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27 janvier 2016 |
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Les
scientifiques proposent un “univers miroir” où le temps est inversé |
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Une nouvelle semaine et une nouvelle hypothèse
qui sort des sentiers battus dans la physique théorique. Le Big Bang
a pu créer un second univers, miroir du nôtre où le temps se déplace
dans la direction opposée. En gros, il retourne de l’avant vers
l’arrière.
Basiquement, si on regarde dans cet univers miroir, nous verrons le
temps qui va du futur vers le passé, mais de la perspective de notre
univers, ce serait notre temps qui semblerait s’écouler vers
l’arrière. Le temps n’est pas quelque chose qui pré-existe selon
Julian Barbour de l’université d’Oxford. La direction et le flux du
temps doivent être déduits par ce qui se passe dans notre univers.
Quand nous le regardons de cette manière, alors il est normal de
dire que le temps commence à un point central et qu’il s’écoule dans
des directions opposées.
Depuis des décennies, les physiciens sont confrontés au fait
qu’aucune des lois fondamentales de la physique ne stipule que le
temps va forcément de l’avant. Que ce soit la gravitation de Newton,
l’électrodynamique de Maxwell, la relativité restreinte et générale
d’Einstein ou la mécanique quantique, toutes les équations
fonctionnent si le temps s’écoule vers l’avant, mais aussi en
arrière.
En 1927, un astrophysicien britannique, Arthur Eddington, a proposé
qu’il existe une flèche du temps qui agit comme une propriété
fondamentale de la physique qu’on connait comme la thermodynamique.
La seconde loi de la thermodynamique stipule que dans n’importe quel
système isolé, tel que notre univers, l’entropie (le désordre) doit
augmenter indépendamment du fait que le temps puisse s’écouler vers
l’avant ou vers l’arrière. Les choses doivent toujours évoluer vers
une entropie de plus en plus élevée.
Notre version de l’univers et sa flèche du temps thermodynamique
sont que lorsque le Big Bang s’est produit, notre univers a commencé
comme un oeuf, avec un ordre très élevé et une faible entropie. Mais
rapidement, l’oeuf s’est cassé et il a été fractionné à des niveaux
inimaginables et chaque chose a évolué dans un état très élevé
d’entropie ou de chaos. Le problème avec ce concept est qu’il ne
permet pas au temps de revenir en arrière qui est censé être
possible par les lois fondamentales de la physique. Vous ne pouvez
pas avoir un oeuf qui retourne en arrière pour qu’il redevienne un
oeuf parfaitement intact. |
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En analysant tout l’univers, nous définissons le
futur comme une direction du temps dans laquelle l’entropie
augmente. En étudiant le mouvement des galaxies lointaines, nous
pouvons prédire l’évolution du cosmos. Ou nous pouvons remonter le
temps jusqu’au Big Bang où l’univers avait une faible entropie. Et
si on retourne suffisamment en arrière, alors on fait face à une
énigme cosmologique. On ne peut pas déterminer si c’est le Big Bang
qui a commencé le temps, mais si c’est le cas, alors pourquoi
avait-il une faible entropie ? Et si le Big Bang n’avait pas
commencé le temps, alors on veut toujours savoir comment un univers
éternel a pu atteindre une faible entropie qui aurait permis la
formation de la flèche du temps.
Julian Barbour et ses collègues ont publié un papier en 2014 arguant
que cette flèche du temps est gouvernée par la gravitation plutôt
que par la thermodynamique. Publiés dans Physical Review Letters,
les travaux décrivent une simulation informatique de 1 000
particules qui étaient gouvernées par la gravitation de Newton qui
est la simulation la plus simple de l’univers. Ils ont découvert
que, grâce à la gravité, les particules ont évolué pour avoir la
distance la plus proche les unes par rapport aux autres qu’ils ont
appelées le point de Janus. Les particules pouvaient aller de
l’avant ou vers l’arrière et cela signifie que le temps peut aller
vers l’avant ou vers l’arrière dans un multivers donné.
Quand les particules s’étendent vers l’avant, elles le font dans 2
directions temporelles. Barbour et ses collègues ont créé un modèle
d’univers très simplifié composé de 1 000 particules qui montre
cette double expansion avec la gravitation qui crée la structure
dans les 2 directions.
C’est la plus simple des choses. Vous commencez avec un point
central de Janus où le mouvement est chaotique, comme la notion
grecque du chaos primordial, mais dans les 2 directions et vous avez
la formation de la structure. Si l’hypothèse est vraie, alors il y a
un autre univers sur l’autre côté du Big Bang dans lequel le temps
est opposé au nôtre. Cela pourrait être une hypothèse excentrique de
plus dans la physique théorique, mais 2 autres physiciens, Sean
Carroll du California Institute of Technology et Alan Guth du MIT,
sont parvenus à des résultats similaires (article en accès payant)
en utilisant un différent modèle de particules. Dans ce modèle, ils
ont créé un nuage fini de particules et ils l’ont mis dans un
univers infini. Rapidement, 2 flèches du temps ont émergé
spontanément et la première moitié a évolué vers une entropie en
augmentation, mais l’autre moitié s’est rassemblée dans le centre
avec une faible entropie avant de passer à travers et de revenir
vers la flèche avec l’entropie en augmentation. Le nuage s’étend et
l’entropie évolue en tandem.
Cette hypothèse postule que le Big Bang n’est pas le commencement du
temps, mais juste un état très faible de l’entropie ou du chaos.
Carroll et Guth n’ont pas encore publié leurs résultats, et ils
admettent qu’il y a beaucoup de failles dans leurs raisonnements.
Mais quand on voit la similarité des conclusions avec les travaux de
Barbour, on peut penser qu’il y a autre chose que de dire simplement
: Notre univers a été créé au commencement du temps.
Jacqueline Charpentier, pour Houssenia Writing. |
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