Peut-on voyager dans le temps ?

C'est un des plus vieux fantasmes de la science-fiction et de la science tout court: Voyager dans le temps. Revivre le passé, un moment raté de votre vie pour agir différemment, ou tout dévoiler de l'histoire de nos ancêtres... Découvrir l'avenir et connaître à l'avance, comme Biff, les résultats sportifs des années à venir, ou s'ébahir devant les avancées technologiques de nos descendants.

Les théories les plus pertinentes de la physique se rejoignent là-dessus : Oui c'est possible ...

...En théorie !

Le Tardis de Doctor Who défie les lois d'Einstein

Selon la relativité générale, pour pouvoir "voyager" dans le temps, il faut se déplacer à une vitesse proche de celle de la lumière. Mais sachant que la particule la moins massive de l'univers ne peut atteindre cette vitesse, il devient délicat d'imaginer un corps lourd pouvant s'en approcher... Il faudrait pour cela dépenser une énergie incommensurable. 

Notez que les seules particules pouvant se déplacer à la vitesse de la lumière sont des particules sans aucune masse (comme les photons, donc, qui sont les sources de lumière). À partir du moment où un objet (ou une particule) est massif, il lui devient impossible d'atteindre cette vitesse, car les calculs prédisent qu'il lui faudrait alors déployer une énergie égale à l'infini. C'est qui est une aberration.

Mais imaginons que cela soit possible, que nous trouvions une source d'énergie ultra puissante et simple à stocker et à générer. Le voyage dans le temps serait alors possible. En effet, la relativité générale nous apprend qu'à des vitesses proches de celle de la lumière, le temps ralentit. Il nous suffirait de décoller de la Terre et de voyager quelques jours à une telle vitesse pour atterrir quelques années plus tard. Quelques jours pour nous, plusieurs années pour tout ce qui est extérieur à notre véhicule. Nous aurions alors en quelque sorte voyagé dans le futur !

Mais dans ce cas, le voyage dans le passé est impossible.

Aïe aïe aïe, rien d'autre ?

Cette même relativité générale prédit un autre moyen pour voyager dans le temps, et cette fois-ci aussi dans le passé : les trous de ver. Aussi appelés ponts Einstein-Rosen.

Voyager dans l'espace grâce à un trou de vers

Un trou de ver est une sorte de tunnel à travers l'espace-temps qui a pour extrémité deux singularités, comme des trous noirs par exemple. Nous n'avons jamais observé de trous de ver, mais la mécanique quantique prédit qu'ils existent en grande quantité à l'échelle des particules. Il "suffirait" d'agrandir un de ces trous de ver, ou d'en créer un à partir de trous noirs galactiques pour pouvoir y pénétrer et voyager dans le temps. 

Un trou de ver permet de se déplacer d'un endroit à un autre, comme un raccourci, mais aussi d'un temps à un autre, que ce soit vers la passé ou vers le futur. Le problème étant non seulement de créer un tel objet, mais surtout de le maintenir ouvert. En effet, la théorie explique qu'un trou de ver quantique a une durée de vie de 10^-43 seconde et que si on l'agrandit, il s'autodétruit !

C'est donc désespéré ?

À vrai dire, à notre échelle, peu de scientifiques y croient encore, ou alors ils le cachent pour ne pas se faire jeter des pierres.

Néanmoins, à l'échelle quantique, certains ont encore de l'espoir. Le LHC (le plus grand accélérateur de particules du monde, situé à Genève) devrait pouvoir, selon les théories de la gravitation quantique (comme la théorie des supercordes), créer des micros trous noirs et par extension aussi des trous de ver. Ne vous inquiétez pas, il s'en créé régulièrement tout autour de nous sans conséquence dramatique.

Ainsi, certains physiciens pensent qu'il serait possible d'envoyer des particules dans le temps, passé ou avenir. Dans une certaine mesure néanmoins: on ne pourra pas aller dans le passé au delà de l'instant où le trou de ver aura été créé.

Mais notez que la création de trou noir au sein du LHC a été mise en doute par Lisa Randall en 2007.

Le LHC n'a pas dit son dernier mot

Le LHC: l'avenir du voyage spatio-temporel quantique

Néanmoins la récente déclaration du Cern concernant la probable observation du Boson de Higgs relance l'idée d'une autre expérience de voyage quantique spatio-temporel, sans trou noir celle-ci. Cette expérience prend comme postulat que notre univers est composé non pas de 3 dimensions, ni de 4, mais de 10 ou 11 !!! Elle se base sur la Théorie M, une tentative d'unification des différentes théories des cordes, et suppose que le Boson de Higgs pourrait voyager dans le temps à travers une de ces dimensions supplémentaires. 

Malheureusement, il serait le seul capable de faire cela. Néanmoins Thomas Weiler et Chui Man Ho pensent qu'il serait possible d'envoyer des messages à travers le temps grâce à cette découverte si elle venait à être observée un jour. Il ne reste plus qu'à attendre.

Au final ?

Les voyages dans le temps c'est pas pour aujourd'hui, ça c'est sûr ! Mais jamais nous n'avons eu autant de pistes de recherche. Néanmoins, les voyages dans le passé semblent bel et bien compromis pour l'homme. 

Stephen Hawking parle de Conjecture de protection chronologique, qui serait en fait une protection de l'univers même contre les paradoxes temporels que pourraient éventuellement créer des voyages dans le passé. La plupart des particules ne sont pas soumises à cette protection naturelle, car leurs effets directs sont trop infimes pour avoir de conséquences sur le déroulement naturel des choses. 

Et finalement c'est bien normal que l'homme ne puisse interagir avec son passé, cela briserait l'effet de causalité si important pour la stabilité de notre monde. En effet, la causalité est le principe qui affirme que si un phénomène (nommé cause) produit un autre phénomène (nommé effet), alors l'effet ne peut précéder la cause. 

Sans lui, notre univers aurait depuis longtemps sombré dans le chaos. Mais ce principe, s'il n'a pour l'instant jamais été en défaut à notre échelle, n'a jamais été prouvé non plus. Certaines théories abordent des notions de causalité inversée. Nous ne sommes donc pas sortis de l'auberge...