Le temps pourrait ne pas exister partout dans l’univers, selon une nouvelle théorie

Une perception humaine face à la complexité de l’univers

Pour la plupart des individus, le temps demeure un concept très intuitif et familier. L’expérience humaine se compose de soixante secondes dans une minute, de 1 440 minutes dans une journée, et d’environ 28 835 jours pour une durée de vie moyenne.

Au fil des siècles, la science a connu une progression fulgurante, passant des anciennes horloges à eau de l’Antiquité aux horloges atomiques de pointe utilisées aujourd’hui. Cette évolution technologique a permis aux chercheurs d’acquérir une compréhension beaucoup plus nuancée de notre réalité temporelle.

Ainsi, de récentes recherches scientifiques, tout comme les tentatives passées d’unification des grandes théories, démontrent que le concept de temporalité est infiniment plus complexe que le simple tic-tac régulier d’une horloge physique.

Le grand fossé entre la relativité et la mécanique quantique

Pour bien comprendre les débats qui animent actuellement la communauté scientifique, il faut observer comment les différentes branches de la physique traitent l’écoulement temporel. Dans le cadre de la relativité générale, le temps agit comme une dimension dynamique intrinsèquement tissée à travers l’espace-temps.

Cette approche implique que le temps est une notion relative, puisqu’il subit en permanence une déformation sous l’influence directe de la masse et de l’énergie environnantes. Son comportement s’adapte ainsi aux forces colossales qui régissent les structures de l’univers à grande échelle.

En physique quantique, en revanche, la situation théorique est tout autre. Le temps y est considéré davantage comme une constante immuable et une toile de fond externe aux changements qui surviennent dans un système donné. D’un point de vue purement mathématique, les physiciens le décrivent comme un paramètre plutôt que comme un opérateur.

L’émergence historique du problème du temps

L’une des toutes premières tentatives pour réconcilier ces deux régimes physiques antagonistes remonte à 1967. Les physiciens théoriques américains John Wheeler et Bryce DeWitt ont alors formulé ce qui est aujourd’hui considéré comme le premier essai majeur d’unification de ces théories.

Leurs travaux conjoints ont abouti à la création de l’équation de Wheeler-DeWitt. Cette formule mathématique fondamentale présente une particularité profondément troublante : elle ne contient essentiellement aucune variable temporelle, donnant ainsi naissance à ce que les scientifiques nomment désormais le « problème du temps », où le temps se comporte différemment selon le domaine étudié.

John Wheeler, qui a par ailleurs inventé la célèbre expression « trou noir », s’est exprimé sur ce défi dans une interview accordée en 1996. « Il n’y avait pas de grands mystères sauf à l’interface entre la gravitation et la théorie quantique », déclarait-il alors, avant de préciser sa pensée : « C’est une chose d’avoir une équation, c’en est une autre de la résoudre, et donc encore une autre d’interpréter la solution […]. C’est une entreprise continue. »

L’horloge géométrique : une nouvelle proposition scientifique

La plus récente tentative pour tenter de comprendre cette fameuse solution nous vient d’Anderson Gama Fernandes de Freitas, un chercheur affilié à l’Universidade Federal de Itajubá, située au Brésil. Il a récemment détaillé ses travaux novateurs dans un article publié au sein de la revue Classical and Quantum Gravity.

Dans cette publication rigoureuse, Anderson Gama Fernandes de Freitas avance l’hypothèse audacieuse que le phénomène du temps pourrait être intrinsèquement lié à la géométrie de l’espace lui-même. Cette nouvelle étude suggère notamment que le temps n’existe que là où l’espace est suffisamment courbé pour pouvoir le supporter.

Pour conceptualiser et illustrer cette idée complexe, le scientifique introduit la notion d’une « horloge géométrique ». Il s’agit d’une construction mathématique précise, dérivée des propriétés de courbure de tranches spatiales tridimensionnelles, qui permet de déterminer si le temps peut réellement fonctionner comme un paramètre d’ordonnancement significatif.

Un univers en expansion qui perdrait son emprise temporelle

Le fonctionnement de cette horloge géométrique dépend directement de l’état structurel de l’univers. Lorsque l’espace est intensément courbé, comme c’était le cas dans les conditions extrêmes qui ont immédiatement suivi le Big Bang, cette horloge se révèle rigide et l’univers évolue exactement de la manière dont la physique standard le prédit.

Toutefois, la théorie postule qu’à mesure que notre univers s’étend et s’aplatit, cette courbure spatiale s’affaiblit inévitablement. L’horloge géométrique conceptualisée par Anderson Gama Fernandes de Freitas ralentit avec elle, ce qui implique que le temps lui-même perd progressivement sa signification opérationnelle dans les zones plus plates.

« L’analyse des secteurs solubles démontre que cette notion géométrique du temps reproduit naturellement les résultats standards dans les régimes fortement courbés, tels que l’univers primordial, tout en prédisant un affaiblissement régulier de l’ordre temporel dans les régions faiblement courbées ou asymptotiquement plates », a écrit le chercheur dans son article. Il précise ensuite : « Ce comportement offre une interprétation cohérente de la raison pour laquelle les descriptions basées sur le temps sont efficaces dans certains régimes et cessent d’être significatives dans d’autres. »

Des modèles simplifiés aux futures unifications théoriques

La théorie du chercheur brésilien soutient en fin de compte que le temps n’est ni « fondamental ni universellement disponible ». De manière cruciale, cette nouvelle proposition mathématique a le mérite de déplacer la question philosophique de l’écoulement temporel vers un domaine beaucoup plus concret, en développant des prédictions qui pourront être testées.

L’auteur de l’étude prend néanmoins soin de souligner que sa théorie n’a pour l’instant été testée que sur des modèles cosmologiques simplifiés. Il faudra de fait des analyses beaucoup plus approfondies pour espérer unifier les deux plus grandes théories scientifiques de l’ère moderne, une quête ambitieuse qui a rendu perplexes les plus grands esprits de l’histoire, y compris le physicien John Wheeler.

« Nous n’avons toujours pas une vision complète de ce que signifient les solutions et de la façon d’en parler », confiait d’ailleurs ce dernier lors de son entretien de 1996. Le célèbre scientifique concluait son intervention sur une véritable note de perplexité : « Il est étrange que les deux plus grands développements de la physique théorique – la théorie quantique et la relativité – mettent autant de temps à s’unir. »

Selon la source : popularmechanics.com