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Terra Nova: Envisager de voyager dans le temps. (Commentaires bienvenus)

Je me suis dis que ça nous changerait un peu des élections. Voici un work-in-progress, un chapitre de livre sur les téléséries en préparation. Si vous avez des suggestions pour l’améliorer, je suis preneur — d’aurtant que je ne suis pas physicien!

Si vous préférez, vous pouvez aussi m’écrire à: baillargeon.normand@uqam.ca
Les longs ****** encadrent des tableaux: je ne sais pas comment le repr0duire ici…

 

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« Qu’est-ce que en effet que le temps ? Qui saurait en donner avec aisance et brièveté une explication ? […]
Si personne ne me pose la question, je le sais ; si quelqu’un pose la question et que je veuille expliquer, je ne sais plus. »
Saint Augustin, Confessions, XI, 14, 17

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Nous sommes en 2149 et en raison des dérèglements écologiques devenus majeurs et incontrôlables et de la surpopulation, la Terre, où l’air devient est devenu irrespirable, est de moins en moins un endroit où il sera possible à des êtres humains de continuer à vivre. À cette date, en fait, l’espèce humaine doit reconnaître qu’elle est très sérieusement menacée dans son existence même.

Mais voici un lueur d’espoir : des scientifiques ayant réussi à créer un «portail» permettant à ceux et celles qui le franchissent de se retrouver 85 millions d’années plus tôt, en plein Crétacé, alors que la planète est dominée par les dinosaures, on décide d’y envoyer des personnes qui auront pour tâche de reconstruire la civilisation dans une colonie appelée Terra Nova.

Telle est la prémisse de la télésérie qui porte ce nom et qui nous pose une question scientifiquement et philosophiquement fascinante : est-il possible de voyager dans le temps?

 

Un des nos guides, pour tenter d’y voir clair, sera Kurt Gödel, un personnage extrêmement brillant mais aussi fort singulier et qui a avancé à ce sujet de très stimulantes et très intrigantes idées.

 

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Qui est Kurt Gödel?

De Kurt Gödel, le mathématicien John von Neumann, un homme en tous points qualifié pour formuler un tel jugement, aussi outrancier puisse-t-il sembler, a écrit : «Il est le plus grand logicien depuis Aristote».

Gödel est né à Brünn, en Austro-Hongrie (aujourd’hui Brno, Tchécoslovaquie) en 1906. Il est un enfant malade et fragile et sa santé et son alimentation resteront de vives préoccupations toute sa vie. Il souffrira aussi de dépression et de paranoïa.

Gödel étudie à l’Université de Vienne à compter de de 1924 et découvre, encore très jeune, deux théorèmes qui sont parmi les plus extraordinaires résultats de la logique et de mathématiques : le théorème de complétude (1929) et le théorème d’incomplétude (1931). De cette époque date sa fréquentation du célèbre Cercle de Vienne.

Devenu une célébrité mondiale en mathématiques, il enseigne à Vienne et aux Etats-Unis. Fuyant l’Europe à l’approche de la guerre, il finit sa carrière à l’Institue for Advanced Studies de Princeton, où il côtoie longtemps Albert Einstein, avec lequel il s’est lié d’amitié. Il se tourne durant ces années vers des problèmes de nature plus philosophique. Ses réflexions sur le voyage dans le temps date de cette époque : elles sont parues en 1949.

Gödel, à la fin de sa vie, refusait de s’alimenter par peur d’être empoisonné. Il est décédé le 14 janvier 1978 et son certificat de décès indique qu’il est mort «d’inanition en raison de troubles de la personnalité».

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En un sens, voyager dans le temps est un expérience banale et que nous faisons tous et toutes, nous qui filons vers le futur à la vitesse de 60 secondes par minute! Mais ce n’est pas là, bien entendu, ce que nous entendons par voyager dans le temps : nous aimerions pouvoir faire que font les personnages de Terra Nova, eux qui vont d’un présent à un passé lointain et, pour certains d’entre eux, de ce passé lointain à un futur lointain — quand ils ou elles reviennent à leur point de départ. Cela est-il possible?

On s’en étonnera peut-être, mais la réponse que notre science la plus avancée et la plus crédible donne cette question est oui, mais un oui, on va le voir, prononcé en même temps que de grandes nuances et de grandes qualifications.

Commençons par le cas du voyage dans le futur.

Retour vers le futur

Une des conséquences de la Théorie de la relativité restreinte (1905) d’Einstein est ce qu’on appelle la dilatation du temps. En termes très simples, le temps, loin d’être uniforme et le même pour tous les référentiels, s’écoule différemment selon la vitesse des référentiels. Plus précisément, la théorie prédit un ralentissement du temps relativement à un observateur pour un système se déplaçant à une vitesse approchant celle de la lumière, à proportion qu’il s’en approche. Le tableau qui suit replace en contexte cet effet relativiste selon un facteur dit de Lorentz, qui est en gros une mesure de cette proportion. Il montre qu’à des vitesses inférieures à 16 000 kilomètres par seconde (relativement à l’observateur), les effets relativistes sont à peine détectables. Par contre, si la vitesse relative d’un objet pouvait atteindre 299 792 kilomètres par seconde (la valeur exacte de c) , le facteur de Lorentz correspondant étant de 0 , le temps semblerait s’arrêter pour cet objet !

 

V (kilomètres/seconde)

Facteur de Lorentz

0

1

1,6

0.99999999997

16,0

0.999999997

161

0.9999997

1 609

0.99997

16 093

0.997

160 934

0.711

241, 401

0.350

189 681

0.063

299 792

0

 

La réalité du phénomène  a été abondamment mise en évidence, par exemple en étudiant la désintégration radioactive des particules subatomiques produites dans la haute atmosphère et appelées Muons.

Mais c’est le physicien français Paul Langevin (1872-1946) qui lui a donné la plus éclairante des formulations en évoquant dans une expérience de pensée des jumeaux qui portent désormais son nom : les jumeaux de Langevin. En voici une version simplifiée qui vous fera comprendre ce que pourrait signifier voyager dans  le futur.

Imaginez un vaisseau spatial capable de se délacer à la vitesse de O.8c relativement à la Terre. Il entreprend un voyage à vitesse uniforme qui le mène à 10 années lumières de la Terre — une année lumière étant la distance parcourue par la lumière en un an — là où il fait demi-tour et revient sur Terre. Sur ce vaisseau se trouve un des jumeaux Langevin; son frère, lui, reste sur la Terre.  Pour ce dernier, son jumeau voyageur parcourt dix années lumières à la vitesse de 0.8c. Son trajet lui prend donc 12, 5 ans à l’aller et 12, 5 ans au retour, soit 25 ans. Le Jumeau resté sur Terre a donc 25 ans de plus au retour de son frère.

Mais le phénomène de la dilatation du temps fait que pour le jumeau à bord du vaisseau, la durée du voyage n’est pas la même : il dure en fait 7, 5 ans, à l’aller comme au retour, soit 15 ans au total. De sorte que si les jumeaux avaient 25 ans au moment du départ du vaisseau, lors de leurs retrouvailles l’un d’eux a 50 ans et l’autre 40. Ce dernier, on le voit, a bel et bien voyagé dans le temps.

Mais entre cette réalité théorique et un réel voyage dans le temps vers le futur accompli par un être humain, il y a un monde de difficultés dont la moindre n’est pas de construire un vaisseau capable d’aller à de telles vitesses. Jugez-en: en mettant à bord d’un avion faisant le tour de la Terre une horloge atomique, on a bien constaté, quand l’avion s’est posé, un ralentissement du temps indiqué sur l’horloge, qui a donc voyagé vers le futur. Mais ce  ralentissement était de (quelque) … 300 nanosecondes!

Qu’en est-il du voyage vers l’avenir? Cette fois encore, les réponses, puisqu’il y en a plusieurs, sont étonnantes. La première a été donnée par Gödel.

Voyager vers l’avenir?

 C’est vers la Relativité non pas Restreinte mais Générale qu’il nous faut à présent nous tourner pour envisager l’idée d’un voyage dans le passé. Ce que Gödel a montré, pour le dire très schématiquement, c’est que certaines solutions aux équations de la Relativité Générale rendent en effet possible de voyager dans le temps et même vers l’avenir. Ayant montré ces équations à Einstein, son ami à Princeton, ce dernier se dira très troublé par la possibilité qu’elles laissent apercevoir, comme Gödel lui-même en était aussi très troublé.

Ces solutions supposent cependant que l’univers soit en rotation : c’est en effet la condition pour qu’existent naturellement ces sortes de boucles qu’ils présuppose et qui permettraient des déplacements dans le temps. Or, l’univers est en expansion et pas en rotation.

D’autres solutions

Mais ce que Gödel avance laisse ouverte la possibilité que d’autres boucles soient empruntables ou que nous en créions nous-mêmes. Ces deux voies ont été empruntées.

En théorie, a suggéré Frank Tipler, une sorte de cylindre extrêmement massif et  infiniment long, tournant sur lui-même, pourrait créer une boucle temporelle et donc servir de machine à voyager dans le temps.

En 1988, les physiciens Kip Thorne et Michael Morris ont publié dans une très sérieuse revue un texte intitulé : Wormholes, Times Machines and the Weak Energy Condition montrant que de la même manière qu’en empruntant un «trou de ver» on peut aller d’un point à un autre d’une pomme en parcourant moins d’espace qu’en s’y rendant en faisant le tour de la pomme, il existe dans l’univers de tels «trous de ver» par lesquels il semble théoriquement possible de voyager vers l’avenir.

L’astrophysicien J. Richard Gott a de son côté avancé en 1991 l’hypothèse d’un matériau de très haute densité appelé «cosmic string» ou «corde comique» qui pourrait servir à la fabrication d’une machine à voyager dans le temps

 

De troublants paradoxes

 Cette possibilité de voyager dans le temps, outre les extraordinaires difficultés pratiques de sa réalisation, engendre de troublants paradoxes appelés «boucles causales». En voici quelques–uns.

Supposons que vous voyagez dans le temps et revenez à l’année 1965. Vous rencontrez alors Paul McCartney qui est en panne d’inspiration. Pour le consoler, vous lui offrez la chanson Yesterday, qu’il enregistre et qui devient un immense succès. Mais qui en est l’auteur?

Ou encore: vous remontez dans le temps jusqu’avant votre naissance. Mais en ce cas, à ce moment-là, vous existez ET vous n’existez pas.

Sans oublier que si vous remontez dans le temps à un moment antérieur à votre naissance, vous pourrez vous rencontrer vous-même et donc être en deux exemplaires et aussi en deux lieux différents.

Le romancier Barjavel a de son imaginé que vous remontiez dans le temps pour y tuer votre grand père : en ce cas vous devez exister pour commettre ce meurtre; mais vous ne pouvez pas exister s’il est commis.

Peut-on concilier ces paradoxes — et de très nombreux autres, dont raffolent les auteurs de science-fiction —avec la possibilité théorique de voyager vers le passé? Certains le pensent. Pour y parvenir, une interprétation de la Mécanique Quantique suggère qu’il existe des univers parallèles (des multivers) et que dans tel ou tel univers sont, ou non, réalisés divers scénarii.

Le grand physicien Stephen Hawkins (1942) a de son côté émis l’hypothèse d’une Agence de Protection du Temps, une métaphore qu’il utilise pour signifier que l’on ne peut modifier le passé ou faire quoi que ce soit qui le changerait de quelque manière, ce qui exclurait que puissent exister de telles «boucles temporelles».

 Terra Nova a adopté comme convention narrative quelque chose qui ressemble à l’hypothèse des multivers.

Quoiqu’il en soit, on le voit donc : on aura de meilleures chances d’assurer notre avenir sur cette planète en la protègent dès aujourd’hui qu’en misant sur un retour au Crétacé rendu possible par la découverte d’un quelconque «portail temporel».

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Synopsis de la série

 On le disait partout à l’approche de la rentrée télé de l’automne 2011 : Terra Nova, produit par Steven Spielberg,  allait connaître un immense succès populaire.

Tout, en effet, le laissait présager, depuis la renommée du producteur jusqu’aux mirobolantes sommes engagées permettant notamment de spectaculaires effets spéciaux, sans oublier le sujet même abordé par la série où s’entrecroisent des thèmes renvoyant tantôt à Jurassic Park, tantôt à Avatar, tantôt aux problèmes écologiques et tantôt à la science fiction.

Hélas, il n’en fut rien et Terra Nova, qui raconte comme je l’ai dit les aventures d’un groupe d’humains tentant de survivre au Crétacé et d’y reconstruire une civilisation, a été un grand échec et la 20th Century Fox a mis fin à cette série basée sur une idée de Kelly Marcel dès la fin des 13 épisodes de la première saison.

Cette unique saison raconte les péripéties que vit la colonie qui, outre les éléments et les prédateurs, doit affronter des dissidents appelés sixters parce qu’ils ont fait partie du sixième groupe de personnes envoyé en exploration via le «portail» : ceux-ci tentent de «transférer» les ressources de la Terre d’autrefois à celle de 2149.

Intérêt philosophique : 2 /5

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Pour en savoir plus

 Pour une premier contact avec l’hypothèse scientifique du voyage dans le temps, on pourra lire: DAVIS, P., Comment construire une machine à explorer le temps?, Collection Bulles de Sciences, Éditions EDP Sciences, Paris, 2007.

Le fameux théorème d’incomplétude (c’est le plus fameux des deux théorèmes évoqués plus haut) n’est pas facile à comprendre, même lorsqu’il est beaucoup simplifié — ce qui explique peut-être qu’on écrive tant de faussetés ou de confondantes approximations à son propos. On trouvera cependant un exposé accessible et fidèle dans : NAGEL, E. et al. Le théorème de Gödel, Collection Points Sciences, Éditions du Seuil, Paris, 1997.

Pour comprendre les idées de Gödel sur la relativité et la possibilité du voyage dans le temps qu’implique cette théorie, on pourra bien sûr lire Gödel lui-même. Les textes pertinents se trouvent dans : GÖDEL, Kurt, Collected Works. Volume II: Publications 1938-1974, Oxford University Press, New York, 1990.

Mais on appréciera sans doute aussi beaucoup l’aide apportée pour lire ces textes exigeants par Palle Yourgrau dans son :  Gödel meets Einstein. Time Travel in the Gödel Universe, Open Court, Carus Publishing Company, Chicago and Lasalle Illinois, 1999.

Sur les paradoxes du voyage dans le temps, on lire avec profit: Lewis, D., «The Paradoxes of Time Travel», dans : Philosophical Papers, Oxford University Press, Oxford, 1986, vol. 2, pp. 67–80.

Notons finalement que l’encyclopédie Wikipédia propose une intéressante liste d’oeuvres littéraires où est exploitée l’idée de voyage dans le temps : [http://goo.gl/HTMpL]