La relativité du temps

Rien que le titre et on sent déjà qu’il va falloir attaquer la boite de Doliprane. Le temps. Existe-t-il sujet plus passionnant que celui-ci ? Légions sont les scientifiques ou les philosophes à s’être penchés sur la question du temps. À commencer par Aristote et Newton qui, malgré l’écart entre leurs époques, s’accordaient sur le point suivant : le temps est absolu. Nous sommes à la 9ème ligne et vous allez apprendre un élément que ces deux génies n’auront jamais su : le temps n’est pas absolu mais au contraire relatif. Je vous devine ravi devant cette révélation sans précédent qui va probablement changer le cours de votre vie. Dans cet article, je vais tenter de vous expliquer ce que la relativité du temps signifie.

En tout premier lieu, il est important de savoir que la notion de temps est une invention purement humaine. Pour le dictionnaire Larousse, le temps est « une notion fondamentale conçue comme un milieu infini dans lequel se succèdent les événements ». Plus simplement, il est un concept subjectif destiné à appréhender les changements dans le monde. Toujours pas ? En gros, une heure, une minute, une seconde ne sont que des moyens humains pour calculer le temps qui s’écoule mais concrètement, cela ne veut rien dire. Un bon exemple pour illustrer mes propos est le suivant : 10 minutes n’est qu’un moyen de définir l’écart entre le moment présent vécu par le gentleman et le début du match mais cette valeur n’a de sens que pour nous, petits terriens.

Mais ça veut dire quoi le temps absolu ? C’est très simple, un temps qui est absolu est un temps sur lequel aucun facteur ne peut influencer, qu’il est toujours le même en tout point et en tout lieu, en toute situation aussi. L’intervalle de temps entre deux évènements est exactement identique quel que soit l’observateur qui le mesure. C’est ce qu’ont toujours cru Newton et Aristote, et c’est ce que pense également une majorité des gens. Nous sommes tous nés avec cette notion du temps, il est donc normal de croire qu’elle est absolue, que les règles qui la définissent sont immuables. Cependant, c’est faux.

Lecteur qui lit ses lignes, je te félicite de ta curiosité. Attends-toi à voir ta vision de la vie, et particulièrement du temps, être bouleversée par ce qui va suivre.

Vous avez le temps de finir cette article
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E = mc2

S’il s’avère que le temps est relatif, c’est parce qu’une nouvelle donnée est venue chambouler notre conception du temps. Avant le XXème siècle, on dissocie les termes d’espace et de temps. Or, ils sont intimement liés et provoquent la dilatation du temps.

Un dénommé Einstein a défini un calcul dans sa théorie sur la relativité restreinte que l’on a tous entendu : E = mc2. Traduction : l’énergie = la masse x la vitesse lumière (soit 300.000 km/s) au carré.  Ce calcul exprime le rapport entre la masse d’un corps et l’énergie. En gros, plus un objet se déplace vite, plus il prend de la masse et plus il a besoin d’énergie. Un peu comme quand on court, plus on accélère, plus on a besoin d’oxygène.

En admettant qu’un objet, comme une balle de tennis, se rapproche de la vitesse lumière il lui faudrait alors une énergie de plus en plus importante pour continuer d’accélérer en dépit de sa masse croissante.

En fait, le temps ralentit avec le mouvement : plus on s’approche de la vitesse lumière, plus il ralentit. Si on atteint la vitesse de la lumière, le temps s’arrête. C’est la raison pour laquelle, rien ne pourra jamais atteindre la vitesse de la lumière. Désolé les amateurs de science-fiction, mais le voyage dans le temps, c’est pas pour demain.

Vous avez compris, la relativité restreinte brise cette idée du temps absolu qui existe en étant indépendant de tout. Le temps est soumis à d’autres lois que lui-même, en l’occurrence à la notion d’espace et de gravité. Le temps s’entremêle avec l’espace pour former l’espace-temps.

Des exemples pour relativiser

Notre cher Albert bouleverse encore tout avec sa théorie de la relativité générale. Pour vulgariser disons qu’elle décrit la force de gravité à l’échelle de l’Univers. La gravité est une notion fondamentale pour comprendre l’étirement du temps. En effet, le temps s’écoule moins vite près d’un corps massif. Et pourquoi cela ? Parce qu’une gravité importante ralentit le temps, un peu comme si elle l’alourdissait. En 1962, des chercheurs ont confirmé la théorie d’Einstein. Ces derniers ont installé deux horloges, réglées exactement à la même heure, l’une au pied et l’autre au sommet d’une tour. L’horloge au pied de la tour, celle étant la plus proche de la Terre et subissant la plus forte gravité donc, fonctionnait plus lentement que sa sœur au sommet, confirmant ainsi les propos d’Einstein. La différence était infime puisque l’expérience s’est déroulée à échelle humaine.

Einstein a la langue bien pendue.
Einstein a la langue bien pendue.

Je sens que vous aimez les exemples alors je continue. Imaginons à présent des bébés jumeaux,  Ils sont séparés dès la naissance, l’un va vivre au bord de la mer, l’autre au sommet de l’Everest. Le jumeau qui se la coule douce au bord de l’eau vieillira plus vite que son frère. Pas à cause du soleil qui accélère le vieillissement de la peau mais plutôt en raison de la gravité, plus importante au niveau de la mer. Quand ils se reverront, l’un sera plus vieux que l’autre. Là encore, la différence ne serait pas perceptible car nous parlons de cas de figure à l’échelle humaine, mais elle serait bien plus flagrante si l’un des deux partait dans une fusée à une vitesse proche de celle de la lumière. Au retour du jumeau cosmonaute, ce dernier devrait être sensiblement plus jeune que son pauvre frère le terrien. Cet exemple se nomme le paradoxe des jumeaux. En théorie, ce n’est un paradoxe que pour celui qui croit encore que le temps est absolu.

Finalement, chaque individu a sa propre mesure personnelle du temps. Elle dépend du lieu où il se trouve et de la façon dont il se déplace. Plus la gravité est forte, plus le temps s’étire, se dilate. Une heure sur une planète à gravité forte pourrait correspondre à des années sur une planète à gravité faible. Il n’est donc pas immuable mais bien relatif.

Envie d’aller plus vite ?

-La théorie de la relativité restreinte et générale d’Albert Einstein (1956)
-Une brève histoire du temps de Stephen Hawking (1988)
-Interstellar de Christopher Nolan (2014)

 

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