Est-il possible d’arrêter le temps ?

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De nombreux scénarios de science-fiction exploitent la possibilité de manipuler le temps, et comportent des situations où certains protagonistes l’arrêtent purement et simplement. Mais une telle action est-elle physiquement possible ? Le temps est-il un phénomène manipulable à volonté ou échappe-t-il complètement à notre contrôle ?

Premièrement, il faut définir le temps. « Pour un physicien, ce n’est pas si mystérieux. Le temps n’est qu’une étiquette sur différentes parties de l’univers. Il nous dit quand quelque chose se passe », explique Sean Carroll, physicien théoricien au California Institute of Technology. De nombreuses équations physiques font peu de distinction entre le passé, le présent et le futur.

Un endroit où le temps apparaît est dans la théorie de la relativité d’Albert Einstein. Selon la théorie d’Einstein, le temps est mesuré par des horloges. Parce que les parties d’une horloge doivent se déplacer dans l’espace, le temps s’emmêle avec l’espace dans un concept plus large connu sous le nom d’espace-temps, qui sous-tend l’Univers.

La relativité a montré que le temps peut devenir assez instable en fonction de la vitesse à laquelle un observateur se déplace par rapport à un autre observateur. Si vous envoyez une personne avec une horloge sur un vaisseau spatial à une vitesse proche de la lumière, le temps semblera passer plus lentement pour elle que pour une personne immobile laissée sur Terre. Et un astronaute tombant dans un trou noir, dont l’immense gravité peut déformer le temps, pourrait également sembler ralentir par rapport à un observateur distant.

Arrêter le temps : un non-sens physique

Mais ce n’est pas vraiment une façon d’arrêter le temps, indique Carroll. Deux horloges peuvent être en désaccord en relativité, mais chacune enregistrera toujours le passage habituel du temps dans son propre cadre de référence (son référentiel). Si un voyageur s’approchait d’un trou noir, il ne remarquerait rien de différent. Sa montre lui indiquerait bien le temps de son référentiel, s’écoulant seconde par seconde.

equation einstein
L’équation d’Einstein (ou équation du champ gravitationnel) est le pilier de la théorie de la relativité générale. À gauche de l’égalité apparaissent les termes relatifs à la géométrie de l’espace-temps. Et à droite, les termes relatifs au contenu énergie-matière de l’espace-temps. En fonction de la géométrie rencontrée, le temps peut s’écouler différemment. Mais même s’il s’écoule différemment entre deux référentiels, chaque référentiel mesurera un temps local de manière tout à fait normale. © Wikipédia

Pour Carroll et d’autres physiciens, cela n’a donc pas de sens de parler d’arrêter le temps. Nous savons qu’une voiture se déplace parce qu’à différents moments, elle se trouve à un endroit différent dans l’espace. « Le mouvement est un changement par rapport au temps, donc le temps lui-même ne peut pas bouger. En d’autres termes, si le temps s’arrêtait, tout mouvement s’arrêterait aussi ».

Alors que la science-fiction offre souvent des situations où un individu arrête le temps de manière générale, de telles situations soulèvent beaucoup de questions. « Est-ce que vous empêchez l’air de bouger ? Parce que si c’est le cas, alors vous êtes emprisonné par l’air ». Un personnage qui arrête le temps serait également probablement incapable de voir quoi que ce soit, explique Carroll, car les rayons lumineux n’atteindraient plus ses globes oculaires. Il n’y a donc pas vraiment de scénario cohérent dans lequel le temps s’arrête.

Chronostase : l’illusion psychologique de l’arrêt du temps

Pour la physique, cela semble donc impossible. Mais le temps est plus qu’une simple lecture sur une horloge. C’est aussi un sentiment que nous ressentons ; un phénomène appelé « temps psychologique ». Dans ce cas, le passage du temps peut être soumis à nos émotions ou notre état mental. Craig Callender, un philosophe spécialisé dans le temps à l’Université de Californie, décrit une illusion psychologique bien connue connue sous le nom de chronostase, dans laquelle une personne place une horloge au bord de son champ de vision, puis regarde quelque chose d’autre pendant un moment.

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En revenant de nouveau à l’horloge et en se concentrant sur l’aiguille des secondes, cette dernière fera une pause. « L’aiguille semble véritablement traîner, voire s’arrêter. Vous pouvez avoir l’impression que le temps se fige », indique Callender. L’illusion serait en partie due à de minuscules mouvements oculaires appelés saccades, dans lesquels les globes oculaires se déplacent rapidement pour observer constamment leur environnement.

Pour nous empêcher de voir un flou chaotique, notre cerveau modifie en fait ce qu’il voit en temps réel et crée l’impression d’un champ de vision continu. La question devient alors : quelle est la relation entre nos perceptions du temps et le temps dont parlent les physiciens ? Callender a écrit un certain nombre de livres qui tentent d’explorer le lien entre les deux, et pour l’instant, il n’y a pas beaucoup de consensus sur une réponse finale.

En ce qui concerne l’écoulement ultime du temps, Callender privilégie une image où rien ne s’écoule, mais où il s’agit plutôt de notre histoire qui s’écoule. Et que pense-t-il de la possibilité d’arrêter le temps ? « Si nous pensons à notre sens subjectif du temps, alors nous pouvons en arrêter certaines parties avec la chronostase. Mais c’est probablement le maximum que nous puissions faire ».

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