La possibilité de voyager dans le temps, c’est-à-dire de se déplacer vers différentes époques ou moments du temps comme on peut se déplacer vers différents endroits de l’espace, est une idée largement explorée dans la littérature (il suffit de penser à La machine à voyager dans le temps d’Herbert George Wells, publié en 1895), au cinéma (par exemple dans Terminateurs, Retour vers le futur, L’Armée des 12 Singes) et dans les séries télévisées (par exemple Sombre). Mais qu’en dit la science ? Pour la physique, Voyager dans le futur est en principe possible selon la théorie de la relativité d’Albert Einstein : pour cela, il suffit de se déplacer à des vitesses très élevées. tandis que le voyage dans le passé est beaucoup plus problématique, non seulement en raison du manque de « stratégies » pour remonter le temps, mais aussi en raison de l’apparition de paradoxes logiques tels que le « paradoxe du grand-père ».
La relativité d’Einstein et le voyage dans le futur
Là La relativité restreinte d’Einsteinformulée en 1905, est la théorie qui relie l’espace et le temps en une seule entité physique appelée espace-temps. L’un des principaux résultats de cette théorie est le fait que le temps semble s’écouler à des rythmes différents selon les observateurs se trouvant dans un état de mouvement différent. En particulier, si Alice bouge par rapport à Bob, ce dernier observera l’horloge d’Alice tourner plus lentement que la sienne. C’est comme si Alice arrivait dans le futur « plus vite » que Bob !
Donnons un exemple : si Alice se déplace par rapport à Bob à la moitié de la vitesse de la lumière (150 000 km/s) et mesure exactement 1 heure, 1 heure, 9 minutes et 18 secondes se sont écoulées dans le même intervalle de temps pour Bob. Traduit : en fait, c’est comme si Alice avait voyagé 9 minutes et 18 secondes dans le futur par rapport à Bob. Si la vitesse relative est plus élevée, l’effet est plus homogène : à 90 % de la vitesse de la lumière, 1 heure pour Alice correspond à 2 heures, 18 minutes et 3 secondes pour Bob.
En principe donc, pour voyager dans le futur, nous pourrions imaginer réaliser un voyage spatial à grande vitesse dont l’étape finale est le retour sur notre Terre. À notre arrivée sur la planète bleue, nous découvririons que, même si un certain temps s’est écoulé pour nous, pour les habitants de notre planète, un temps beaucoup plus long s’est écoulé. De notre point de vue, les voyages dans l’espace seront également perçus comme des voyages dans le temps. (C’est l’idée derrière ce qu’on appelle le « paradoxe des jumeaux », qui, malgré son nom, n’est pas un véritable paradoxe dans la mesure où la physique sous-jacente est pleinement comprise.)
Cela reste cependant technologique hors de notre portéenotamment en raison de la quantité colossale d’énergie nécessaire pour accélérer un hypothétique vaisseau spatial jusqu’à une vitesse proche de celle de la lumière, soit 300 000 km/s.
L’extension de la théorie de la relativité restreinte est la théorie de relativité généralequi inclut et décrit également la gravité. Selon cette théorie, un effet similaire à celui qui vient d’être décrit peut être ressenti non seulement en voyageant à grande vitesse, mais également en se tenant à proximité d’objets très massifs, tels que des trous noirs. Cette idée est utilisée dans le film Interstellaire de Christopher Nolan, dans lequel le protagoniste Joseph Cooperaprès un voyage spatial qui l’emmène à proximité d’un trou noir supermassif, Gargantua parvient à retourner sur Terre, où il retrouve sa fille, enfant à son départ, aujourd’hui âgée.
Est-il possible de voyager dans le passé ? Le « paradoxe du grand-père »
Les types de « voyages » illustrés jusqu’à présent ne font pas référence à la possibilité de voyager dans le passé. Même si l’on ne peut pas parler de voyage dans le passé, il existe néanmoins un moyen d’observer les événements du passé. En fait, chaque fois que nous observons notre Univers avec ses étoiles et ses galaxies, nous l’observons tel qu’il était dans le passé. De même, un extraterrestre capable d’observer la Terre à des millions d’années-lumière pourrait en principe être capable de voir « en direct » l’extinction des dinosaures.
Pour parler de véritables voyages dans le passé, nous devons une fois de plus embêter Einstein avec sa théorie de la relativité. Depuis la publication de cette théorie en 1915, des générations de physiciens et de mathématiciens ont travaillé pour trouver des moyens de rendre possible le voyage dans le temps, réussissant, au moins en partie, leur objectif.
Cependant, bon nombre de ces solutions ne sont probablement possibles que d’un point de vue mathématique, mais difficiles à mettre en œuvre dans la réalité physique. Ces idées remontent à ce qu’on appelle en physique courbe espace-temps ferméepeut-être réalisable lors de voyages dangereux à l’intérieur trous noirs en rotationou avec la création de trou de ver (également exploité dans des films très populaires comme Donnie Darko).
Cependant, la possibilité de pouvoir voyager dans le temps ouvre plus de questions qu’elle n’en ferme. L’un d’eux est ce qu’on appelle « paradoxe du grand-père » : que se passerait-il si un hypothétique voyageur temporel, revenant dans le passé, tuait son grand-père avant qu’il puisse donner naissance à vos parents ? Le paradoxe réside dans le fait que cela empêcherait le voyageur temporel de naître, et par conséquent de revenir en arrière. à temps pour tuer son grand-père. Comment est-il possible que si ce dernier meurt, il ne puisse pas être tué ? La réponse à cette question n’est pas claire et dépend de qui, comme il le croyait ? Stephen Hawkingpense que les lois de la physique empêchent d’une manière ou d’une autre de voyager dans le passé, à ceux qui disent que cela créerait davantage de délais.