Une étude récente propose une idée fascinante : et si le temps n’était pas une dimension fondamentale de l’Univers, mais plutôt une illusion résultant de la physique quantique ? Ce concept pourrait ouvrir de nouvelles perspectives sur notre compréhension de la physique. L’intrication quantique, qui relie deux particules de manière mystérieuse, pourrait être la clé pour comprendre l’émergence du temps tel que nous le percevons.
L’énigme du temps en physique
Le temps représente un sujet fascinant pour les physiciens. Nos deux principales théories, la mécanique quantique et la relativité générale, semblent en effet incompatibles dans leur approche de cette question. Dans la mécanique quantique, qui décrit le comportement des particules à l’échelle microscopique, le temps est souvent vu comme un élément fixe qui s’écoule linéairement du passé vers le présent. Cependant, il n’est pas intrinsèquement lié aux particules elles-mêmes. Il est plutôt mesuré par des événements externes, comme le mouvement des aiguilles d’une horloge.
La relativité générale, formulée par Einstein, offre quant à elle une vision très différente. Le temps y est une dimension fondamentale, intimement connectée à l’espace. Cette connexion signifie que le temps peut être déformé par des phénomènes comme la gravité ou la vitesse. Par exemple, le temps s’écoule différemment pour un astronaute voyageant à grande vitesse dans l’espace par rapport à une personne sur Terre.
Cette dualité entre la mécanique quantique et la relativité générale crée une impasse dans notre quête d’une « théorie de tout » qui unifierait ces concepts. Pour tenter de lever cette impasse, une équipe de chercheurs dirigée par Alessandro Coppo, un physicien du Conseil national de la recherche d’Italie, s’est intéressée à une idée développée dans les années 1980 : le mécanisme de Page et Wootters.
Cette théorie fascinante propose une vision radicalement nouvelle du temps : au lieu de le considérer comme une dimension fondamentale et fixe de notre Univers, elle suggère qu’il pourrait émerger des relations entre des particules quantiques. En d’autres termes, le temps pourrait être le produit des interactions entre systèmes quantiques intriqués plutôt qu’une entité indépendante.
Une conséquence de l’intrication quantique
Pour explorer cette idée, une équipe de chercheurs a étudié deux états quantiques intriqués. Ils ont utilisé un oscillateur harmonique, qui peut être imaginé comme un ressort qui vibre, et un groupe de minuscules aimants qui agissent comme une sorte d’horloge.
Les résultats de leurs travaux ont révélé que ce système pouvait être décrit par l’équation de Schrödinger qui est essentielle en mécanique quantique pour prédire le comportement des particules. Cependant, au lieu d’utiliser le temps comme une variable dans cette équation, l’écoulement du temps était déterminé par l’état des minuscules aimants. Cela signifie qu’il pourrait dépendre des relations quantiques entre ces particules, suggérant que même dans des systèmes à grande échelle, le temps pourrait encore émerger de l’intrication quantique.
Certains scientifiques, comme Vlatko Vedral de l’Université d’Oxford, restent toutefois prudents. Bien que cette approche soit mathématiquement séduisante, elle n’a pas encore conduit à des résultats qui pourraient être testés dans des expériences concrètes. Le défi consiste à transformer cette théorie en un cadre expérimental qui nous permettrait d’explorer ces concepts plus en profondeur et de valider ou non ces idées.
L’exploration de ces concepts pourrait potentiellement révolutionner notre compréhension du temps et du cosmos. Au lieu de le voir comme quelque chose d’extérieur et d’inhérent à l’Univers, il serait peut-être plus pertinent de l’examiner à travers nos propres expériences quotidiennes, ce qui pourrait offrir de nouvelles perspectives sur la nature du temps et de la réalité elle-même.
