Et si on partait pour un voyage dans le temps avec des théories intéressantes

Le mercredi 21 octobre 2015 approche à grands pas ! Vous aurez tous deviné la référence à Retour vers le futur 2 où Doc et Marty, après avoir sauvé le passé, partent dans le futur. C’est le voyage dans le temps qui va nous intéresser dans cet article. En effet, il est un peu le grand rêve de tout le monde. Il a été abordé dans de très nombreux films comme récemment le film Interstellar qui exploite certains effets de la gravitation extrême (ou dans la série Doctor Who d'après ce que j'ai entendu dans The Big Bang Theory). Mais si théoriquement, il est possible, il nécessite pas loin d’une dizaine de dimensions pour Einstein. A-t-il été réalisé en pratique ?

Avant de tenter d'y répondre, je tiens à signaler que c'est une théorie extrêmement complexe dont probablement personne ne saisit tout ici ! Je m'efforce donc d'être le plus précis possible et, surtout, le plus juste possible !

La réponse est OUI ! Et pas qu’une fois !

Je vous vois derrière vos écrans avec les yeux écarquillés cherchant votre doudoune orange et les clés de la Delorean de papa ! Mais, comme les effets du voyage dans le temps sont corrigés, beaucoup de gens l’ignorent. Pourtant on côtoie cette technologie à chaque fois que l’on lance notre appli Google Maps sur notre smartphone. C’est le GPS !

Cela me permet d’introduire l’une des théories qui rend le voyage dans le temps possible. Elle est liée à la vitesse. En effet, plus on se rapproche du temps de la vitesse de la lumière plus le temps se dilate, d’après la relativité restreinte d’Einstein. Pour les satellites géostationnaires, qui sont utilisés pour le GPS, ben sûr, cette différence est minime, mais elle existe. Si jamais elle n’était pas corrigée pour concorder aux horloges terrestres il serait impossible d’arriver à géolocaliser un utilisateur. Mais prenons plutôt un exemple plus significatif. Imaginons, par exemple, Nicolas (toute référence à un des rédacteurs de Hitek serait fortuite), astronaute d’un jour, qui déciderait de voyager dans l’espace pendant un an à, disons, 50% de la vitesse de la lumière. A son retour, le temps qui se serait écoulé sur Terre serait d'un an et deux mois ! Bien évidemment, plus on se rapproche de la vitesse de la lumière plus cet écart, donné avec le facteur de Lorentz, augmente (et ce de façon non-linéaire). De la même façon, au CERN, des particules accélérées voient leur durée de vie augmentée.

Une autre manière de voyager dans le temps

Une autre méthode analogue à celle de la vitesse existe. Elle est liée à la gravitation. Ou plutôt la gravitation extrême telle qu’on peut la trouver à proximité d’un corps super massif comme un trou noir. Cette fois, l'espace-temps se déforme de la même façon qu'un tissu élastique sur lequel on placerait une bille de masse importante. On retrouve une forme en entonnoir. Là encore, le temps va se ralentir à mesure que vous vous rapprochez du corps de masse importante jusqu'à atteindre un point que l'on appelle rayon de Schwarzschild (ou horizon d'un trou noir) où on aura l'impression que le temps est figé. Attention, ceci ne se passe bien sûr qu'aux abords des trous noirs qui auront fini de vous tuer dû à la gravitation bien avant que vous n'ayez atteint ce point ! De la même façon une horloge atomique ne verra pas le temps s'écouler de la même façon à côté des pyramides de Gizeh qu'en plein milieu de la Creuse.

Des méthodes théoriques mais difficilement réalisables

Comme vous l’aurez peut-être remarqué, le voyage dans le temps évoqué précédemment est un voyage vers le futur ! Pour cause, très peu de théories sur le sujet autorisent un voyage rétrograde (avec la conception linéaire qu’a la majorité de la communauté scientifique) ce qui implique un nombre incroyable de paradoxes temporels dont les illustrations sont parfois tirées par les cheveux.

Il y a aussi la méthode plutôt populaire chez le grand public des trous de ver. C’est comme tricher dans une course de voiture en utilisant un raccourci. En effet, rien ne sert d’atteindre des vitesses proches de la célérité de la lumière, seul le fait d’arriver avant elle importe. Le trou de ver permet donc de relier deux points de l’espace-temps distant de plusieurs années lumières, mais arriver à en emprunter un est une autre paire de manche. Bien qu’en théorie cela est possible, en pratique les trous de ver ont une dimension infinitésimale et leur donner une taille suffisante pour l’emprunter nécessiterait plus d’énergie que nous sommes capable d'en produire (et ce même si on était capable d'exploiter quasiment la totalité de l'énergie du système solaire). Finalement, les trous de ver, en plus d'aller plus vite que la lumière, permettent de parcourir de grandes distances avec un minimum d'efforts. De plus, un trou noir pourrait être considéré comme un (demi) trou de ver, mais l'autre côté (du pont dit d'Einstein-Rosen) est inatteignable à cause de la singularité en son cœur.

Pour cette dernière théorie, qui est peut-être la plus folle, mais qui autorise le voyage dans les deux sens, nous allons parler de la méthode du cylindre de Tipler. C'est une théorie développée dans un article nommé "Cylindres en rotation et possibilité d’une violation globale de la causalité" par le physicien américain Frank Tipler. Mais ça on s'en fout un peu, venons en aux faits ! Il y propose une machine à voyager dans le temps qui serait composé d'un énorme cylindre en rotation (oui c'est dans le titre) qui permet le voyage dans le temps de sa création jusqu'à sa destruction. Là où sa théorie est intéressante c'est qu'elle est en accord complet avec les équations théoriques ! De plus, on pense, d'après la théorie, que de telles machines naturelles existeraient sous forme de cordes infinies, ce qui permettrait de remonter encore plus loin dans le temps. Il est donc possible en théorie d'en trouver mais là encore, ne nous leurrons pas, ça va être chaud de trouver ça à la quincaillerie du coin (entre Jupiter et Saturne !).

Mais concrètement comment ça marche ? Alors, le cylindre de Tipler a pour but de créer une singularité dite "nue". C'est un peu comme pour un trou noir, mais la matière ne s'y effondre pas ! C'est comme si on avait tous les avantages d'un trou noir (une rotation rapide et un fort champ gravitationnel), mais pas les inconvénients (principalement la matière qui s'effondre). Pour revenir à l'aspect pratique, je ne m'avance pas trop en affirmant qu'on en verra pas un de sitôt ! Il faudrait, en effet, un cylindre de 100 km de long et 10 à 20 km de diamètre, une masse proche de celle du soleil (1,989 10³⁰ kg) avec la densité d'une étoile à neutron, et que le tout tourne à la moitié de la vitesse de la lumière ! 

Finalement, le voyage dans le temps au sens strict du terme est possible, mais peu satisfaisant ! En effet, il cause plus de problèmes qu'il n'est utile. Bien entendu cette question, au même titre que la matière noire ou la théorie des cordes, passionne tout le monde. Evidemment, la théorie est très complexe et nécessite plus que les quelques lignes de cet article, mais les plus curieux iront creuser (Rappel: GOOGLE est ton ami!). D'autres théories existent telle que le voyage rétrograde de David Deutsch qui fait étrangement penser à l'Animus d'Assasin's Creed !