[ Qu'est-ce que le temps ? ]
The earliest time measurements were observations of cycles of the natural world, using patterns of changes from day to night and season to season to build calendars. More precise time-keeping, like sundials and mechanical clocks, eventually came along to put time in more convenient boxes. But what exactly is it that we’re measuring? Is time something that physically exists, or is it just in our heads? At first the answer seems obvious— of course time exists; it constantly unfolds all around us, and it’s hard to imagine the universe without it.
Les toutes premières mesures du temps étaient l'observation des cycles naturels, s'appuyant sur les changements entre le jour et la nuit et entre les saisons pour établir des calendriers. Des mesures de temps plus précises, comme les cadrans solaires et les horloges mécaniques sont finalement apparus sont arrivés pour mettre le temps dans des boites plus pratiques. Mais que mesure-t-on exactement ? Le temps existe-t-il physiquement, ou n'est-il que dans notre tête ? A première vue, la réponse paraît évidente, - bien sûr que le temps existe - il se déroule constamment autour de nous, et il est difficile d'imaginer l'univers sans lui.
But our understanding of time started getting complicated thanks to Einstein. His theory of relativity tells us that time passes for everyone, but doesn’t always pass at the same rate for people in different situations, like those travelling close to the speed of light or orbiting a supermassive black hole. Einstein resolved the malleability of time by combining it with space to define space-time, which can bend, but behaves in consistent, predictable ways.
Mais notre compréhension du temps est devenue compliquée grâce à Einstein. Sa théorie de la relativité nous dit que le temps passe pour tout le monde, mais ne passe pas toujours à la même vitesse pour des gens dans des situations différentes, comme ceux qui se déplacent près de la vitesse de la lumière ou qui orbitent un trou noir supermassif. Einstein a résolu la plasticité du temps en le combinant avec l'espace pour définir l'espace-temps, qui peut se courber, mais qui se comporte de manière cohérente et prévisible.
Einstein’s theory seemed to confirm that time is woven into the very fabric of the universe. But there’s a big question it didn’t fully resolve: why is it we can move through space in any direction, but through time in only one? No matter what we do, the past is always, stubbornly, behind us. This is called the arrow of time.
La théorie d'Einstein parait confirmer que le temps est tissé dans la structure même de l'univers. Mais elle n'a pas totalement répondu à une grande question : pourquoi peut-on voyager dans l'espace dans n'importe quelle direction, mais dans une seule à travers le temps ? Quoi qu'on fasse, le passé est toujours obstinément derrière nous. C'est ce qu'on appelle la flèche du temps. En déposant une goutte de colorant dans un verre d'eau,
When a drop of food coloring is dropped into a glass of water, we instinctively know that the coloring will drift out from the drop, eventually filling the glass. Imagine watching the opposite happen. Here, we’d recognize time as unfolding backwards. We live in a universe where the food coloring spreads out in the water, not a universe where it collects together.
nous savons instinctivement que la couleur va s'écarter de la goutte, jusqu'à remplir le verre. Imaginez que l'opposé se déroule. Ici, on remarque que le temps passe à l'envers. Nous vivons dans un univers où le colorant se disperse dans l'eau, et non dans un univers où il se réunit. En physique, ce phénomène est décrit par la Seconde Loi de la Thermodynamique,
In physics, this is described by the Second Law of Thermodynamics, which says that systems will gain disorder, or entropy, over time. Systems in our universe move from order to disorder, and it is that property of the universe that defines the direction of time’s arrow.
qui énonce que les systèmes gagnent en désordre, ou entropie, au cours du temps. Les systèmes de notre univers vont de l'ordre au désordre, et c'est cette propriété de l'univers qui définit le sens de la flèche du temps.
So if time is such a fundamental property, it should be in our most fundamental equations describing the universe, right? We currently have two sets of equations that govern physics. General relativity describes the behavior of very large things, while quantum physics explains the very small. One of the biggest goals in theoretical physics over the last half century has been reconciling the two into one fundamental “theory of everything." There have been many attempts —none yet proven— and they treat time in different ways. Oddly enough, one contender called the Wheeler-DeWitt equation, doesn’t include time at all.
Ainsi, si le temps est une propriété aussi fondamentale, il devrait être dans nos équations les plus fondamentales qui décrivent l'univers, n'est-ce pas ? Actuellement, deux ensembles d'équations gouvernent la physique. La relativité générale décrit le comportement des objets très grands, alors que la physique quantique explique l'infiniment petit. Un des objectifs principaux en physique théorique, depuis un demi-siècle, est de réunir les deux, en une « théorie du tout » fondamentale. Il y a eu de nombreuses tentatives - aucune n'ayant été prouvée - et elles traitent le temps de manières différentes. Curieusement, une candidate, nommée Équation de Wheeler-DeWitt, n'inclut pas du tout le temps.
Like all current theories of everything, that equation is speculative. But as a thought experiment, if it or a similarly time-starved equation turned out to be true, would that mean that time doesn’t exist, at the most fundamental level? Could time just be some sort of illusion generated by the limitations of the way we perceive the universe? We don’t yet know, but maybe that’s the wrong way of thinking about it. Instead of asking if time exists as a fundamental property, maybe it could exist as an emergent one.
Comme toutes les théories du tout actuelles, celle-ci est spéculative. Mais étant une expérience mentale, si celle-ci, ou une autre équation privée du temps s'avérait vraie, cela signifierait-il que le temps n'existe fondamentalement pas ? Le temps pourrait-il n'être qu'une sorte d'illusion, générée par les limites de notre perception de l'univers ? On ne le sait pas encore, mais ce n'est peut-être pas la bonne façon de l'envisager. Au lieu de demander si le temps existe comme propriété fondamentale, il pourrait exister en tant que propriété émergente.
Emergent properties are things that don’t exist in individual pieces of a system, but do exist for the system as a whole. Each individual water molecule doesn’t have a tide, but the whole ocean does.
Les propriétés émergentes sont des choses qui n'existent pas individuellement dans un système, mais qui existent globalement pour le système. Chaque molécule d'eau n'a pas de marée, mais l'océan entier en a.
A movie creates change through time by using a series of still images that appear to have a fluid, continuous change between them. Flipping through the images fast enough, our brains perceive the passage of time from the sequence of still images. No individual frame of the movie changes or contains the passage of time, but it’s a property that comes out of how the pieces are strung together. The movement is real, yet also an illusion. Could the physics of time somehow be a similar illusion?
Un film crée du changement au cours du temps avec une série d'images fixes, qui semblent se fondre de manière fluide et continue. En passant les images assez vite, notre cerveau perçoit le temps qui passe grâce à la succession des images. Aucune image fixe du film ne change au cours du temps, mais c'est une propriété qui émerge quand elles sont toutes enchaînées. Le mouvement est réel, mais c'est une illusion. La physique du temps pourrait-elle être une illusion similaire ?
Physicists are still exploring these and other questions, so we’re far from a complete explanation.
Les physiciens explorent encore ces questions, et d'autres ; nous sommes donc loin d'une explication complète.
At least for the moment.
Du moins, pour le moment.