Les Mystères du Temps

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Dans quel monde vivons-nous ? Le temps et l’espace, ces deux paramètres qui régissent toute la structure de nos vies, sont-ils constants ?

En 1905, Einstein a publié une théorie qui a bouleversé la physique de l’époque. Selon lui, l’espace peut se contracter et le temps peut ralentir, constituant ainsi un monde en apparence inaccessible et pourtant à portée de main.

Einstein a développé donc sa théorie sur un principe suggérant que la vitesse ne dépend pas seulement de l’objet en mouvement mais aussi des mouvements de l’observateur. Si on avance à la même vitesse que l’objet, l’objet devient immobile. D’autre part, la lumière a une vitesse constante, les rayons de lumière devraient toujours avoir la même vitesse, pourtant si on pouvait se déplacer rapidement, la vitesse de la lumière deviendrait plus petite. Elle n’aurait donc pas une valeur absolue ?

Si la vitesse de la lumière est toujours constante, il ne serait pas possible que deux observateurs exerçant des mouvements différents enregistrent des vitesses différentes et donc des distances différentes. En effet, la distance parcourue par la lumière doit être la même quelque soit sa vitesse car, quelques soient les circonstances, les photons se déplacent à la même vitesse. Cela entraîne alors un problème : si la vitesse est constante, alors les deux autres paramètres, à savoir le temps et la distance, doivent se comporter différemment... et si cette constance de la nature n’était pas aussi exacte qu’on ce qu’on a cru jusque là ?

Remettre en cause le caractère absolu du temps et de l’espace est très osé de la part d’Einstein. On pense d’abord que le temps est uniquement ce que peut mesurer une horloge ; une particule de lumière qui fait des va-et-vient entre deux miroirs se comporte aussi comme une horloge. C’est donc en utilisant le déplacement de la lumière qu’on détermine des distances. En effet, en fonction de la vitesse nécessaire pour qu’une particule de lumière fasse l’aller-retour entre un point A et un poin B, on peut déduire la distance entre ces deux points. C’est ce principe qui est utilisé pour faire des calculs de distance entre les planètes, comme la distance Terre-Lune par exemple.

Mais ! Un astronaute en mouvement peut observer la distance de façon différente dans l’espace bien que la lumière ne peut avoir qu’une seule vitesse. De plus, le temps s’écoule plus lentement, ce qui veut dire que le temps se dilate lorsqu’on va à grande vitesse ! Le mouvement provoque un ralentissement du temps ! Des horloges en mouvement fonctionnent plus lentement que des horloges stationnaires.

Un de ces instruments de précision dans la mesure du temps a été installé dans le cadre d’une expérience physique dans eun avion qui vole pendant plusieurs heures tant dis que la même horloge est restée sur Terre. Au résultat de l’expérience, on constate une infime différence (de quelques nano-secondes) mais ça reste tout de même une différence bien réelle, due à la vitesse de l’avion.

Tous les processus d’un objet en mouvement sont affectés par la dilatation du temps. Le corps humain par exemple fonctionne plus lentement, le sable d’un sablier antique s’écoule plus lentement, la parole est plus lente et le processus de vieillissement est ralentit ! Les objets se contractent dans la direction du mouvement. Voici donc la découverte étrange et absurde à laquelle on arrive : les objets en mouvement se contractent. Mais alors, que se passe-t-il à leur retour sur Terre ?

Après un an de voyage dans l’espace, les astronautes vieillissent d’un an alors que ceux restés sur Terre auront vieilli de 20 ans ; leur vaisseau serait donc devenu un instrument de voyage dans le temps. En revenant sur Terre, ils arrivent dans le futur où tout le monde est plus vieux. Nos vitesses dans la vie quotidienne sont beaucoup trop faibles pour que l’on voit la différence. Il faudrait atteindre une vitesse qui représente au moins 10% de la vitesse de la lumière pour pouvoir voir réellement et observer le phénomène de nos propres yeux.

Un deuxième lien étrange se fait entre la vitesse et la masse. On remarque que plus un corps se déplace rapidement, plus sa masse augmente ! C’est la troisième découverte étrange d’Einstein. La masse n’est donc rien d’autre qu’une énergie sous une certaine forme, une énergie qu’on peut calculer mathématiquement par la formule E= mc2. La formule la plus célèbre de tous les temps !

Constatons donc une déduction encore plus étonnante : Si on suit le raisonnement d’Einstein : le temps ralentit quand la vitesse augmente. Plus on se rapproche de la vitesse de la lumière, plus le temps ralentit. Logiquement, ça voudrait dire que si on atteint la vitesse de la lumière, le temps devrait donc s’arrêter ! ... Et théoriquement, si on va plus vite que la vitesse de la lumière... le temps recule ? Il est donc possible théoriquement de faire des voyages dans le temps, aussi bien dans le futur (cas des astronautes qui font un voyage dans l’espace pendant 1 an) et dans le passé (à condition de dépasser la vitesse de la lumière !).

Einstein n’en fini pas de bouleverser les principes de nos vies... il ne reste plus qu’à attendre de les mettre en application !

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Complément : Einstein



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