Les possibilités scientifiques du voyage dans le temps

Les histoires concernant les voyages dans le passé et l'avenir ont longtemps captivé notre imagination, mais la question de savoir si le temps voyager est possible est épineux qui va droit au cœur de la compréhension de ce que les physiciens veulent dire lorsqu'ils utilisent le mot "temps."

La physique moderne nous enseigne que le temps est l'un des aspects les plus mystérieux de notre univers, même s'il peut sembler simple à première vue. Einstein a révolutionné notre compréhension du concept, mais même avec cette compréhension révisée, certains scientifiques se demandent encore si oui ou nonle temps existe réellement ou s'il s'agit d'une simple "illusion obstinément persistante" (comme l'a dit Einstein). Quelle que soit l'heure, cependant, les physiciens (et les écrivains de fiction) ont trouvé des façons intéressantes de le manipuler pour envisager de le parcourir de manière peu orthodoxe.

Bien que référencé dans H.G. Wells ' La machine à remonter le temps (1895), la véritable science du voyage dans le temps n'a vu le jour qu'au cours du XXe siècle, en tant qu'effet secondaire de

L'une des conséquences étonnantes de la relativité est que le mouvement peut entraîner une différence dans le temps qui passe, un processus appelé dilatation du temps. Cela se manifeste le plus dramatiquement dans le classique Twin Paradox. Dans cette méthode de «voyage dans le temps», vous pouvez vous déplacer dans le futur plus rapidement que la normale, mais il n'y a pas vraiment de retour. (Il y a une légère exception, mais plus à ce sujet plus loin dans l'article.)

En 1937, le physicien écossais W. J. van Stockum a d'abord appliqué la relativité générale d'une manière qui a ouvert la porte au voyage dans le temps. En appliquant l'équation de la relativité générale à une situation avec un cylindre tournant infiniment long et extrêmement dense (un peu comme un poteau de barbier sans fin). La rotation d'un objet aussi massif crée en fait un phénomène connu sous le nom de "glissement de trame", c'est-à-dire qu'il fait glisser l'espace-temps avec lui. Van Stockum a constaté que dans cette situation, vous pouviez créer un chemin dans l'espace-temps à 4 dimensions qui commençait et se terminait au même point - quelque chose appelé courbe temporelle fermée - qui est le résultat physique qui permet le voyage dans le temps. Vous pouvez partir dans un vaisseau spatial et emprunter un chemin qui vous ramène exactement au même moment où vous avez commencé.

Bien qu'un résultat intrigant, c'était une situation assez artificielle, donc il n'y avait pas vraiment beaucoup d'inquiétude à ce sujet. Cependant, une nouvelle interprétation était sur le point de se produire, qui était beaucoup plus controversée.

En 1949, le mathématicien Kurt Godel - un ami d'Einstein et un collègue de Princeton Institut d'études avancées de l'Université - a décidé de s'attaquer à une situation où l'univers entier est tournant. Dans les solutions de Godel, le voyage dans le temps était en fait autorisé par les équations si l'univers tournait. Un univers en rotation pourrait lui-même fonctionner comme une machine à remonter le temps.

Maintenant, si l'univers tournait, il y aurait des moyens de le détecter (les faisceaux lumineux se plieraient, par exemple, si le l'univers entier tournait), et jusqu'à présent, la preuve est extrêmement forte qu'il n'y a aucune sorte d'universel rotation. Encore une fois, le voyage dans le temps est exclu par cet ensemble particulier de résultats. Mais le fait est que les choses dans l'univers tournent, et cela ouvre à nouveau la possibilité.

En 1963, le mathématicien néo-zélandais Roy Kerr a utilisé les équations de terrain pour analyser une rotation trou noir, appelé un trou noir de Kerr, et a constaté que les résultats permettaient un chemin à travers un trou de ver dans le trou noir, en manquant la singularité au centre, et en faire l'autre extrémité. Ce scénario permet également des courbes fermées comme dans le temps, comme le physicien théoricien Kip Thorne l'a réalisé des années plus tard.

Au début des années 1980, alors que Carl Sagan travaillait sur son roman de 1985 Contact, il a approché Kip Thorne avec une question sur la physique du voyage dans le temps, qui a inspiré Thorne pour examiner le concept d'utiliser un trou noir comme moyen de voyager dans le temps. Avec le physicien Sung-Won Kim, Thorne a réalisé que vous pourriez (en théorie) avoir un noir trou avec un trou de ver le reliant à un autre point de l'espace maintenu ouvert par une certaine forme de négatif énergie.

Mais ce n'est pas parce que vous avez un trou de ver que vous avez une machine à voyager dans le temps. Supposons maintenant que vous puissiez déplacer une extrémité du trou de ver (l '"extrémité mobile). Vous placez l'extrémité mobile sur un vaisseau spatial, le tirant dans l'espace à presque vitesse de la lumière. La dilatation du temps entre en jeu et le temps vécu par l'extrémité mobile est beaucoup moins long que le temps connu par l'extrémité fixe. Supposons que vous déplacez l'extrémité mobile de 5 000 ans dans l'avenir de la Terre, mais l'extrémité mobile ne "vieillit" que de 5 ans. Donc, vous partez en 2010 AD, disons, et arrivez en 7010 AD.

Cependant, si vous voyagez à travers l'extrémité mobile, vous sortirez en fait de l'extrémité fixe en 2015 après JC (puisque 5 ans sont revenus sur Terre). Quelle? Comment cela marche-t-il?

Eh bien, le fait est que les deux extrémités du trou de ver sont connectées. Peu importe à quelle distance ils sont, dans l'espace-temps, ils sont toujours fondamentalement "proches" les uns des autres. Étant donné que l'extrémité mobile n'a que cinq ans de plus que lorsqu'elle est partie, la traverser vous renverra au point correspondant sur le trou de ver fixe. Et si quelqu'un de la Terre AD de 2015 traverse le trou de ver fixe, il sortirait en 7010 après JC du trou de ver mobile. (Si quelqu'un traversait le trou de ver en 2012 après JC, il se retrouverait sur le vaisseau spatial quelque part au milieu du voyage et ainsi de suite.)

Bien que ce soit la description la plus raisonnable physiquement d'une machine à remonter le temps, il y a toujours des problèmes. Personne ne sait s'il existe des trous de ver ou de l'énergie négative, ni comment les assembler de cette manière s'ils existent. Mais c'est (en théorie) possible.