour détruire l’amas de pierre empêchant George de voir l’environnement autour de lui lorsqu’il se trouve sur sa machine. Il est alors confronté à un monde où deux races co-existent : les Morlocks et les Eloi. Le problème, c’est que les premiers semblent faire des seconds du bétail. Ils les nourrissent, les logent, leurs permettent de faire ce qu’ils veulent. Mais, quand le temps est venu, ils en prennent quelques uns et les emmènent dans leurs souterrains pour un bon gueuleton. Au delà des explications scientifiques tout simplement absentes, ce film présente un intérêt quant à sa vision du futur proche (la guerre nucléaire en 1966) et extrêmement lointain. Je ne suis pas philosophe, mais cette réalisation pose plusieurs questions : comment est perçu par une race dite inférieure le comportement d’êtres supérieurs ? Et surtout, jusqu’à quel point peuvent aller ces derniers pour survivre ? A noter qu’un remake de ce film a été produit en 2002. Intitulé également |
| Code Quantum |
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C’est à la suite d’une expérience de voyage dans le temps que le docteur Sam Beckett (Scott Bakula) se retrouve coincé dans le corps d’un inconnu à une date imprévue. Lors de chaque épisode, Sam doit comprendre qui il est et ce qu’il doit faire pour changer de date et de corps. Il est aidé pour cela par un hologramme : Al Calavicci (Dean Stockwell) armé d’une ordinateur nommé Ziggy. La mission de Sam, en général, consiste à améliorer la vie de son hôte. S’il faillit, il reste à jamais bloqué là où il est. S’il réussit, il change d’époque et d’hôte… en espérant retrouver un jour son époque et son corps. Série culte des années 90, Code Quantum prend place exclusivement dans le passé, le plus souvent dans les 60’s. Une fois encore, les aspects scientifiques sont mis de côté pour faire place à l’histoire américaine, l’amour, la logique, l’humour de Al et les situations cocasses dans lesquelles se trouve Sam au début (ou à la fin, tout dépend du point de vue) de chaque épisode. « Oh bravo ! » |
| Sliders |
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Alors qu’il travaille sur l’anti-gravité, le jeune et brillant étudiant Quinn Mallory (Jerry O'Connell) découvre le Vortex, un moyen de glisser vers un univers parallèle. Il se retrouve malencontreusement propulsé vers l’un d’eux avec ses compagnons - Wade Kathleen Welles (Sabrina Lloyd), Rembrandt Lee Brown (Cleavant Derricks) et le Professeur Maximillian P. Arturo (John Rhys-Davies) - sans aucun moyen de revenir vers leur monde original. La seule solution est alors de glisser d’univers en univers à l’aide du fameux minuteur. Ce n’est pas vraiment le voyage dans le temps qui est mis en scène dans cette série mais l’existence des mondes parallèles. Comme dit plus haut dans notre raisonnement, de tels univers pourraient exister dans lesquels des événements auraient entraîné des existences différentes dans ces univers. Dans chaque épisode, un univers différent est le théâtre des aventures de Quinn Mallory et de ses compagnons. Seulement, comme bon nombre de séries, le scénario se dégrade fortement sur la fin, notamment avec l’introduction d’extra-terrestres qui n’ont rien à faire là. Mais si l’on s’en tient à la première partie de la série, quand la trame originale est respectée, on a là une épopée sympathique de science-fiction remettant en cause bon nombre de dérives possibles de notre monde. |
4. Et pour conclure
Le moins que l’on puisse dire, c’est que nous ne sommes pas prêts de voyager dans le temps. Certes, les pistes sont là. En théorie, c’est possible. Mais les moyens à mettre en œuvre sont considérables, aussi bien physiquement que financièrement. Sans doute sera-t-il possible un jour de prendre ses vacances au XXXème siècle ou de partir en week-end au XIVème. Mais pour le moment, il va falloir se contenter de notre bon vieux XXIème. Toutefois, et heureusement, la littérature et le cinéma sont là pour nous faire rêver et imaginer ce que le déplacement temporel nous permettrait de faire, voir et savoir.Sources :
- Voyage dans le Temps et l’Espace : http://www.geocities.com/crousset.geo/timetravel.html
- Le Cafard Cosmique : http://www.cafardcosmique.com/Sciences/doss.vtemps.html
- La Relativité Restreinte : http://membres.lycos.fr/nazgul9/
- Les Trous Noirs : http://tpe.blackholes.free.fr/siteHTML/contenu/part2/rela_gen/rela_gen.php