Des physiciens affirment avoir trouvé un modèle mathématique pour une machine à remonter le temps viable

Des physiciens ont mis au point ce qu’ils prétendent être un modèle mathématique d’une “machine à remonter le temps” théorique, une boîte qui peut se déplacer en avant et en arrière dans le temps et l’espace.

L’astuce, disent-ils, consiste à utiliser la courbure de l’espace-temps dans l’Univers pour plier le temps en un cercle pour d’hypothétiques passagers assis dans la boîte, et ce cercle leur permet de sauter dans le futur et le passé.

“Les gens pensent que le voyage dans le temps est une fiction. Et nous avons tendance à penser que ce n’est pas possible parce que nous ne le faisons pas réellement”, a déclaré le physicien théorique et mathématicien Ben Tippett, de l’université de Colombie-Britannique au Canada.

“Mais, mathématiquement, c’est possible”

Avec David Tsang, astrophysicien à l’université du Maryland, Ben Tippett a utilisé la théorie de la relativité générale d’Einstein pour élaborer un modèle mathématique de ce qu’ils appellent un domaine rétrograde acausal traçable dans l’espace-temps (oui, l’acronyme est littéralement TARDIS).

Mais avant d’entrer dans la folie du voyage dans le temps, remettons rapidement les choses en perspective : les chercheurs ne prétendent pas disposer d’un plan pour une machine à voyager dans le temps de type Doctor Who-qui pourrait être construite demain.

Ils affirment que les matériaux nécessaires à sa construction sont si exotiques que nous ne les avons même pas encore découverts… mais nous y reviendrons dans une minute.

Tout d’abord, parlons de ce que Tippett et Tsang proposent réellement.

Le modèle est basé sur l’idée qu’au lieu de regarder l’Univers en trois dimensions spatiales, avec la quatrième dimension (le temps) séparée, nous devrions imaginer ces quatre dimensions simultanément.

Cela nous permet d’envisager la possibilité d’un continuum espace-temps, où les différentes directions de l’espace et du temps sont toutes reliées au sein du tissu courbe de l’Univers.

La théorie de la relativité d’Einstein lie les effets gravitationnels dans l’Univers à une courbure de l’espace-temps – le phénomène que l’on pense être à l’origine des orbites elliptiques des planètes et des étoiles.

Si l’espace-temps était “plat” ou non courbé, les planètes se déplaceraient en ligne droite, mais selon la relativité, la géométrie de l’espace-temps se courbe à proximité des objets de grande masse, ce qui amène les planètes à dévier leur trajectoire et à tourner autour de leur étoile.

Tippett et Tsang soutiennent que l’espace physique n’est pas le seul à pouvoir être courbé et tordu dans l’Univers : le temps lui-même peut également être courbé à proximité d’objets de grande masse.

“La direction temporelle de la surface de l’espace-temps présente également une courbure. Il existe des preuves montrant que plus on se rapproche d’un trou noir, plus le temps se déplace lentement”, a déclaré Tippett.

“Mon modèle de machine à remonter le temps utilise l’espace-temps courbé pour plier le temps en un cercle pour les passagers, et non en une ligne droite. Ce cercle nous fait remonter le temps.”

Afin d’exploiter cette propriété théorique, les physiciens proposent de créer une sorte de “bulle” de géométrie spatio-temporelle, qui transporte ce qui se trouve à l’intérieur à travers l’espace et le temps le long d’une grande trajectoire circulaire.

Si cette bulle peut atteindre des vitesses supérieures à celle de la lumière – ce qui, selon les deux physiciens, est mathématiquement possible – cela lui permettrait de se déplacer dans le passé.

“C’est une boîte qui voyage “en avant” puis “en arrière” dans le temps le long d’une trajectoire circulaire à travers l’espace-temps”, expliquent les chercheurs dans leur article de 2017.

“Des observateurs externes ravis seraient en mesure de regarder les voyageurs temporels à l’intérieur de la boîte évoluer à rebours dans le temps : décoller les œufs et séparer la crème de leur café.”

Vous pouvez voir l’idée de base dans l’image ci-dessous, avec un passager à l’intérieur de la bulle/machine à remonter le temps (personne A), et un observateur externe debout à côté (personne B).

La flèche du temps – qui, dans des circonstances normales (dans notre Univers, du moins), pointe toujours vers l’avant, faisant du passé un présent – est représentée par les flèches noires :

B. K. Tippett et. al.

Les chercheurs expliquent que la personne A et la personne B vivront le temps de manière radicalement différente :

“À l’intérieur de la bulle, A verra les événements de B évoluer périodiquement, puis s’inverser. À l’extérieur de la bulle, l’observateur B verra deux versions de A émerger du même endroit : les aiguilles de l’horloge de l’une tourneront dans le sens des aiguilles d’une montre, l’autre dans le sens inverse.”

En d’autres termes, l’observateur extérieur verrait deux versions des objets à l’intérieur de la machine à remonter le temps : une version évoluant en avant dans le temps, l’autre en arrière.

Bien que Tippett et Tsang affirment que les mathématiques sont bonnes, le problème actuel est que nous ne disposons pas des bons matériaux pour construire ce qu’ils proposent.

“Bien que cela soit mathématiquement faisable, il n’est pas encore possible de construire une machine spatio-temporelle car nous avons besoin de matériaux – que nous appelons matière exotique – pour courber l’espace-temps de ces manières impossibles, mais ils n’ont pas encore été découverts”, a déclaré Tippett.

Leur idée rappelle une autre machine à voyager dans le temps théorique, le moteur d’Alcubierre, qui utiliserait également une enveloppe de matière exotique pour transporter des passagers dans le temps et l’espace (hypothétiquement).

Les deux idées ne peuvent pas aller très loin sans une idée de la manière de produire réellement ces matériaux de flexion spatio-temporelle, mais comme le souligne Tippett, nous ne cesserons jamais de nous interroger sur les possibilités de voyage dans le temps, et ce n’est qu’une direction supplémentaire que nous pouvons prendre pour cette physique qui dépasse l’entendement.

“L’étude de l’espace-temps est à la fois fascinante et problématique”, a-t-il déclaré.

“Les experts de mon domaine explorent la possibilité de machines à voyager dans le temps mathématiques depuis 1949, et ma recherche présente une nouvelle méthode pour le faire.”

La recherche a été publiée dans Classical and Quantum Gravity.

Une version de cet article a été publiée pour la première fois en avril 2017.