Qu’est-ce que le temps? | Sciences en direct

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Le temps est la progression apparente des événements du passé vers le futur. Bien qu’il soit impossible de définir complètement la nature du temps, nous partageons tous de nombreuses expériences communes liées par le temps : les causes conduisent naturellement aux effets, nous nous souvenons du passé mais pas du futur et l’évolution du temps semble être continue et irréversible.

Le temps est-il relatif ?

La théorie de la spéciale d’Einstein relativité révélé que l’expérience de l’écoulement du temps est relative à l’observateur et à sa situation. Auparavant, les travaux d’Isaac Newton avaient supposé l’existence d’une “horloge maîtresse” qui maintenait le temps synchronisé dans tout l’univers. On ne pensait pas vraiment que cette horloge existait, mais le concept a permis aux équations de Newton de fonctionner. L’idée clé était que tous les observateurs pouvaient se mettre d’accord sur le même moment exact, selon l’Encyclopédie Internet de Philosophie (s’ouvre dans un nouvel onglet).

Cependant, s’appuyant sur le travail qui l’a précédé, Einstein découvert que le passage du temps est relatif. Dans la relativité restreinte, les horloges en mouvement fonctionnent lentement ; plus vous vous déplacez rapidement dans l’espace, plus vous progressez lentement dans le temps. Plus vous vous rapprochez de la vitesse de la lumière, plus cet effet devient important.

Einstein a montré dans sa théorie de la relativité restreinte que deux observateurs ne peuvent s’entendre sur des événements simultanés. Cela peut être compris par ce schéma. Sur la gauche, un wagon de train est représenté avec une personne, Alice, à l’intérieur. Alice allume une lumière au milieu du chariot et observe des faisceaux lumineux arrivant aux deux extrémités du chariot en même temps, T2. À droite, nous voyons le scénario du point de vue de Bob sur le quai alors que le train passe à la vitesse v. Il voit les deux faisceaux lumineux émis en même temps, tout comme Alice. Cependant, comme le train se déplace vers la droite, l’arrière du train intercepte le feu vers la gauche en premier, au temps T1 < T2. Pendant ce temps, la lumière met un peu plus de temps à frapper l'avant du train, ce qu'elle fait au temps T3 > T1. Ainsi, du point de vue de Bob, les événements qu’Alice a vus être simultanés se produisent les uns après les autres. (Crédit image : Mark Garlick/Science Photo Library via Getty Images)

Au cours des décennies qui se sont écoulées depuis qu’Einstein a proposé ce concept pour la première fois, les physiciens ont effectué de multiples mesures qui démontrent cet effet. Une horloge atomique à bord d’un avion à réaction fonctionnera à un rythme plus lent qu’une horloge au sol. Une particule subatomique appelée muon n’existe pas assez longtemps pour voyager depuis l’atmosphère, où elle est générée lorsque rayons cosmiques frapper les molécules d’air, au sol. Mais parce que les muons voyagent à une vitesse proche de la lumière, ils semblent exister plus longtemps de notre point de vue, ce qui leur permet de terminer leur voyage.

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