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AlbertEinsteinMaître,
Le voyage dans le temps peut-il être plus que virtuel?
Guidez-moi moi s.v.p. J'aime ce qui sort de l'ordinaire... ça nous fait sortir aussi de l'ignorance.
Merci de me répondre
à vous.
Cher monsieur,
Nous allons tout d'abord définir ce que nous pouvons entendre par voyage dans le temps,
et de quelle manière ce voyage pourrait être réalisé. Je suis sûr que
vous voulez parler de voyages dans le sens traditionnel du terme, c'est
à dire aller-retour. Vous vous embarquez dans une machine aux allures
étranges, vous allez déjeuner avec Isaac Newton, et vous revenez pour le
dîner. Je ne voudrais pas vous décevoir, mais il semble à peu près
certain que ce genre de voyage ne pourra jamais être réalisé.
Certains chercheurs s'amusent à mes dépens à utiliser ma théorie de la
relativité générale pour prédire que certaines régions de l'espace
doivent être tellement gauchis (distordus), par des masses
gravitationnelles, que des boucles temporelles y soient possibles. Cela
me choque beaucoup, que ma théorie soit utilisée, pour prédire
l'existence de tels choses. Je ne crois pas en de telles régions, et
ensuite, quand bien même existeraient-elles, elles n'en formeraient pas
pour autant une machine
à voyager dans le temps. Tout au plus risquerions-nous de pénétrer dans
une région où nous devrions éternellement revivre les mêmes évènements.
Mais je le répète; je ne crois pas en de telles choses.
Maintenant, nous pouvons utiliser la théorie de la relativité
restreinte pour décrire une expérience de pensée dans laquelle un voyage dans le futur serait possible, mais aller seulement.
Je dis bien expérience de pensée, parce
que les quantités d'énergie nécessaires pour mettre en oeuvre les
procédés expliqués ci-dessous sont bien au-delà de nos moyens. La
théorie de la relativité restreinte stipule que les lois de la nature
sont similaires pour tous les observateurs se mouvant librement (à
vitesse constante non accélérée), et que rien ne peut aller plus vite
que la lumière. Parmi toutes les manifestations de la relativité
restreinte, la plus troublante est sûrement celle qui permet à deux
personnes de vieillir à des rythmes différents, entraînant ainsi la
possibilité de voyager dans le futur.
Dans mon message intitulé «Le contraire ?»,
je décris le «paradoxe des jumeaux». Le reprenant brièvement, j'y dis
que si nous prenons deux jumeaux (ou deux personnes du même âge), que
nous en mettons un dans une fusée très rapide qui fera un aller-retour
à très grande vitesse, lorsque le voyageur reviendra, il sera plus
jeune que son frère.
Cela est une des prédictions
de la théorie de la relativité restreinte, et il fut démontré. Deux
montres extrêmement précises embarquées dans des avions volant à des
vitesses différentes n'auront pas la même heure à l'arrivée. Attention:
je ne parle pas de minutes de différence, mais de millionièmes de
secondes. À la vitesse où vont les avions (c'est à dire lentement, en
terme de relativité), cet écart est tout à fait normal. À des vitesses
proches de celles de la lumière, l'écart serait beaucoup plus accentué
(voir tableau ci-dessous).
Reprenons l'exemple donné dans le message «Le contraire ?»,
mais en tentant de mentionner quelques chiffres. Nous avons Daniel qui
reste sur Terre pendant que son jumeau Michel s'embarque dans une fusée
très rapide. Supposons que nos deux jumeaux aient 20 ans, et que, en
l'an 2000, Michel parte pour un voyage aller-retour d'un an (selon sa
montre qu'il emmène avec lui), à une vitesse très très élevée. À son
retour, Michel sera donc âgé de 21 ans, puisqu'il est parti un an. Et
c'est bien ce que sa montre indique. Mais qu'elle n'est pas sa surprise
de voir son frère qui l'attend sur le quai d'embarquement. Il a plus de
80 ans! Daniel lui dit que sur la Terre, c'est l'an 2060! Ainsi, ce qui
a paru un an à Michel en a paru 60 à Daniel. Ainsi, pendant le voyage,
le temps s'est écoulé beaucoup plus lentement dans la fusée que sur la
Terre. Michel le voyageur a ainsi fait un saut de 60 ans dans le futur,
mais SANS aucune possibilité de revenir en arrière. S'il avait été
encore plus vite, il aurait fait un saut de plusieurs siècles.
Construire des fusées pouvant voyager à 90% de la vitesse de la lumière
sera peut-être à jamais irréalisable, en raison surtout de la quantité
d'énergie phénoménale qu'il faut pour amener un objet à cette vitesse,
mais cela n'en reste pas moins qu'une telle histoire ne relève pas de
la fiction. Le point important est que cela est en principe possible.
Vous aimez ce qui sort de l'ordinaire ? Je vais vous présenter un petit
tableau présentant le temps terrestre relatif à la vitesse de la fusée
dans laquelle voyage Michel. N'oublions pas que le voyage de Michel
aura toujours duré pour lui UN an, et donc, qu'à son retour, il n'aura
vieilli que d'un an, peu importe sa vitesse.
Vitesse de la fusée en % de celle de la lumière
Vieillissement de Daniel resté sur Terre
10 %
1 an et 2 jours
50 %
1 an et 2 mois
90 %
2 ans
99 %
7 ans
99.9 %
22 ans
99.99 %
71 ans
99.999 %
224 ans
99.9999 %
707 ans
99.99999 %
2236 ans
Vous
pouvez constater de visu que le vieillissement n'est absolument pas
linéaire à la vitesse de la fusée. L'effet est exponentiel, de même que
l'énergie qu'il faut dépenser pour passer d'un pallier de vitesse à un
autre, parce qu'une autre prédiction vérifiée de la relativité
restreinte, est l'augmentation de la masse avec la vitesse. Même en
apesanteur, et en raison de leurs masses différentes, une boule de
quille sera plus difficile à accélérer qu'une balle de golf. Plus un
objet est massif, plus il est difficile de le faire bouger (principe
d'inertie).
Prenons notre balle de golf. Il est très aisé de la faire passer de 0 à 100 km/h. Avec un
appareil adéquat, il sera de même aussi facile de la faire passer de 100 km/h à 1000 km/h.
Mais, comme sa masse augmente avec sa vitesse, plus elle va vite, plus
on doit dépenser de l'énergie pour la faire aller encore plus vite
(cela est expliqué dans le message intitulé «Votre secret, et la relativité restreinte».
Cela bien sûr n'entre en jeu qu'à des vitesses très élevées. Si on
parvient à accélérer notre balle de golf à 10% de la vitesse de la
lumière, il sera beaucoup plus difficile de la faire passer de 20% à
30%, etc. À la limite où un objet atteint presque la vitesse de la
lumière, sa masse devient presque infinie, et rien ne pourra jamais
l'emmener à la vitesse de la lumière précisément. Seuls les photons et
les ondes électromagnétiques (sans masse), peuvent voyager à la vitesse
de la lumière.
Reprenant le tableau ci-dessus, je
vais vous présenter un exemple qui défiera votre imagination. Supposons
que votre fusée puisse aller à 99.999999999999999 % (il y a quinze neuf
après le point) de la vitesse de la lumière. À cette vitesse, en
combien de temps croyez-vous atteindre la Galaxie la plus proche de la
notre, soit la Galaxie d'Andromède, distante de 2 millions
d'années-lumière de la Terre ? En deux millions d'années, logiquement,
direz-vous? Faux. Voici la réponse, en TROIS jours ! Vous pourriez
ainsi (sur votre propre horloge), faire l'aller-retour Voie
Lactée-Andromède-Voie Lactée en SIX jours ! ! ! Mais attention, comme
vous allez presque à la vitesse de la lumière, la Terre aura vieilli de
QUATRE MILLIONS d'années à votre retour ( 2 fois 2 millions
d'années-lumière). À la vitesse de la lumière ou presque, l'univers est
à notre portée, mais nous ne vieillissons pas tous à la même vitesse.
Concernant cet exemple, du point de vue du voyageur, comme SON temps
s'écoule normalement, mais qu'il parcourt malgré tout deux millions
d'années-lumière en 3 jours, c'est la distance Terre-Andromède
elle-même qui semblera contractée, parce que la contraction des
longueurs est un autre effet de la théorie de la relativité restreinte.
Je vais reprendre mon tableau ci-dessus pour vous présenter la
contraction apparente à une observateur terrestre d'une fusée de 10
mètres, selon sa vitesse.
Vitesse de la fusée en % de celle de la lumière
Longueur contractée d'une fusée de 10 m au repos
10 %
9,9 m
50 %
8,7 m
90 %
4,4 m
99 %
1,4 m
99.9 %
40 cm
99.99 %
14 cm
99.999 %
4 cm
99.9999 %
1,4 cm
99.99999 %
4 mm
À la vitesse de la lumière, la longueur de la fusée deviendrait nulle.
Je vous laisse, cher ami, réfléchir à tout ça, en espérant que je vous ai suffisamment sorti de l'ordinaire.
Albert Einstein
[Source : La relativité animée,
Stéphane Durand
