Comment savons-nous que le temps existe?

Notre alarme sonne le matin. On saute dans le train du matin pour se rendre au bureau. On prend une pause-déjeuner. On prend le train du retour le soir. On fait un jogging d’une heure. On mange le dîner. On va au lit. On recommence. On fête les anniversaires et on commémore les décès. De nouveaux pays voient le jour, des empires naissent et puis s’effondrent. L’existence tout entière de l’homme est liée par les chaînes du temps qui passe.

Mais ces chaînes sont invisibles et impalpables. Alors, comment savons-nous qu’elles existent vraiment?

«En physique, il y a ce que nous appelons l’idée d’un “temps absolu”, qui permet de décrire différents changements comme des séquences d’événements», explique Kazuya Koyama. «Nous utilisons la physique newtonienne pour décrire le mouvement des choses, et le temps est en une composante essentielle.»

À ce jour, la pensée de la temporalité newtonienne classique, qui veut que le temps soit constant dans l’univers, constitue toujours une bonne approximation de la manière dont les êtres humains ressentent le temps au quotidien. Nous ressentons tous le temps de la même manière et nous synchronisons tous nos horloges de la même manière, où que nous soyons dans le monde, que ce soit à Londres, à Tokyo ou à Buenos Aires.Les physiciens se sont toutefois rendu compte que le temps pouvait évoluer de différentes manières et qu’il n’était pas aussi constant que le pensait Newton. «Lorsque l’on parle du temps, on doit également penser à l’espace, ils forment un tout», explique-t-il. «L’un est indissociable de l’autre, et la manière dont un objet se déplace dans l’espace détermine la manière dont il ressent le temps.»

En bref, votre expérience du temps dépend de votre vélocité dans l’espace en tant qu’observateur, comme l’énonce la relativité restreinte d’Einstein, une théorie de l’influence de la vitesse sur la masse, le temps et l’espace.

En outre, selon la théorie de la relativité générale d’Einstein, la gravité d’un objet de grande taille peut influencer la vitesse du temps qui passe. Depuis lors, de nombreuses expériences ont prouvé le bien-fondé de cette théorie. Les physiciens ont même découvert que les trous noirs enveloppent l’espace-temps qui les entoure grâce à leurs immenses champs gravitationnels. Soutenu par le Conseil européen de la recherche, Kazuya Koyama poursuit son raisonnement.

«Un exemple qui permet de bien appréhender ce phénomène est le GPS et son fonctionnement», précise-t-il. «Le GPS fonctionne grâce à un réseau de satellites en orbite autour de la Terre. Ces satellites évoluent à très haute altitude et la force de gravité à laquelle ils sont soumise est donc plus faible. Le temps devrait donc passer plus rapidement pour eux que pour nous, qui nous trouvons à la surface de la planète où la force de gravité est plus forte. En se déplaçant à de très grandes vitesses autour de la planète, les satellites ralentissent le passage du temps, ce qui compense l’absence de gravité.»

Il est essentiel de comprendre ces deux effets et leur influence réciproque pour assurer le bon fonctionnement du réseau GPS mondial. Une théorie du temps cohérente qui explique le mouvement des objets est une composante cruciale à cet égard. Les horloges ne nous racontent pas des histoires: le temps existe en dehors de notre propre perception.Il fallait poser à Kazuya Koyama, professeur de cosmologie à l’Université de Portsmouth et personne la mieux placée pour nous éclairer, la question qui nous brûle tous les lèvres: serait-il un jour possible de voyager dans le temps.

«Désolé de vous décevoir, mais pour que le voyage dans le temps soit un jour possible, nous devons découvrir un type de matière complètement nouveau qui a le pouvoir de changer la courbure du temps et de l’espace», déclare Kazuya Koyama. «Une matière de ce type devrait être dotée de propriétés qui n’existent tout simplement pas dans la nature. Nous, physiciens, avons la ferme conviction que remonter dans le temps est impossible, même si cela fait plaisir de se l’imaginer.»

Cliquez ici pour en savoir plus sur les recherches de Kazuya Koyama: Remettre en question la théorie de la relativité générale