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Le temps est un élément parfaitement intégré à notre expérience et à notre façon de penser. Nous passons beaucoup de temps à discuter du temps, mais jamais de ce qu’il est.
Et pour cause, il n’existe actuellement aucune définition pour qualifier ce qu’est exactement le temps. Le temps reste l’un des grands mystères de la physique.
Il fait parti de l’espace-temps, mais pourquoi est-il différent de l’espace ? Pourquoi s’écoule-t-il toujours dans la même direction ? Peut-on se déplacer dans le temps ? Pourquoi le temps existe-t-il ?
Toutes ces questions n’ont pas de réponses franches. Cependant, on peut considérer le temps comme une dimension, une direction dans laquelle nous pouvons nous déplacer. (voir notre article: Comment pouvons-nous détecter d’autres dimensions ?)
Dans notre vie de tous les jours, nous faisons usage du temps de manière continue. Mais ce temps, tel que nous l’employons, n’est qu’une mesure de celui-ci ; nous ne faisons que mesurer le temps. Or, cela ne nous aide pas à savoir ce que nous mesurons concrètement.
Toutes les questions concernant la nature du temps sont très profondes, et les réponses peuvent ébranler les fondements mêmes de la physique moderne.
En attendant des réponses concrètes, voici 9 faits étonnants que nous réserve le temps.
Rappelons qu’une journée est associée au mouvement de rotation de la Terre autour de son axe
Nous sommes familiarisés avec le fait qu’une journée, qui n’est autre que le mouvement de la Terre sur elle-même, s’effectue en toujours en 24h. Seulement, cette conviction est fausse.
En effet, le véritable laps de temps d’une rotation terrestre est de 23 heures, 56 minutes et quelque 4,2 secondes. Par ailleurs, il est nécessaire de préciser que cette durée peut être rallongée par l’attraction lunaire ou tout autre événement d’origine climatique.
Il y a 900 millions d’années, un jour ne durait que 18 heures. Et à l’avenir, notre journée fera 50 heures ! La faute à quoi ?
À l’aide d’horloges atomiques, nous sommes en mesure d’affirmer que la durée d’une journée s’allonge de 2 millisecondes par siècle.
En effet, au dévonien (- 400 millions d’années), une année comptait 400 jours. Seulement, 100 millions d’années plus tard, l’année avait déjà rétréci.
C’est un fait la Terre ralentie, et c’est la lune qui en est responsable. Dans un futur lointain, lorsque les renflements dus aux marées seront exactement alignés avec la Lune, les positions se figeront définitivement.
Ainsi, la Terre conservera alors sa forme allongée en permanence, et il n’y aura plus de marées. De plus, la durée du jour sera synchronisée avec la période orbitale de la Lune, soit environ 50 de nos jours actuels. De ce fait, les couchers de soleil se feront bien rares…Et comme la Terre tournera en même temps que la Lune, une moitié de la planète ne verra plus jamais notre satellite.
3/ Notre tête vieillit plus vite que nos pieds !
Chaque année c’est 16 millisecondes d’écart entre les montagnards et les habitants du littoral.
Cette affirmation peut paraître absurde, mais elle est véridique. En effet, selon la théorie de la relativité d’Albert Einstein, plus vous êtes proche du centre de la Terre plus le temps passe lentement.
Certes, cette différence reste insignifiante, mais elle a été vérifiée. Par conséquent, le temps dure plus longtemps pour les personnes vivant au bord de mer, qu’au sommet d’une montagne.
Chaque année c’est 16 millisecondes d’écart entre les montagnards et les habitants du littoral. Cependant, ne préparez pas vos valises pour autant, car la différence sur 100 ans, n’est que de 1,6 seconde.
4/ Le présent est une illusion.
Selon l’univers bloc, tous les moments (passé, présent et futur) existent au même moment.
Albert Einstein s’était exprimé un jour: « Pour nous physiciens, la distinction entre passé, présent et futur n’est qu’une illusion, aussi tenace soit-elle. »
Tout au long de sa vie de scientifique, Einstein a réfléchi aux conséquences philosophiques de ses propres travaux sur le temps.
Dès 1918, il opère un lien entre la théorie de la relativité et la conception de l’univers-bloc, d’après laquelle tous les moments du temps (passé, présent, futur) coexistent.
Le concept d’univers bloc désigne le temps, comme l’une des coordonnées nécessaires pour déterminer l’emplacement d’un objet dans cet Espace-temps.
Einstein développe également cette idée, en s’appuyant sur l’engagement déterministe de la physique, qui soutient dans son ensemble la théorie de l’univers-bloc.
5/ La lumière nous montre le passé.
Observer les étoiles revient à observer le passé.
La lumière du Soleil met 8 minutes et 20 secondes à nous atteindre, cela veut dire que tout ce que nous voyons n’est qu’une réflexion du passé.
Sur le même principe, pour voyager jusqu’à Mars, il faut à l’impulsion lumineuse 3 minutes et 2 secondes, lorsque la planète est à son point le plus rapproché de la Terre, soit 54,6 millions de kilomètres.
Autre exemple, la lumière de l’étoile la plus proche de nous, Proxima Centauri, met 4 années pour parvenir jusqu’à nous.
6/ Pourquoi le temps semble passer plus vite quand on vieillit ?
Chaque nouvelle expérience dans la vie semble plus longue que celles déjà expérimentées.
On appelle ça le « oddball effect » et c’est certainement une des raisons pour laquelle nous avons l’impression que le temps passe plus vite quand on prend de l’âge.
Le temps que nous percevons dépend des changements observés. L’esprit ressent le changement de temps lorsque l’image perçue change.
La raison est, qu’un cerveau jeune reçoit plus d’images et à une plus haute fréquence pendant une journée que le même cerveau plus âgé.
« oddball effect » est un phénomène perceptif par lequel des stimuli nouveaux ou inattendus entraînent des durées de temps perçues plus longues.
7/ Le temps et la vitesse sont liés.
L’écoulement du temps est lié à la vitesse.
Plus nous sommes rapides et plus le temps ralentit. Hypothétiquement, si nous pouvions faire un aller-retour Planète Terre jusqu’à l’étoile Sirius à 99% de la vitesse de la lumière, les gens sur Terre à notre retour auraient vieillit de 17 ans et nous? Nous avons seulement pris 2 ans et demi.
Autre exemple, si vous étiez un photon, une particule de lumière qui voyage évidemment à la vitesse de la lumière ; le temps serait figé. Du point de vue d’un photon, les distances sont contractées jusqu’à zéro dans le sens du mouvement, l’Univers apparaît en deux dimensions, sans temps, comme un plan.
8/ Le temps, une affaire de mesures
Si nous ramenions 13,8 milliards d’années sur une échelle de 24h00.
Selon notre connaissance actuelle du temps, l’espace existe depuis 13,8 milliards d’années.
Si nous comprimions ce temps en une année et en partant du principe que le Big Bang est arrivé le 1er janvier à 00:00:01 les dinosaures auraient peuplé notre planète du 25jusqu’à l’aube du 30 décembre.
L’homme moderne quant à lui, il ne fait son apparition que le 31 décembre à 23:48. À 23h59mn20s, il orne la grotte de Lascaux. Dans les secondes qui suivent, il invente l’agriculture.
À 23h59mn47s, il commence à écrire et à fondre les métaux. Deux secondes plus tard, il construit les grandes pyramides de Gizeh.
À 23h59mn55s, le christianisme apparaît et l’Empire romain est à son apogée. Une seconde plus tard, il chute et Mahomet naît, vit et meurt. Puis Charlemagne est sacré empereur et les croisades commencent. Il est 23h59mn58s et la guerre de Cent Ans fait rage, Constantinople est prise et Christophe Colomb découvre l’Amérique.
Au cours de l’ultime seconde de cette année cosmique, les peuples se révoltent contre leurs rois, deux guerres mondiales ont lieu, l’homme est assez avancé technologiquement pour aller sur la Lune, modifier le climat de sa planète… et retracer l’histoire du cosmos.
9/ Une minute et 61 secondes.
De temps à autres, nous sommes obligés de réajuster le temps.
Comme on l’a vu dans les faits précédents, les journées sur Terre s’allongent du à au ralentissement constant de la rotation terrestre.
Cela veut dire que périodiquement nos montres et autres appareils indiquant l’heure doivent s’adapter à ce phénomène, mais comment?
Le Service de Rotation internationale étudie en continu le ralentissement de la rotation terrestre et sait exactement à quel moment nous devons ajouter une seconde à nos montres.
La dernière fois que nous avons ajouté une seconde pour combler ce ralentissement c’était le 31 décembre 2016 à 23h59, la prochaine reste à être déterminée.
Ce qu’il faut retenir sur le temps selon la relativité d’Einstein.
Environ dix ans avant de découvrir la théorie de la relativité générale, Einstein avait déjà compris que le temps et l’espace ne sont pas deux entités séparées, mais plutôt deux aspects d’une même entité. Cette découverte porte le nom de relativité restreinte.
L‘illustration la plus frappante de la relativité du temps est appelée le paradoxe des jumeaux. Deux jumeaux voyagent à grande vitesse en s’éloignant l’un de l’autre, et lorsqu’ils se retrouvent ils ont des âges différents.
On parle de paradoxe, mais il ne s’agit pas d’un paradoxe. C’est simplement une conséquence de la façon dont le monde est structuré. Le seul aspect paradoxal est que nous n’avons pas l’habitude d’observer ces phénomènes et qu’ils nous paraissent donc étranges. Mais c’est ainsi.
Le temps devient encore plus variable avec la théorie de la relativité générale. Un champ gravitationnel plus fort (au voisinage de la Terre, ou du Soleil, par exemple) fait fonctionner les horloges plus lentement.
Tout cela pour dire que nous ne devons pas penser au temps comme s’il existait une horloge cosmique rythmant la vie de l’univers. Nous devons y penser comme à quelque chose de local : chaque objet dans l’univers possède son propre temps. (voir notre article: Que savons-nous du temps, et s’il n’était qu’une illusion )