Les scientifiques proposent un "univers miroir" où le temps est inversé

Une nouvelle semaine et une nouvelle hypothèse qui sort des sentiers battus dans la physique théorique. Le Big Bang a pu créer un second univers, miroir du nôtre où le temps se déplace dans la direction opposée. En gros, il retourne de l’avant vers l’arrière.


Une hypothèse selon laquelle on aurait un "univers miroir" dans lequel le temps s'écoulerait vers l'arrière

Basiquement, si on regarde dans cet univers miroir, nous verrons le temps qui va du futur vers le passé, mais de la perspective de notre univers, ce serait notre temps qui semblerait s’écouler vers l’arrière. Le temps n’est pas quelque chose qui pré-existe selon Julian Barbour de l’université d’Oxford. La direction et le flux du temps doivent être déduits par ce qui se passe dans notre univers. Quand nous le regardons de cette manière, alors il est normal de dire que le temps commence à un point central et qu’il s’écoule dans des directions opposées.

Depuis des décennies, les physiciens sont confrontés au fait qu’aucune des lois fondamentales de la ne stipule que le temps va forcément de l’avant. Que ce soit la gravitation de Newton, l’électrodynamique de Maxwell, la relativité restreinte et générale d’Einstein ou la mécanique quantique, toutes les équations fonctionnent si le temps s’écoule vers l’avant, mais aussi en arrière.

En 1927, un astrophysicien britannique, Arthur Eddington, a proposé qu’il existe une flèche du temps qui agit comme une propriété fondamentale de la physique qu’on connait comme la thermodynamique. La seconde loi de la thermodynamique stipule que dans n’importe quel système isolé, tel que notre univers, l’entropie (le désordre) doit augmenter indépendamment du fait que le temps puisse s’écouler vers l’avant ou vers l’arrière. Les choses doivent toujours évoluer vers une entropie de plus en plus élevée.

Notre version de l’univers et sa flèche du temps thermodynamique sont que lorsque le Big Bang s’est produit, notre univers a commencé comme un oeuf, avec un ordre très élevé et une faible entropie. Mais rapidement, l’oeuf s’est cassé et il a été fractionné à des niveaux inimaginables et chaque chose a évolué dans un état très élevé d’entropie ou de chaos. Le problème avec ce concept est qu’il ne permet pas au temps de revenir en arrière qui est censé être possible par les lois fondamentales de la physique. Vous ne pouvez pas avoir un oeuf qui retourne en arrière pour qu’il redevienne un oeuf parfaitement intact.

En analysant tout l’univers, nous définissons le futur comme une direction du temps dans laquelle l’entropie augmente. En étudiant le mouvement des galaxies lointaines, nous pouvons prédire l’évolution du cosmos. Ou nous pouvons remonter le temps jusqu’au Big Bang où l’univers avait une faible entropie. Et si on retourne suffisamment en arrière, alors on fait face à une énigme cosmologique. On ne peut pas déterminer si c’est le Big Bang qui a commencé le temps, mais si c’est le cas, alors pourquoi avait-il une faible entropie ? Et si le Big Bang n’avait pas commencé le temps, alors on veut toujours savoir comment un univers éternel a pu atteindre une faible entropie qui aurait permis la formation de la flèche du temps.

Julian Barbour et ses collègues ont publié un papier en 2014 arguant que cette flèche du temps est gouvernée par la gravitation plutôt que par la thermodynamique. Publiés dans Physical Review Letters, les travaux décrivent une simulation informatique de 1 000 particules qui étaient gouvernées par la gravitation de Newton qui est la simulation la plus simple de l’univers. Ils ont découvert que, grâce à la gravité, les particules ont évolué pour avoir la distance la plus proche les unes par rapport aux autres qu’ils ont appelées le point de Janus. Les particules pouvaient aller de l’avant ou vers l’arrière et cela signifie que le temps peut aller vers l’avant ou vers l’arrière dans un multivers donné.

Quand les particules s’étendent vers l’avant, elles le font dans 2 directions temporelles. Barbour et ses collègues ont créé un modèle d’univers très simplifié composé de 1 000 particules qui montre cette double expansion avec la gravitation qui crée la structure dans les 2 directions.

C’est la plus simple des choses. Vous commencez avec un point central de Janus où le mouvement est chaotique, comme la notion grecque du chaos primordial, mais dans les 2 directions et vous avez la formation de la structure. Si l’hypothèse est vraie, alors il y a un autre univers sur l’autre côté du Big Bang dans lequel le temps est opposé au nôtre. Cela pourrait être une hypothèse excentrique de plus dans la physique théorique, mais 2 autres physiciens, Sean Carroll du California Institute of Technology et Alan Guth du MIT, sont parvenus à des résultats similaires (article en accès payant) en utilisant un différent modèle de particules. Dans ce modèle, ils ont créé un nuage fini de particules et ils l’ont mis dans un univers infini. Rapidement, 2 flèches du temps ont émergé spontanément et la première moitié a évolué vers une entropie en augmentation, mais l’autre moitié s’est rassemblée dans le centre avec une faible entropie avant de passer à travers et de revenir vers la flèche avec l’entropie en augmentation. Le nuage s’étend et l’entropie évolue en tandem.

Cette hypothèse postule que le Big Bang n’est pas le commencement du temps, mais juste un état très faible de l’entropie ou du chaos. Carroll et Guth n’ont pas encore publié leurs résultats, et ils admettent qu’il y a beaucoup de failles dans leurs raisonnements. Mais quand on voit la similarité des conclusions avec les travaux de Barbour, on peut penser qu’il y a autre chose que de dire simplement : Notre univers a été créé au commencement du temps.

 

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Jacqueline Charpentier

Ayant fait une formation en chimie, il est normal que je me sois retrouvée dans une entreprise d'emballage. Désormais, je publie sur des médias, des blogs et des magazines pour vulgariser l'actualité scientifique et celle de la santé.

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