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Est-ce que le temps voyage dans une direction à cause de l'entropie ? Ou est-ce que l'entropie est simplement le résultat du temps qui passe dans une direction ? L'entropie est-elle la cause ou l'effet ?

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On ne peut pas s'imaginer ce qu'est en réalité le temps. Car si on le pouvait, vis à vis de quoi nous rendrions compte de sa nature ? Le temps n'est semblable à rien d'autre.

On dit qu'il “passe”. Mais aucune dimension ne “passe" ! Sinon par rapport à quoi passerait-elle ? Le temps est ce dans quoi les évènements (physiques) “se” passent. Donc ce sont bien eux qui passent, dans le temps, et non pas le temps lui-même qui passe !

Et d'ailleurs, nous avons depuis Einstein plein d'équations qui nous montrent que le temps et l'espace sont liés d'une drôle de façon : l'un semble se “transvaser” dans l'autre puisque quand on est immobile “on se déplace” dans le temps, et quand on se déplace dans l'espace on ressent moins le temps car il passe moins vite pour nous du point de vue de l'univers, et de notre point de vue l'univers change de forme il semble se contracter dans la direction d'avance, de sorte que les distances diminuent quand la vitesse augmente.

Or, comment pourraient-ils se transvaser l'un en l'autre s'ils n'étaient pas de même nature ? Par exemple, nous avions initialement une théorie pour le magnétisme et une théorie pour les phénomènes électriques. Aujourd'hui on a unifié les 2 quand on a compris que ce n'était en réalité que 2 aspects différents d'un seul et même phénomène, phénomène qu'on appelle aujourd'hui “électromagnétique”, en un seul mot.

Et bien Einstein a fait de même avec l'espace et le temps et la réalité sous-jacente a été appelée “espace-temps”, et nous avons depuis un siècle prouvé mainte et mainte fois que ces théories étaient justes. Et pourtant, nous ne semblont pas réussir à appeler cet étrange phénomène d'un seul mot.

Les champs électrique et magnétique sont d'ailleurs orthogonaux l'un à l'autre, si bien qu'on ne comprend pas trop pourquoi le temps pour être orthogonal à l'espace, n'est pas lui-même un objet à 3 dimensions. Hawking lui-même a proposé de considérer une nouvelle dimension temporelle qu'il appelle “temps imaginaire” (il l'a encore rappelé juste avant sa mort) afin de résoudre quelques problèmes de la mécanique quantique et de justifier de certains phénomènes proches du Big Bang. Dans mon analogie, il faudrait non pas seulement un nouvel axe temporel mais bien un objet à 2 dimensions, c'est à dire un “plan imaginaire”, pour que fonctionne le parallèle avec l'électromagnétisme.

L'espace-temps est ce dans quoi nous évoluons, l'entropie est le résultat de la dissipation des phénomènes (une cause ici “informe” le reste de l'univers en partant dans toutes les directions possibles), “tout se mélange” vers le futur et non pas vers le passé. La causalité est la direction de ce mélange, donc je dirais que c'est l'entropie qui donne une flèche au temps, je rejoins Étienne Klein sur ce point, mais il ne répond pas à la question de ce qui fait “avancer le temps”. Personne ne le fait (David Eagleman a beaucoup étudié cette question mais n'a lui non plus pas pu conclure, sous l'angle des neurosciences sa série “The Brain” sur PBS raconte cette histoire et bien d'autres)

Si j'avais de la crédibilité à perdre je répondrais ici et maintenant à cette question. Mais sans démonstration, la réponse ne serait d'aucun intérêt. D'autant plus qu'il m'a fallu des milliers de pages pour la trouver, et que ça implique plusieurs centaines d'autres sujets, tous reliés. Ma réponse complète sera publiée sous le nom “Infinitely Many”, livre(s) à paraître.

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