par Stéphane Durand
1. Le choc quantique (capsule 13):
Voir la rubrique Le choc quantique.
2. Les mondes multiples (capsules 14 et 15):
Attention, il faut aussi absolument écouter la capsule 15 (qui dure 1 minute!) et qui précise la capsule 14.
Voir la rubrique Les mondes multiples.
3. Objections communes aux voyages dans le passé
A) Pourquoi ne sommes-nous pas visités par des touristes du futur?
Voilà une célèbre objection (mentionnée dans la capsule 9, mais nous la répétons ici). Si les voyages dans le passé sont possibles, pourquoi ne sommes-nous pas visités en ce moment par des touristes du futur? C’est une fameuse objection, formulée il y a plusieurs années par Stephen Hawking, qui est revenu par la suite sur son affirmation! La réponse est toute simple: de telles machines à reculer dans le temps ne permettent pas de reculer dans le passé avant la date de construction de la machine. Ainsi, si je construis aujourd’hui la première machine temporelle de l’histoire, elle va me permettre dans le futur de reculer vers le passé mais pas avant aujourd’hui.
B) Conservation de l’énergie
Dans les capsules 11 et 12, on pourrait objecter qu’entre midi et minuit, lorsqu’une copie de moi est présente, qu’il y a violation de la conservation de l’énergie, puisque soudainement une 2e personne apparait à midi. En fait, plusieurs indices tendent à montrer que les objets qui reculent dans le passé ont une énergie négative du point de vue extérieur.
En fait, entre midi et minuit, il y a en réalité 3 personnes présentes en meme temps: deux moi dans l’espace normal (en bleu et en rouge) et un moi dans le trou de vers en train de reculer vers le passé (en pointillé vert). Cela est très clair sur le schéma à 1:32 dans la capsule 13, et sur la figure ci-contre. Par conséquent, durant ces 12 heures, il y a aussi conservation de l’énergie puisque l’énergie négative du moi en vert annule l’énergie positive d’un des moi en bleu ou rouge.
4. Les voyages dans le passé
La physique de Newton ne permet d’aucune façon les voyages dans le passé. Mais les découvertes d’Einstein, c’est-à-dire le fait que nous vivons dans un espace-temps courbé par la matière, pourraient les permettre. Cependant, si de tels voyages sont possibles, ils doivent obéir à certaines règles:
1. Il ne peut y avoir de paradoxes (i.e. des incohérences ou des contradictions).
2. Par exemple, on ne peut aller dans le passé et le changer. Il existe un seul passé (par univers) et il est immuable.
3. Celui qui voyage dans le passé, continue toujours lui-même à vieillir dans le sens de son futur, i.e qu’il ne rajeunit pas durant le voyage; son temps ne s’écoule pas à l’envers. Bien qu’il puisse vieillir très lentement. (Plus techniquement, on dit que chacun avance toujours dans son futur localement, mais globalement il pourrait y avoir des retours dans le passé.)
4. Personne ne disparaît et apparaît soudainement, les voyages dans le passé suivent des lignes temporelles; comme lorsque nous nous déplaçons dans l’espace: nous suivons une ligne spatiale, de façon continue; nous ne disparaissons pas à un endroit pour réapparaître à un autre.
Toutes ces règles sont parfaitement suivies par les différences copies de moi qui voyagent dans le passé dans les capsules 11 et 12.
5. Le futur est-il déjà établi? (capsule 6)
À la fin de la capsule 6, il est mentionné que pour tenir compte du hasard fondamental quantique, il faut raffiner la vision de l’espace-temps en incorporant un “flou” quantique au-delà de notre présent.
En réalité, étant donné la relativité du temps, la situation est beaucoup plus compliquée que celle présentée très schématiquement (dans un contexte de vulgarisation) sur la figure du vidéo (et reproduite ci-contre). En fait, il s’agit d’une question fondamentale encore ouverte: comment réconcilier les deux visions du monde proposées par la relativité et la théorie quantique. Une des seules visions quantiques qui semblent cohérentes avec l’espace-temps de la relativité est celle des mondes multiples !
6. La gravité comme déformation de l’espace-temps (capsule 7)
L’analogie de la toile déformée par une grosse masse est très visuelle et permet de très bien comprendre l’idée fondamentale de la relativité générale. Elle possède néanmoins deux défauts, ou du moins, on doit y apporter deux nuances:
A) Dans l’analogie de la toile, c’est la gravité de la Terre (sous la toile) qui attire la grosse masse et donc déforme la toile. Dans la réalité, la présence d’une masse déforme le tissu de l’espace tout simplement, sans avoir besoin d’un autre corps qui tire dessus. La déformation de l’espace est quand même très similaire à celle du dessin. En voici une exacte, autant à l’extérieur qu’à l’intérieur d’une étoile, tel que calculée par les équations d’Einstein (rappelons qu’il s’agit d’une coupe en dimensions réduites de la réalité à 4 dimensions) :
FIGURE A
B) Que veut dire exactement “suivre la courbure de l’espace”?
Cela veut dire suivre la distance la plus courte dans l’espace, ce qu’on appelle une géodésique. Imaginez que vous poussiez un rouleau de terrassement sur une surface courbe, alors le rouleau suivrait une géodésique. Ou pensez à la question suivante: quelle est la distance la plus courte entre Montréal et Paris?
7. Le billard temporel (capsule 10)
La situation du billard présenté dans la capsule 10 est la plus simple possible, c’est pourquoi nous l’avons présentée. Mais en réalité les calculs montrent que les situations “réalistes” sont un peu plus complexes. En particulier, pour que les boules suivent exactement les trajectoires montrées dans la capsule, il faut considérer que les boules sont ponctuelles (i.e. des particules). Pour plus de détails sur ce sujet, ainsi qu’une discussion plus complète sur comment les trous de vers peuvent être transformés en machine temporelle, voir Modelling Quantum-Type Behaviour with Wormhole-Based Time Travel.
8. La décohérence quantique
Dans la capsule 14, on dit que personne ne comprend comment on passe d’un état dédoublé à un état unique lors d’une mesure. Ou plus généralement, comment on passe d’un état superposé à un état unique. De façon technique, la théorie de la décohérence montre comment on peut passer, dû à une interaction avec l’environnement, d’un mélange statistique quantique d’états à un mélange statistique classique, et donc comment les résultats possibles d’une mesure doivent correspondre à des situations classiques, tels qu’on les observe dans la vie courante (par exemple, un chat mort ou vivant, et non pas un chat mort+vivant et un chat mort-vivant). Cependant, la décohérence n’explique toujours pas comment on passe d’un état superposé (d’états classiques) à un seul état. Elle n’explique pas non plus comment la non-localité agit lors d’une mesure d’un état intriqué, comme dans le cas du paradoxe EPR. Par conséquent, la partie la plus cruciale la mesure quantique n’est pas toujours pas résolue (sauf dans la Many-worlds interprétation…)
9. Qu’est-ce que la matière?
À venir.
10. Le libre-arbitre / La liberté de nos choix (capsule 11)
À venir.
11. La stabilité des trous de ver
Il existe des problèmes potentiels sérieux avec les trous de vers, surtout ceux du premier type.
1) Type 1: trous de vers usuels, formés par des trous noirs.
2) Type 2: trous de vers exotiques, sans trous noirs à leurs extrémités, mais formés par de la matière au comportement quantique.
S’ils existaient, les trous de vers produits par des trous noirs (type 1) ne seraient pas du tout stables. Leur structure est dynamique, i.e qu’ils s’ouvrent et se ferment très rapidement. Par contre, les trous de vers exotiques (type 2) seraient statiques, i.e. stables en soi. Toutefois, des effets de rétroactions (feedback) pourraient les détruire par accumulation successive d’énergie (électromagnétique ou autre). Cette question n’est pas encore élucidée.
MAIS CE QUI EST FONDAMENTAL, c’est que même si les trous de vers (d’un type ou l’autre) n’existent qu’une fraction de seconde, et même s’ils n’existent qu’à une échelle microscopique, le seul fait de leur existence, et du fait qu’ils sont alors nécessairement transformables en machine à voyager dans le temps (meme pour un temps minuscule et meme uniquement pour des particules), implique une remise en question radicale de notre vision de la réalité. Ou, plus précisément, implique qu’il faut alors prendre à la lettre l’existence de l’espace-temps einsteinien, et par conséquent le fait que le passé existe encore! Voilà la conclusion primordiale de la physique des trous de vers. Autrement dit, même s’ils ne sont absolument pas utilisables par des humains, l’existence de trou de vers temporels serait révolutionnaire. Et voilà pourquoi leur étude est si cruciale et touche au fondement de notre compréhension de la réalité.