Vous pensez peut-être que le temps a commencé il y a 13,8 milliards d'années à la naissance de l'univers, mais les physiciens avec des définitions alternatives du temps ont d'autres idées
Notre univers est en train de se développer, il doit donc avoir été plus petit dans le passé. En effet, si nous rembobinons notre film cosmologique, nous voyons l'univers rétrécir presque à un point – le Big Bang – il y a environ 13 milliards d'années. Est-ce quand le temps a commencé? Hélas, les choses ne sont pas si simples. La théorie générale de la relativité d'Albert Einstein nous dit que la toile de fond de l'univers est un continuum fluide, l'espace-temps, dans lequel ni l'espace ni le temps n'ont une signification absolue. De plus, au Big Bang, l'espace-temps se déforme en un point de densité infinie appelée singularité. Nous ne pouvons pas dire que c'est là que le temps commence, seulement qu'il marque une rupture au-delà de laquelle nous ne pouvons pas extrapoler.
Malgré cela, certains cosmologues croient qu'il y avait un «avant» le Big Bang. Certains suggèrent qu'un autre univers a précédé le nôtre, et que celui-ci s'est contracté puis a «rebondi» au Big Bang, ce qui a entraîné l'ère en expansion que nous observons maintenant. Plus radicalement, le cosmologue Roger Penrose a proposé que de nouveaux univers peuvent émerger de ceux qui ne se contractent pas, grâce à une «rediffusion» spectaculaire de tout l'espace-temps.
Dans ces deux scénarios, le temps est éternel, mais ce n'est qu'une possibilité. Les défilés des cosmologues Stephen Hawking et James Hartle ont suggéré que le temps était autrefois une dimension ordinaire comme l'espace, qui a fait dérailler le Big Bang dans l'espace-temps. Une autre idée bizarre est que l'espace-temps est fait de pièces de particules. Si c'est le cas, ceux-ci pourraient être disposés en différentes phases, semblables à la vapeur et à l'eau liquide. Peut-être que le Big Bang était le moment où ils ont «condensé» dans l'espace-temps fluide et continu que nous observons aujourd'hui.
Malheureusement, aucune de ces hypothèses n'a vraiment de preuves d'observation solides pour la sauvegarder. Pire, ils assimilent le début du temps au début des événements historiques. «Dans ce contexte, demander« le temps a-t-il commencé? C'est plus comme demander si l'univers des événements est infini, plutôt que de poser des questions directement sur le début de quelque chose appelé «temps» », explique Adrian Bardon, philosophe de l'Université de Wake Forest en Caroline du Nord. Pour vraiment expliquer quand le temps a commencé, nous devons réfléchir à ce qui le rend unique.
Le temps n'est pas une dimension que nous pouvons explorer à volonté. Nous nous souvenons du passé, pas de l'avenir, et tout semble avoir une trajectoire irréversible, transmet la trajectoire dans le temps. Pourtant, curieusement, les équations fondamentales déterminant le comportement microscopique ont la même forme si le temps a un signe moins. Si ces lois ne se soucient pas de savoir si les choses sont en avant ou en arrière, pourquoi le temps passe-t-il dans une seule direction? Certains physiciens estiment que la flèche du temps reflète simplement le fait que notre univers est un système isolé, et que dans un tel système, les choses ne peuvent que devenir plus désordonnées, jamais plus commandées. Si l'univers commençait très bien au Big Bang, le temps se déroulerait naturellement dans une direction d'augmentation des troubles.
Le temps est-il tout dans nos esprits?
Sauf que cela repose toujours sur les choses qui changent – et comment les choses peuvent-elles changer sans temps? Le problème est donc noué que certains philosophes soutiennent que le temps n'est pas du tout un phénomène objectif, mais une projection psychologique. «Comparez-le aux propriétés des couleurs visuelles», explique Bardon. «Les roses ne sont pas rouges. Ils reflètent plutôt la lumière à une certaine longueur d'onde. Le rouge est un sentiment, pas une propriété de la rose. » Si le temps, de même, existe uniquement dans nos esprits, alors peut-être pouvons-nous dire que cela a commencé avec l'évolution de la conscience.
Nous n'aurons peut-être pas à recourir à la philosophie, cependant. Aujourd'hui, un objectif clé de la physique est de combiner ses deux piliers centraux, la relativité générale et la mécanique quantique, dans une théorie de la gravité quantique. Dans certaines tentatives à ce moment-là, le temps existe naturellement dans de nombreux États possibles à la fois, mais n'est jamais évident pour un observateur. L'avantage ici, selon le physicien théorique Shahn Majid à l'Université Queen Mary de Londres, est que le temps peut sortir d'une théorie sous-jacente. L'inconvénient est qu'il peut sembler encore plus subjectif. «Si le temps lui-même est mécanique quantique», dit-il, «de qui est-ce le temps?»
