Le temps est familier à tout le monde, mais il est difficile à définir et à comprendre. La science, la philosophie, la religion et les arts ont des définitions différentes du temps, mais le système de mesure est relativement cohérent.
Les horloges sont basées sur les secondes, les minutes et les heures. Bien que la base de ces unités ait changé au cours de l'histoire, elles remontent à l'ancienne Sumeria. L'unité de temps internationale moderne, la seconde, est définie par la transition électronique du atome de césium. Mais qu'est-ce que le temps exactement?
Les physiciens définissent le temps comme la progression des événements du passé au présent dans le futur. Fondamentalement, si un système est immuable, il est intemporel. Le temps peut être considéré comme la quatrième dimension de la réalité, utilisée pour décrire les événements dans l'espace tridimensionnel. Ce n'est pas quelque chose que nous pouvons voir, toucher ou goûter, mais nous pouvons mesurer son passage.
Les équations physiques fonctionnent aussi bien que le temps avance dans le futur (temps positif) ou dans le passé (temps négatif.) Cependant, le temps dans le monde naturel a une direction, appelée le
flèche du temps. La question de savoir pourquoi le temps est irréversible est l'une des plus grandes questions non résolues en science.Une explication est que le monde naturel suit les lois de la thermodynamique. le deuxième loi de la thermodynamique déclare que dans un système fermé, le entropie du système reste constant ou augmente. Si l'univers est considéré comme un système fermé, son entropie (degré de désordre) ne peut jamais diminuer. En d'autres termes, l'univers ne peut pas retourner exactement au même état dans lequel il était à un point antérieur. Le temps ne peut pas reculer.
En mécanique classique, le temps est partout le même. Les horloges synchronisées restent d'accord. Pourtant, nous savons par la relativité restreinte et générale d'Einstein que le temps est relatif. Cela dépend du cadre de référence d'un observateur. Cela peut entraîner dilatation du temps, où le temps entre les événements devient plus long (dilaté) plus on se rapproche de la vitesse de la lumière. Les horloges en mouvement tournent plus lentement que les horloges stationnaires, l'effet devenant plus prononcé à mesure que l'horloge se rapproche vitesse de la lumière. Les horloges en jets ou en orbite enregistrent des temps plus lentement que celles sur Terre, particules de muon se décomposent plus lentement en tombant, et Expérience de Michelson-Morley confirmation de la contraction de la longueur et de la dilatation du temps.
Voyager dans le temps signifie avancer ou reculer vers différents points dans le temps, tout comme vous pourriez vous déplacer entre différents points dans l'espace. Sauter dans le temps se produit dans la nature. Les astronautes de la Station spatiale internationale sautent dans le temps lorsqu'ils reviennent sur Terre en raison de son mouvement plus lent par rapport à la station.
L'idée de voyager dans le tempspose cependant des problèmes. Un problème est la causalité ou la cause et l'effet. Un retour dans le temps pourrait provoquer un paradoxe temporel. Le «paradoxe des grands-pères» en est un exemple classique. Selon le paradoxe, si vous remontez le temps et tuez votre grand-père avant la naissance de votre mère ou de votre père, vous pourriez empêcher votre propre naissance. De nombreux physiciens pensent que le voyage dans le temps vers le passé est impossible, mais il existe des solutions à un paradoxe temporel, tel que voyager entre univers parallèles ou points de branchement.
Le cerveau humain est équipé pour suivre le temps. Les noyaux suprachiasmatiques du cerveau sont la région responsable des rythmes quotidiens ou circadiens. Mais les neurotransmetteurs et les médicaments affectent la perception du temps. Les produits chimiques qui excitent les neurones afin qu'ils se déclenchent plus rapidement que le temps d'accélération normal, tandis que la diminution de la mise à feu des neurones ralentit la perception du temps. Fondamentalement, lorsque le temps semble s'accélérer, le cerveau distingue plus d'événements dans un intervalle. À cet égard, le temps semble vraiment voler quand on s'amuse.
Le temps semble ralentir en cas d'urgence ou de danger. Les scientifiques du Baylor College of Medicine à Houston disent que le cerveau ne s'accélère pas réellement, mais l'amygdale devient plus active. L'amygdale est la région du cerveau qui fait des souvenirs. À mesure que de nouveaux souvenirs se forment, le temps semble s'épuiser.
Le même phénomène explique pourquoi les personnes âgées semblent percevoir le temps comme se déplaçant plus rapidement que lorsqu'elles étaient plus jeunes. Les psychologues croient que le cerveau forme plus de souvenirs de nouvelles expériences que de celles familières. Comme moins de nouveaux souvenirs se construisent plus tard dans la vie, le temps semble passer plus rapidement.
En ce qui concerne l'univers, le temps a commencé. Le point de départ était il y a 13,799 milliards d'années lorsque le Big Bang eu lieu. Nous pouvons mesurer le rayonnement de fond cosmique sous forme de micro-ondes provenant du Big Bang, mais il n'y a aucun rayonnement d'origine antérieure. Un argument pour l'origine du temps est que s'il s'étendait à l'infini, le ciel nocturne serait rempli de lumière provenant d'étoiles plus anciennes.
Le temps se terminera-t-il? La réponse à cette question est inconnue. Si l'univers se développe pour toujours, le temps continuerait. Si un nouveau Big Bang se produit, notre échéance se termine et un nouveau commence. Dans les expériences de physique des particules, les particules aléatoires proviennent d'un vide, il semble donc peu probable que l'univers devienne statique ou intemporel. Seul le temps nous le dira.