À lire : Brief Answers to Big Questions est le dernier livre de Stephen Hawking

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 03:55

Un extrait des travaux du grand scientifique sur la possibilité de voyager dans le temps.

La capacité de se déplacer rapidement d'un point de l'espace à un autre est étroitement liée au voyage dans le temps. Comme je l'ai dit plus tôt, Einstein a montré qu'une poussée infiniment puissante serait nécessaire pour accélérer un vaisseau spatial à une vitesse proche de la lumière. Ainsi, la seule façon de se déplacer d'une partie de la Galaxie à une autre dans un laps de temps raisonnable est de pouvoir plier l'espace-temps de telle manière qu'un petit tube, ou "trou de ver", se forme. Il peut relier deux parties de la Galaxie et agir comme le chemin le plus court entre elles; vous pouvez voler dans les deux sens et toujours attraper tous vos amis vivants. De tels "trous de ver" étaient sérieusement considérés comme une opportunité disponible pour la civilisation du futur. Si vous parvenez à vous déplacer d'une partie de la Galaxie à une autre en quelques semaines, vous pouvez revenir par un autre "trou" - en même temps avant de prendre la route. De plus, rien ne vous empêchera d'avancer et de retourner dans le passé à travers un "trou de ver" si ses deux extrémités se déplacent l'une par rapport à l'autre.

On peut dire que pour créer un "trou de ver", il est nécessaire de plier l'espace-temps dans le sens opposé à celui dans lequel la matière ordinaire le plie. La matière ordinaire plie l'espace-temps vers elle-même, comme la surface de la Terre. Mais créer un "trou de ver" nécessite une matière qui courbe l'espace-temps dans la direction opposée, comme la surface d'une selle. La même chose est vraie pour toute autre courbure de l'espace-temps pour voyager dans le passé, à moins que l'univers ne soit si courbé qu'il ait déjà des capacités de voyage dans le temps. Ce n'est que dans ce cas que vous aurez besoin de matière avec une masse et une densité d'énergie négatives.

L'énergie est comme l'argent. Si vous avez un solde positif à la banque, vous pouvez utiliser l'argent comme bon vous semble. Cependant, selon les lois classiques, qui jusqu'à récemment étaient considérées comme immuables, le découvert n'est pas autorisé lors de l'utilisation de l'énergie.

Les lois classiques nous empêchent de plier l'univers pour que le voyage dans le temps devienne possible. Mais les lois classiques sont réfutées par la théorie quantique - la seconde après la théorie de la relativité générale, la grande révolution intellectuelle dans notre compréhension de l'Univers. La théorie quantique est plus flexible et autorise le découvert dans certains cas. Cependant, la banque devrait être assez gentille avec nous. En d'autres termes, la théorie quantique permet une densité d'énergie négative à certains endroits, si vous fournissez une densité positive à d'autres.

La théorie quantique permet une densité d'énergie négative car elle est basée sur le principe d'incertitude. Et il soutient que certaines caractéristiques, telles que la position et la vitesse d'une particule, ne peuvent pas simultanément avoir des valeurs exactement mesurées. Plus la position de la particule est déterminée avec précision, plus l'incertitude sur sa vitesse est élevée et vice versa. Le principe d'incertitude s'applique également aux champs - par exemple, à un champ électromagnétique ou gravitationnel. Il soutient que ces champs ne peuvent pas avoir une valeur nulle même là où nous pensons qu'il y a un espace vide. Le fait est que si leurs valeurs sont égales à zéro, cela signifie qu'elles doivent avoir une position bien définie, égale à zéro, et une vitesse bien définie, égale à zéro. Et cela est contraire au principe d'incertitude. Cela signifie que les champs doivent avoir une fluctuation minimale. On peut imaginer les prétendues fluctuations du vide sous forme de paires de particules et d'antiparticules qui surgissent soudain, se séparent, puis fusionnent à nouveau et s'annihilent, s'annihilant mutuellement.

De telles paires particules - antiparticules sont considérées comme virtuelles, car elles ne peuvent pas être détectées directement à l'aide d'un détecteur de particules. Mais un effet indirect peut être observé. Pour cela, l'effet dit Casimir est utilisé. Essayez d'imaginer deux plaques métalliques parallèles espacées l'une de l'autre. Les plaques agissent comme des miroirs pour les particules et antiparticules virtuelles. Cela signifie que l'espace entre les plaques ressemble à un tuyau d'orgue, seulement il transmet des ondes lumineuses d'une certaine fréquence de résonance. En conséquence, il s'avère qu'une certaine quantité de fluctuations quantiques se produit entre les plaques, différentes de ce qui se passe derrière elles, où ces fluctuations peuvent avoir n'importe quelle longueur d'onde. La différence du nombre de particules virtuelles entre les plaques et l'extérieur signifie que les plaques subissent plus de pression d'un côté que de l'autre. Une petite force se produit, ce qui rapproche les plaques les unes des autres. Cette force peut être mesurée expérimentalement. Les particules virtuelles existent donc dans la réalité et ont un effet réel.

Comme il y a moins de particules virtuelles, ou de fluctuations quantiques dans le vide, entre les plaques, la densité d'énergie est également plus faible ici que dans l'espace environnant. Mais la densité d'énergie de l'espace vide à une grande distance des plaques doit être égale à zéro. Sinon, l'espace-temps sera courbé et l'Univers ne sera pas complètement plat. Cela signifie que la densité d'énergie dans la zone entre les plaques doit être négative.

La déviation de la lumière prouvée expérimentalement indique que l'espace-temps est courbé, et l'effet Casimir confirme que la courbure peut être négative. Et il peut sembler qu'à mesure que la science et la technologie se développent, nous serons capables de créer des "trous de ver" ou de plier l'espace et le temps d'une autre manière afin de pouvoir voyager dans le passé. Mais dans ce cas, un certain nombre de questions et de problèmes se posent inévitablement.

Par exemple: si le voyage dans le temps devient possible dans le futur, pourquoi personne ne nous est revenu du futur et ne nous a dit comment le faire.

Même s'il y a de bonnes raisons de nous garder dans l'ignorance, il est intrinsèquement difficile pour les humains de croire que personne ne veut se montrer et nous révéler à nous pauvres paysans arriérés le secret du voyage dans le temps. Bien sûr, certains prétendent que des invités du futur nous rendent déjà visite - ils volent sur des ovnis, et les gouvernements sont impliqués dans une conspiration géante pour dissimuler ces faits afin d'utiliser les connaissances scientifiques que les invités portent avec eux. Je ne peux dire qu'une chose: si les gouvernements cachent quelque chose, ils ne sont toujours pas en mesure d'utiliser les informations utiles reçues des extraterrestres. Je suis très sceptique quant à la "théorie du complot" et je trouve la "théorie du désordre" plus plausible. Les rapports d'ovnis ne peuvent pas être exclusivement liés aux extraterrestres car ils sont mutuellement contradictoires. Mais si l'on admet que certaines de ces observations ne sont que des erreurs ou des hallucinations, n'est-il pas plus logique d'admettre qu'elles le sont, que de croire que nous sommes visités par des invités du futur ou d'une autre partie de la Galaxie ? Si ces invités veulent vraiment coloniser la Terre ou nous avertir d'un danger, alors ils sont extrêmement inefficaces.

Il y a moyen de concilier l'idée de voyage dans le temps avec le fait que nous n'avons jamais rencontré d'invités du futur. On peut dire qu'un tel voyage ne deviendra possible qu'à l'avenir. L'espace-temps de notre passé est figé parce que nous l'avons observé et avons vu qu'il n'était pas assez courbé pour que nous puissions voyager dans le temps. Et l'avenir est ouvert, donc un jour nous apprendrons à plier l'espace-temps et aurons la possibilité de voyager dans le temps. Mais puisque nous ne pourrons plier l'espace-temps que dans le futur, nous ne pourrons pas en revenir à notre présent ni même plus tôt.

Une telle image pourrait bien expliquer pourquoi nous ne connaissons pas un afflux de touristes du futur. Mais il laisse encore place à de nombreux paradoxes. Supposons qu'il y ait une opportunité de voler dans un vaisseau spatial et de revenir avant le début du vol. Qu'est-ce qui vous empêchera de faire exploser une fusée sur le site de lancement et exclura ainsi la possibilité d'un tel vol pour vous-même ? Il existe d'autres versions non moins paradoxales: par exemple, remonter le temps et tuer ses parents avant de naître. Il y a deux solutions possibles à cela.

Une chose que j'appellerais une approche historique cohérente. Dans ce cas, on peut trouver une solution cohérente aux équations physiques - même si l'espace-temps est courbé dans la mesure où il est possible de voyager dans le passé. De ce point de vue, vous ne pouvez pas préparer une fusée à voyager dans le passé si vous n'y êtes pas retourné et n'avez pas pu faire sauter la rampe de lancement. C'est une image séquentielle, mais elle dit que nous sommes complètement déterminés: nous ne sommes pas capables de changer nos pensées. C'est trop pour le libre arbitre.

Une autre solution que j'appelle l'approche de l'histoire alternative. Il a été défendu par le physicien David Deutsch et était probablement destiné aux créateurs de Retour vers le futur. Avec cette approche, dans une histoire alternative, il n'y aura pas de retour du futur avant le lancement de la fusée et, par conséquent, il n'y aura aucune possibilité de la faire exploser. Mais lorsque le voyageur revient du futur, il se retrouve dans une autre histoire alternative. Dans ce document, la race humaine fait des efforts incroyables pour construire un vaisseau spatial, mais avant de partir d'une autre partie de la Galaxie, un vaisseau similaire apparaît et détruit celui construit.

David Deutsch préfère une approche historique alternative au concept de pluralité des histoires, proposé par le physicien Richard Feynman. Son idée est que, selon la théorie quantique, l'univers n'a pas une histoire unique et unique.

Il y a toutes les histoires possibles dans l'Univers, chacune avec son propre degré de probabilité.

Il devrait y avoir une possibilité d'une histoire dans laquelle il y a une paix stable au Moyen-Orient, mais la probabilité d'une telle histoire est très probablement faible.

Dans certaines histoires, l'espace-temps est déformé afin que des objets tels que des fusées puissent retourner dans leur passé. Mais chaque histoire est intégrale et autosuffisante, décrivant non seulement l'espace-temps courbe, mais aussi tous les objets qu'il contient. Par conséquent, la fusée, de retour, ne peut pas entrer dans une autre histoire alternative. Cela reste dans la même histoire, qui doit être cohérente. Et moi, contrairement à Deutsch, je crois que l'idée d'une pluralité d'histoires joue en faveur d'une approche historique cohérente plutôt qu'une approche historique alternative.

Apparemment, nous ne sommes pas en mesure d'abandonner l'image historique cohérente. Cependant, cela peut ne pas résoudre les problèmes de déterminisme et de libre arbitre s'il existe une très faible probabilité d'histoires dans lesquelles l'espace-temps est courbé de sorte que le voyage dans le temps est possible au-delà de l'échelle macroscopique. J'appelle cela l'hypothèse de sécurité chronologique: les lois de la physique sont conçues pour empêcher le voyage dans le temps au niveau macroscopique.

Il semble que si l'espace-temps est presque suffisamment courbé pour permettre un voyage dans le passé, alors les particules virtuelles peuvent devenir des particules presque réelles se déplaçant le long de trajectoires fermées. La densité de particules virtuelles et leur énergie augmentent considérablement, ce qui signifie que la probabilité de telles histoires est très faible. Bien que cela devienne similaire aux activités d'une agence de protection chronologique qui cherche à préserver le monde pour les historiens. Mais le thème de la courbure de l'espace et du temps en est encore à ses balbutiements. Selon une forme unificatrice de théorie des cordes connue sous le nom de théorie M, que nous avons de grands espoirs d'unir la relativité générale et la théorie quantique, l'espace-temps devrait avoir onze dimensions, pas les quatre que nous connaissons.

L'essentiel est que sept de ces onze dimensions sont enroulées dans un espace si petit que nous ne le remarquons pas. D'autre part, les quatre dimensions restantes sont pratiquement plates et représentent ce que nous appelons l'espace-temps. Si cette image est correcte, alors il devrait être possible de relier d'une manière ou d'une autre les quatre dimensions plates avec les sept autres dimensions fortement courbées ou déformées. Que va-t-il advenir de cela, nous ne le savons pas encore. Mais les opportunités sont passionnantes.

En conclusion, je dirai ce qui suit.

Nos concepts modernes n'excluent pas la possibilité d'un voyage spatial rapide et d'un retour dans le passé. Cela peut créer d'énormes problèmes logiques, alors espérons qu'il existe une sorte de loi sur la sécurité chronologique qui empêchera les gens de remonter dans le temps et de tuer leurs parents.

Mais les fans de science-fiction ne devraient pas être contrariés. La théorie M donne de l'espoir.

Le dernier ouvrage du physicien de renommée mondiale Stephen Hawking, un livre-testament, dans lequel il résume et s'exprime sur les sujets les plus importants qui préoccupent tout le monde.

L'humanité survivra-t-elle ? Devrions-nous être si actifs dans l'espace ? Y a-t-il un Dieu ? Ce ne sont là que quelques-unes des questions auxquelles l'un des plus grands esprits de l'histoire a répondu dans son dernier livre.