Le temps

[Pooh]

@ WoodenAli

Vous avez bien fait de parler de pessimisme

Je fais grâce de vous citer le passage qui m'a le plus boulversé car il est pour moi emprunt d'une froide vérité

@ ABC

Tout comme Emanuelle j'aurais aimé une vulgarisation de vos propos. Mais si je dois en croire WoodenAli, vous l'auriez déjà simplifié.
Chacun ses talents et ses aptitudes.
Mais je vous remercie d'avoir déjà éclairer ma lanterne auparavant !

[25 décembre]

Merci ABC pour cette réponse.

Je n'ai pas encore tout lu et je sais que j'en ai pour des mois à comprendre et pour ça il me faudra lire ou écouter les références que tu as donné.
Je suis plus habitué à écouter les conférences d'Étienne Klein qui n'explique pas le comment mais donne une idée de la complexité et nous donne les résultats actuels de ses réflexions et celles d'autres chercheurs.

[Wooden Ali]

Je suis plus habitué à écouter les conférences d'Étienne Klein qui n'explique pas le comment mais donne une idée de la complexité et nous donne les résultats actuels de ses réflexions et celles d'autres chercheurs.

Et croyez-vous que vous en soyez plus avancé ?
On dit que traduire, c'est trahir. De même, on ne peut pas tout vulgariser ad libitum sans dénaturer profondément le sujet en faisant croire qu'on en a saisi l'essentiel. Il n'y a qu'à voir l'usage désastreux qui est fait de la MQ, du théorème de Gödel, des fractales ... par les "spiritualistes" de tout poil pour en comprendre les dangers. Il n'y a rien de pire que de croire qu'on sait. Qui n'a pas entendu Gatti*, par exemple, parler de la décohérence quantique ne sait rien des méfaits de la vulgarisation mal comprise.

Je ne mets pas tout dans le même sac : la plupart des sujets se prêtent bien à la vulgarisation. En ce qui concerne ceux qui sont très éloignés de notre expérience quotidienne, par leur échelle en particulier, je n'en suis pas sûr.


*un spécialiste autoproclamé des Poltergeists et de ses conséquences sur la Physique Théorique qui a longtemps tenu salon sur ce forum.

[Pepejul]

Oui parce qu'elle est également un génie de la pédagogie comme l'a affirmé la sage-femme qui l'a vue naître. En plus elle est gémeaux alors tu imagines !

[ABC]

Hum est-il possible que vous repreniez vos explications en les simplifiant puissance 10000, comme si vos lecteurs étaient des enfants de .... des ados de 12 ans ?

Tout d'abord, petite excuse pour le mode de présentation retenu dans mon précédent post. J'ai plutôt cherché à y présenter de façon résumée (mais sans dénaturer les explications) ce que je pensais avoir compris de la question du temps ainsi qu'un certain nombre de références me semblant importantes à analyser quand on s'intéresse vraiment sérieusement à la question du temps.

J'ai notamment voulu signaler que :


1/ Les lois fondamentales de la physique sont symétriques vis à vis de l'écoulement du temps, l'asymétrie émerge à notre échelle

C'est seulement à notre échelle macroscopique que se manifeste un sens d'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur.

Exemple1 : le choc de deux boules de billards

A titre d'exemple, si j'observe le choc de deux boules de billards l'une contre l'autre, que je filme cette séquence et que je passe le film à l'envers sans le dire, personne ne s'en apercevra. Concernant les lois fondamentales de la physique, c'est la même chose. Les phénomènes se déroulent selon la même dynamique (je reviens à l'état initial en suivant le même chemin) si j'inverse le sens d'écoulement du temps dans les équations du mouvement (en inversant les vitesses des boules de billard dans notre image).


Exemple2 : le verre qui tombe sur le carrelage et se casse en mille morceaux

Si maintenant, je fais tomber un verre sur le carrelage, il se casse en mille morceaux. Si je filme la séquence et que je la passe à l'envers, personne ne sera dupe. Tout le monde s'apercevra que le temps s'écoule dans le "mauvais sens" sur mon petit film. Le verre cassé qui se reconstruit et qui saute du sol pour se précipiter intact dans mes mains, personne n'y croira.

Comment le temps a-t-il émergé dans ce deuxième exemple ? Le maître mot c'est l'entropie, le manque d'information de l'observateur macroscopique sur l'état exact des systèmes qu'il observe. Pour mieux lier cette notion d'entropie à l'écoulement irréversible du temps, je vais prendre une troisième image qui va faire apparaître la dualité réversibilité/irréversibilité de l'écoulement du temps et le lien irréversibilité/entropie.


Exemple3 : la goutte d'encre noire que je laisse tomber dans un verre d'eau pure

On prend un verre d'eau très pure et on y laisse tomber une goutte d'encre noire. Peu à peu, l'encre va se diluer dans l'eau et, au bout d'un certain temps, je n'aurais plus une goutte d'encre concentrée en un point et de l'eau pure autour mais une eau uniformément grise. Là aussi l'écoulement irréversible du temps se manifeste via ce phénomène irréversible de diffusion de la goutte d'encre noire dans l'eau. Si je filme ce phénomène et que je passe le film à l'envers, tout le monde s'apercevra de la supercherie.

Pourtant, si je prend maintenant un microscope et que je regarde mes molécules d'encre, entre le début et la fin il ne s'est rien passé de très spécial. J'ai toujours des molécules d'encre qui se baladent au milieu de molécules d'eau. D'ailleurs, en théorie, si je parvenais à isoler mon verre d'eau de toute interaction avec le milieu extérieur, si j'inversais la vitesse de toutes les molécules d'encre et qu'aucune cause (telle que la gravitation) ne venait briser la symétrie, mes molécules d'encre iraient se reconcentrer au point où j'ai laissé tomber la goutte d'encre. En pratique, ça ne marchera pas. La moindre petite perturbation (et il y en aura, ne serait-ce que l'agitation thermique) empêchera ce retour vers l'état initial car mon système n'est jamais parfaitement isolé de son environnement.

Ce que cet exemple met cependant en évidence, c'est que l'écoulement irréversible du temps est indissociablement lié à l'échelle d'observation, et, plus précisément, à la description incomplète de l'état d'équilibre (perçu comme) "final" du verre d'eau. A la "fin", lorsque l'encre a "fini" de se mélanger à l'eau, la situation semble figée. Pour moi, à l'échelle où je l'observe, je considère que j'ai atteint un état d'équilibre et l'évolution ne peut se faire spontanément que de l'état initial, "goutte d'encre concentrée", vers l'état final "goutte d'encre diluée".

En réalité, les molécules d'encre continuent à se mouvoir dans l'eau, mais je ne vois pas ce mouvement. A l'échelle microscopique, rien n'est arrêté, rien n'est terminé et le retour de l'état final vers l'état initial est possible en inversant toutes les vitesses de toutes les molécules. Je perçois le phénomène de dilution de la goutte d'encre dans l'eau comme irréversible en raison de ce manque d'information sur l'état final, manque d'information qu'on appelle l'entropie de cet état final (alors qu'il caractérise, en fait, bien mieux ma myopie que l'état du système observé).

Bref ce ne sont pas les phénomènes irréversibles qui se "déroulent" dans un temps objectif, évoluant irréversiblement du passé vers le futur, et qui serait indépendant à la fois :

• du monde dans lequel nous vivons,
• de la façon dont nous interagissons avec lui et de l'information que nous recueillons via ces interactions,

ce sont ces phénomènes irréversibles (en raison de notre mode de recueil d'information et d'une fuite d'informations hors de notre portée) sur lesquels nous construisons une notion d'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur. Cette notion est très profondément enracinée dans notre façon de parler et de penser, à tel point qu'il nous est impossible de remettre les choses dans l'ordre : l'information et son prélèvement en premier, l'écoulement irréversible du temps en second comme conséquence du premier.

A l'échelle microscopique, l'écoulement irréversible du temps n'existe (probablement) pas (à "bémoliser" eu égard à l'asymétrie T de l'interaction faible).

2/ La relativité des durées et de la simultanéité

Vis à vis de la Relativité Restreinte, la simultanéité entre deux évènements et la durée séparant ces deux évènements dépend du mouvement de l'observateur. Pour pouvoir définir un écoulement du temps partout dans l'espace-temps, on a donc besoin d'un référentiel privilégié d'observation. Selon l'hypothèse dite du temps thermique, ce référentiel privilégié émerge de la "myopie" (un manque d'information) d'un observateur (ou d'une famille d'observateurs caractérisés par la même "myopie"). C'est le point de vue développé par P. Martinetti, C. Rovelli et A. Connes (médaillé Field et auteur d'un ouvrage de vulgarisation : le théâtre quantique). Il permet de réconcilier le manque d'un écoulement du temps privilégié propre à la Relativité avec le besoin d'un écoulement privilégié du temps en physique quantique (un référentiel si on préfère le dire comme ça).

3/ La formulation time-symmetric de la physique quantique, la mesure faible, le paradoxe des 3 boîtes

Dans le prolongement du point 2/, dans le cadre de la formulation explicitement symétrique de la mécanique quantique vis à vis de l'écoulement du temps développée par les Aharonov, Bergmann, Lebowitz, Albert, Vaidman, Lundeen, Steinberg, Tollaksen, Popescu, Elitzur, Kwait, Price, Bamber, Rohrlich et quelques autres, l'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur et le principe de causalité (le fait d'observation selon lequel les causes précèdent systématiquement les effets et le fait que l'on n'ait pas de souvenirs du futur) émerge seulement à notre échelle d'observation macroscopique.

A l'échelle quantique, les effets semblent se moquer du sens d'écoulement du temps et du principe de causalité valide à notre échelle d'observation. Un certain nombre d'effets s'interprètent, selon eux, comme agissant à rebrousse-temps et une modélisation plus complète des effets à cette échelle (notamment dans le cadre des mesures dites faibles) demande la prise en compte:

• d'un vecteur d'état évoluant du passé vers le futur
  .
• d'un deuxième vecteur d'état évoluant du futur vers le passé

A titre d'exemple, pour illustrer cette interprétation rétrocausale à l'échelle quantique, je présente, sur le Power Point ci-dessous, le paradoxe des 3 boîtes (je pourrais aussi poster un petit power point rédigé dans le même esprit sur l'expérience du choix retardé). L'idée est la suivante.

• Je considère 3 boîtes A, B et C
  .
• je présélectionne une famille de photons dans l'état superposé A + B + C
  cela signifie que les photons sont, à l'issue de la mesure réalisant cette présélection, à la fois en A, en B et en C
  .
• je réalise une deuxième mesure forte de ces mêmes photons et postsélectionne ceux qui sont dans l'état A + B - C
  cela signifie que les photons sont, à l'issue de cette deuxième mesure, à la fois en A, en B et en C mais avec une phase quantique opposée dans C
  .
• je réalise entre ces deux mesures, une mesure dite faible (c'est à dire perturbant peu l'état des photons) de la présence des photons
  • soit en A, et dans ce cas ces mesures faibles m'indiquent une probabilité de présence de 100% en A,
  • soit en B, et dans ce cas ces mesures faibles m'indiquent une probabilité de présence de 100% en B,
  • soit en C, et dans ce cas ces mesures faibles m'indiquent une probabilité de présence de - 100% en C.

Ce 3ème résultat est interprété (par les Vaidmann, Aharonov, Tollaksen, Popescu, Rohrlich et quelques autres) comme une évolution du photon à rebrousse-temps à l'échelle quantique. Les 3 planches de power point ci-dessous (à regarder en mode diaporama pour avoir un déroulement animé. Cliquer sur le petit icône représentant un écran, tout en bas à droite, à côté du zoom dans la barre d'état)

paradoxe des 3 boîtes.pptx

4/ Conclusion

L'écoulement du temps, et l'irréversibilité de cet écoulement du passé vers le futur, existe seulement parce que nous avons une connaissance très très incomplète des objets et phénomènes que nous observons à notre échelle. Cette connaissance très incomplète de l'état d'un système (que l'on croit pourtant bien connaître à notre échelle d'observation) est ce que l'on appelle l'entropie.

C'est grâce à ce manque d'information...
...que nous pouvons recueillir, sur les objets et phénomènes que nous observons, des informations (grâce à des mesures enregistrant irréversiblement ces informations). Irréversiblement, ça veut dire avec création d'entropie. Pas d'entropie (pas d'incomplétude de notre connaissance de l'état des systèmes observés), ça voudrait dire pas de notion de temps, pas de principe de causalité et même pas de recueil d'information du tout concernant les objets et phénomènes physiques que nous observons (un peu paradoxal n'est-ce pas ?).

Si nous n'étions pas myopes et malentendants nous serions donc aveugles et sourds.

[Wooden Ali]

Si nous n'étions pas myopes et malentendants nous serions donc aveugles et sourds.

Heureusement qu'il y a des voyants pour remédier à ce triste état de fait.
Ils savent, eux ...

[Emanuelle]

Merci beaucoup ABC.
C'est très très très intéressant.
Cela me permet de voir des choses que je ne voyais pas.
Je digère un peu plus tout ça; cela va me prendre du temps (encore lui !) pour peut-être poser 1 ou 2 questions plus tard.

[Pepejul]

On attend impatiemment l'analyse de ressuscitée....

[Raphaël]

ce sont ces phénomènes irréversibles (en raison de notre mode de recueil d'information et d'une fuite d'informations hors de notre portée) sur lesquels nous construisons une notion d'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur.

Exactement. On tient le temps responsable du sens d'écoulement irréversible alors que ce sont les phénomènes irréversibles qui en sont la cause.

Pour moi ça tire un trait définitif sur toute possibilité de voyager dans le passé historique.

[curieux]

Pour moi ça tire un trait définitif sur toute possibilité de voyager dans le passé historique.

Bonjour

d'autant plus que les rêveurs qui pensent qu'un jour ce sera néanmoins possible balaient sous le tapis que s'ils étaient projetés dans le passé alors ils auraient une preuve indéniable rien qu'en regardant le ciel étoilé que ce n'est pas simplement eux mais l'univers complet qui aurait retrouvé une position antérieure.
Les lois de la physique sont telles que pour ça, il faudrait une action instantanée sur les cent ou deux cents milliards de galaxies, elles mêmes composées du même nombre d'étoiles, de l'univers. Rien que pour faire ça, il faudrait dépenser une énergie que l'univers lui même ne contient pas.
ABC l'a bien montré avec l’irréversibilité des positions des molécules de Ricard dans un verre d'eau. (désolé je ne bois jamais d'encre. )

Pas possible de tricher là, si le voyageur (astronome de formation) emporte une carte du ciel de son époque, il verrait aussitôt en quelle année il a atterri même si c'est en plein désert.

[25 décembre]

Je ne sais pas si je dois poser cette question dans "science" ou ailleurs. Combien y a t-il de sortes de temps.

C'est mieux dans "Sciences". Le sujet est suffisamment difficile, déjà dans ce cadre, pour qu'il soit plus prudent de ne pas en sortir.

Une interprétation commence à être envisagée concernant l'écoulement irréversible du temps : l'hypothèse du temps thermique proposant une interprétation de l'écoulement irréversible du temps de nature thermodynamique statistique. Selon cette hypothèse, le temps émerge à l'échelle macroscopique grâce à notre myopie (modélisée par l'entropie sans laquelle il n'y aurait pas de second principe de la thermodynamique et donc pas de notion d'écoulement irréversible du temps).

Je pose une question pour m'aider à comprendre de façon simplifié le temps thermique sans aucune équation.

Est-ce que le temps thermique est contenu dans toute la matière dans les premiers instants de l'univers à la température maximale proposé par la température maximale de Plank.

[ABC]

Une interprétation commence à être envisagée concernant l'écoulement irréversible du temps : l'hypothèse du temps thermique proposant une interprétation de l'écoulement irréversible du temps de nature thermodynamique statistique. Selon cette hypothèse, le temps émerge à l'échelle macroscopique grâce à notre myopie (modélisée par l'entropie sans laquelle il n'y aurait pas de second principe de la thermodynamique et donc pas de notion d'écoulement irréversible du temps).

Je pose une question pour m'aider à comprendre de façon simplifié le temps thermique sans aucune équation. Est-ce que le temps thermique est contenu dans toute la matière dans les premiers instants de l'univers à la température maximale proposé par la température maximale de Plank.

Le temps thermique est un temps associé à un état d'équilibre. Un état d'équilibre est défini par une densité de probabilité dans l'espace des états. A cette densité de probabilité, on peut associer un Hamiltonien. L'Hamiltonien (opérateur énergie agissant sur l'espace de phase du système) permet de modéliser la dynamique d'évolution du système au moyen des équations dites de Hamilton.

Où l'observateur (et pas seulement la matière) intervient-il là dedans ? Dans la distribution de probabilité indiquant que l'observateur ne sait pas tout.

Comment se fait-il qu'à l'instant initial "l'observateur" (observateur virtuel bien sûr, il est implicitement caractérisé par la façon dont on définit les grandeurs physiques) "sache tout" lors du Big Bang dans le modèle du Big Bang selon physique classique ? Je suppose (mais vous posez une question qui va au delà de ce que j'ai étudié sérieusement, donc ce qui suit est à prendre avec des pincettes) parce que la température est infinie (je pense) dans le modèle du Big Bang approché par la physique classique (classique au sens Relativité Générale, donc non quantique).

Que se passe-t-il si on prend en compte la physique quantique ? On n'en sait rien (même si des travaux ont été réalisés sur ce sujet) puisqu'on n'a pas de théorie modélisant à la fois la physique quantique et la gravitation (http://fr.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%A9_quantique). En physique quantique, on ne peut pas atteindre la singularité Big Bang modélisée par la physique classique puisqu'elle entre en conflit avec le principe d'incertitude de Heisenberg. Au temps de Planck de l'ordre de 5 10^-44 seconde, la température atteint la limite de Planck de 1.42 10^23 K. Au delà de cette limite, la physique classique ne s'applique. De plus, même en astrophysique classique, on n'a pas encore de modèle complètement satisfaisant, unanimement accepté et expérimentalement vérifié, rendant compte de l'ensemble des observations.

Je ne trouve pas, mais alors pas du tout, que le Big Bang soit un bon exemple pour comprendre l'hypothèse du temps thermique (http://fr.wikipedia.org/wiki/Carlo_Rovelli). On pouvait difficilement poser une question plus compliquée sur ce sujet.

[richard]

Le temps n'a pas pu commencer à un moment où le temps n'existait pas encore...

[kestaencordi]

Le temps n'a pas pu commencer à un moment où le temps n'existait pas encore...

ca veut donc dire que la physique s'est trompé?

ou j'ai mal compris la physique?

[25 décembre]

Comment se fait-il qu'à l'instant initial "l'observateur" (observateur virtuel bien sûr, il est implicitement caractérisé par la façon dont on définit les grandeurs physiques) "sache tout" lors du Big Bang dans le modèle du Big Bang selon physique classique ? Je suppose (mais vous posez une question qui va au delà de ce que j'ai étudié sérieusement, donc ce qui suit est à prendre avec des pincettes) parce que la température est infinie (je pense) dans le modèle du Big Bang approché par la physique classique (classique au sens Relativité Générale, donc non quantique).

Dans les premières version du Big-bang ça conduisait à un univers infiniment petit et à une température infiniment grande. Le mot infini n'est pas compatible avec la matière quelle quelle soit.

Que se passe-t-il si on prend en compte la physique quantique ? On n'en sait rien (même si des travaux ont été réalisés sur ce sujet) puisqu'on n'a pas de théorie modélisant à la fois la physique quantique et la gravitation (http://fr.wikipedia.org/wiki/Gravit%C3%A9_quantique). En physique quantique, on ne peut pas atteindre la singularité Big Bang modélisée par la physique classique puisqu'elle entre en conflit avec le principe d'incertitude de Heisenberg. Au temps de Planck de l'ordre de 5 10^-44 seconde, la température atteint la limite de Planck de 1.42 10^23 K. Au delà de cette limite, la physique classique ne s'applique. De plus, même en astrophysique classique, on n'a pas encore de modèle complètement satisfaisant, unanimement accepté et expérimentalement vérifié, rendant compte de l'ensemble des observations.

Je ne trouve pas, mais alors pas du tout, que le Big Bang soit un bon exemple pour comprendre l'hypothèse du temps thermique (http://fr.wikipedia.org/wiki/Carlo_Rovelli). On pouvait difficilement poser une question plus compliquée sur ce sujet.

[/quote]

Voici mon interprétation du début de l'univers en prenant pour vrai l'idée qu'il existe disons "un monde" non matériel sans espace et sans temps.
Avec cette prémisse, je pense qu'il y a eu un changement d'état d'immatériel à matériel qui s'est réalisé sur la période du temps de Plank. À ce moment le matériel à commencé son expansion. Au temps de Plank toute la matière et l'énergie de l'univers étaient présents. C'est à ce moment que le temps total était présent dans la matière-énergie. L'univers a dépensé 13,7 milliards d'années sur le temps total qu'il possédait à son début. La thermodynamique ou la physique quantique associée avec la vitesse d'expansion pourrait nous donner le temps qu'il reste à l'univers. Le temps est un compte à rebours qui nous conduit au moment où le temps, la matière et la chaleur n'existeront plus.

Ma conception de la forme de l'univers est qu'il est fini avec un bord qui s'agrandit avec l'inflation. Notre univers s'agandit dans un exo-univers immatériel, celui là même qui lui a donné un début.

[richard]

salut 25 décembre! tu as écrit

Voici mon interprétation du début de l'univers en prenant pour vrai l'idée qu'il existe disons "un monde" non matériel sans espace et sans temps.

La création du monde est "expliqué" de diverses manières.

Les mythes offrent diverses versions de la création de l'univers actuel ; certains le décrivent comme né du néant, d'autres pensent qu'il a toujours existé et d'autres encore disent que ce serait un être intemporel qui aurait rêvé ou créé notre monde - sans témoins humains - en un instant, en six jours selon la Bible, ou en une longue suite d'événements.

C'est au choix! Comme on le voit, l'explication actuelle, par le big-bang, est une option parmi d'autres.

[Emanuelle]

Bonjour ABC

Je commence par m'excuser tout de suite parce que je vais peut-être dire pas mal de n'importe quoi.
J'ai commencé par tenter de comprendre le temps à travers les videos d'E. Klein. Et du coup, si vous voulez bien, je vais faire un rapprochement entre ce que vous dites et ce qu'il dit pour continuer à clarifier (ou cela va m'embrouiller :-)).

Klein distingue l’irréversibilité du temps et l’irréversibilité des phénomènes temporels.
Les lois de Newton semblent dire que les phénomènes sont réversibles (puisque t ou –t, cela ne change pas les résultats des équations) alors que ce n’est pas ce que nous observons. Mais et excusez ma naïveté, les lois de Newton décrivent des mouvements donc ce qui semble réversibles ce sont les mouvements pas le temps. Je peux effectuer un mouvement puis le « réversibiliser » ( !), je n’aurai pas renverser le temps pour autant (ouf !).
Est-ce trop naïf ? Donc cette distinction irréversibilité du temps et irréversibilité des phénomènes semble importante.

Comment les phénomènes « deviennent »-ils irréversibles ? A cause de leur complexité, du grand degré de liberté des systèmes (dit Klein), parce qu’ils ne sont pas isolés etc… C’est cette complexité qui fait qu’on ne verra pas un mouvement réversible alors qu’en théorie c’est possible. Est-ce exact ?

Mais le verre qui se casse est-il en théorie un mouvement réversible ? Aïe, difficile à imaginer !

Dans l’exemple de la goutte d’encre, ce que je comprends de ce que vous dites c’est que c’est notre myopie qui fait que l’on a l’impression d’un début (goutte tombe) et d’une fin (dilution) mais le mouvement continue. Il est en théorie réversible selon les lois de Newton mais pas si on ajoute les lois de la thermodynamique ( je dis n’importe quoi là ?) qui elles de toute façon sont irréversibles. Alors question : qu’est-ce qui fait que les lois de la thermodynamique sont irréversibles ? Pouvez-vous développer un tout petit peu ce point (tout en continuant à vous adresser à des ados de 12 ans) ? Est-ce là qu’intervient la myopie de l’observateur ? Il me manque un tout petit quelque chose là pour que je commence (peut-être !) à comprendre :

[*]de la façon dont nous interagissons avec lui et de l'information que nous recueillons via ces interactions, [/list]
ce sont ces phénomènes irréversibles (en raison de notre mode de recueil d'information et d'une fuite d'informations hors de notre portée) sur lesquels nous construisons une notion d'écoulement irréversible du temps du passé vers le futur. Cette notion est très profondément enracinée dans notre façon de parler et de penser, à tel point qu'il nous est impossible de remettre les choses dans l'ordre : l'information et son prélèvement en premier, l'écoulement irréversible du temps en second comme conséquence du premier.

A moins que ce soit ce que vous expliquez en 2/ Pourriez-vous développer un tout petit peu ?

3/Question peut-être naïve : à l’échelle quantique, comment décrit-on le mouvement ?
Cause à rebrousse-temps : cela rejoint-il ce que Aristote désignait comme « cause finale » ? Si c’est le cas, ce n’est peut-être pas si éloigné de ce que l’on peut imaginer même si je me doute que cela ne doit pas être aussi « naïf » que cela. Une analogie (et ce n’est réellement qu’une analogie) avec notre expérience : quand j’imagine (dans le sens se représenter quelque chose du futur, anticiper) quelque chose, je le fais au présent mais cette « imagination » va interagir avec ce que je suis et pourra parfaitement influencer une décision que je prends au présent : tenter de réaliser ou non cet événement futur.

J’ai lu sur ce forum des choses négatives sur la relativité d’échelles de Laurent Nottale (livre à proscrire paraît-il). Pourtant sa théorie rejoint-elle ce que vous dites sur la myopie de l’observateur ? Si je change d’échelles, je vois mieux.
Est-ce que je peux vous demander votre avis sur cette théorie ? Elle parle, paraît-il, d’une cinquième dimension à une certaine échelle (toute petite) et du coup d’une spatialisation du temps. Pourriez-vous m’éclairer un tout petit peu ?

4/ Votre conclusion est très intéressante (sauf la toute fin peut-être, "aveugles et sourds"). Je vous poserai des questions là-dessus plus tard si vous voulez bien.

[Pepejul]

Un exemple qui m'avait marqué à la fac il y a bien longtemps :

On peut mélanger de l'eau chaude et de l'eau froide (états initiaux) et obtenir de l'eau tiède (état final) sans dépenser d'énergie.

Pour revenir à l'état initial (eau chaude et froide séparées) il faut rajouter de l'énergie.

Est-ce ceci que tu demandes ?

[86lw]

On peut mélanger de l'eau chaude et de l'eau froide (états initiaux) et obtenir de l'eau tiède (état final) sans dépenser d'énergie.

Euh,...
Je suis d'une nullité abyssale en physique, mais ça me surprend un peu: il a bien fallu de l'énergie pour porter cette eau à une certaine température, non?
Et lors du mélange, il y a bien "transfert" de cette énergie vers l'eau froide, et donc "dépense", n'est-ce pas?

[Pepejul]

Oui mais il en faut plus pour revenir à l'État initial. C'est l'entropie qui diminue ou qui augmente je ne me souviens plus. J'étais nul en physique.

[25 décembre]

Les mythes offrent diverses versions de la création de l'univers actuel ; certains le décrivent comme né du néant, d'autres pensent qu'il a toujours existé et d'autres encore disent que ce serait un être intemporel qui aurait rêvé ou créé notre monde - sans témoins humains - en un instant, en six jours selon la Bible, ou en une longue suite d'événements.

Wiki écrit aussi: "Le terme mythe est souvent employé pour désigner une croyance manifestement erronée au premier abord, mais qui peut se rapporter à des éléments concrets exprimés de façon symbolique1 et partagée par un nombre significatif de personnes."

Je ne suis pas certain d'avoir utilisé un mythe comme prémisse. C'est une conclusion que je fais en extrapolant la petitesse des éléments découverts par la physique quantique. La théorie des cordes nous amène encore dans le plus petit. On ne peut pas diviser la matière de façon infinie. Il doit donc y avoir un moment où la non matière est devenue matière. La non matière la plus connue est la pensée mais il doit y avoir d'autres non matières, de là l'idée d'un "Monde" sans matière.

[ABC]

Je vais peut-être dire pas mal de n'importe quoi.

Non. Vos questions sont, selon moi, bien ciblées sur le point dur, le fait que se soit :

• notre "myopie" d'observateur macroscopique,
  .
• notre manque d'information nous amenant à regrouper en classes d'équivalences, appelées états macroscopiques, des états quantiques distincts mais perçus comme identiques à notre échelle,

qui fasse émerger l'irréversibilité des évolutions observées à notre échelle et, de ce fait, une notion d'écoulement irréversible du temps. A noter que ce point de vue, défendu par les C. Rovelli, P. Martinetti et A. Connes notamment, reste peut-être bien minoritaire pour l'instant.

Klein distingue l’irréversibilité du temps et l’irréversibilité des phénomènes temporels.

Donc pour lui, il y a une sorte d'irréversibilité absolue de l'écoulement du temps qui serait indépendante de l'irréversibilité des phénomènes observés à notre échelle.

Pour ma part je commence plus ou moins à accepter d'abandonner (depuis un an environ) la vision :

• d'une sorte d'irréversibilité absolue de l'écoulement du temps, qui serait indépendante des phénomènes irréversibles sur lesquels reposent (selon moi) la signification physique de cet écoulement irréversible du temps,
  .
• d'une sorte d'irréversibilité de certains phénomènes qui serait objective, absolue, indépendante de l'échelle d'observation. Cette irréversibilité serait, en quelque sorte, indépendante de la fuite d'information, hors de portée de l'observateur, sur l'état physique des systèmes évoluant de façon irréversible (alors que l'irréversibilité d'évolution des phénomènes consiste précisément en cette fuite d'information hors de portée de l'observateur). Sans l'incomplétude d'une description macroscopique, les évolutions de ces phénomènes seraient hamiltoniennes, donc réversibles (car alors isentropiques comme l'illustre très bien l'équation de Liouville par exemple).

Cette hypothèse d'un écoulement objectivement irréversible du temps et de phénomènes physiques qui seraient objectivement irréversibles me semble être l'analogue du sentiment assez naturel (mais faux selon moi) selon lequel une sorte de contenant objectif et vide, un espace-temps objectif, indépendant de notre interaction avec l'univers (et du mode de recueil d'information qui découle de cette interaction) préexisterait :

• à son contenu : la matière, l'énergie et les phénomènes physiques observés,
  .
• à notre interaction avec eux et à notre mode de recueil d'informations sur ces interactions.

Je pense plutôt que la vision inverse est plus juste :

• le contenu : la matière, l'énergie, les phénomènes physiques observés, d'une part,
  .
• notre interaction avec eux et notre mode de recueil d'information sur ces interactions via des enregistrements irréversibles, d'autre part,

forment le socle sur lequel est construit :

• un contenant : l'espace-temps de la physique classique muni de sa structure causale d'une part,
  .
• un écoulement du temps irréversible et privilégié plus ou moins requis en cosmologie quantique (1).

Les lois de Newton semblent dire que les phénomènes sont réversibles (puisque t ou –t, cela ne change pas les résultats des équations) alors que ce n’est pas ce que nous observons. Mais les lois de Newton décrivent des mouvements, donc ce qui semble réversible ce sont les mouvements pas le temps.

Mon sentiment, c'est que le temps est un moyen de représenter la dynamique de ces mouvements, un modèle donc. Évidemment le temps est très profondément enraciné dans notre langage (dont les verbes ont tous un temps) et dans notre pensée structurée comme l'écoulement du temps (à moins que ce ne soit l'inverse) donc nous avons tendance à considérer le temps, son écoulement irréversible et le principe de causalité qui repose sur cet écoulement irréversible comme une sorte de réalité objective, préexistant à tout.

Voir le temps comme n'étant pas un concept premier est très contrintuitif. De plus, ce point de vue sur le temps peut donner lieu à quelques réactions assez vives de personnes (peut-être bien une majorité même, et peut-être même surtout, des scientifiques professionnels), dont la compétence scientifique ne peut absolument pas être mise en cause, estimant au contraire que le temps est un concept premier et doit absolument rester considéré comme tel. Donc ma réponse ne correspond pas (pas encore ?) à un point de vue largement accepté.

Je peux effectuer un mouvement puis le « réversibiliser » ( !), je n’aurai pas renversé le temps pour autant (ouf !).

En toute rigueur, vous avez raison. Le renversement des vitesses est un renversement de l'impulsion p = mv, c'est à dire une symétrie P. Cette symétrie est associée au renversement de l'espace et non au renversement du temps, cf. Jean Marie Souriau, Structure of Dynamical System, éditions Birkhäuser, §13 The principles of symplectic mechanics, inversion of space and time, a particle of non zero mass. Je n'avais pas rappelé ce point là craignant que ce soit plus de nature à rendre les explications encore moins faciles à digérer.

Mathématiquement, un vrai renversement du temps impliquerait donc un changement du signe des masses et des énergies (l'Hamilonien H, une énergie, est bien associé au temps). Pour notre discussion, identifier renversement du temps et renversement des vitesses est suffisant (même si c'est incorrect mathématiquement). Mon but, c'est de faire apparaître le rôle de l'entropie et de la "myopie" de l'observateur macroscopique dans l'émergence d'un temps s'écoulant irréversiblement du passé vers le futur lors du franchissement de la frontière classique quantique.

Pour ma part (mais je crains toutefois qu'il ne s'agisse d'un point de vue minoritaire), je ne crois plus qu'il existe un écoulement irréversible du temps et un principe de causalité qui seraient valides avant franchissement de la frontière classique quantique. Cette frontière est vaguement poreuse, mais pas tant que ça. La frontière classique quantique ne laisse passer que de l'information classique et interdit tout ce qui ne respecterait pas les no-go theorem de l'information quantique dont (et je dois en oublier) :

• le no-communication theorem,
• le no-cloning theorem,
• l'impossibilité de violer les inégalités de Heisenberg,
• l'impossibilité de téléportation dite classique,
• le principe de causalité,

Pour moi, toutes ces impossibilités, propres à la théorie de l'information quantique, doivent être ou devraient pouvoir être, d'une façon ou d'une autre, reliées à l'impossibilité de recueillir sur un système isolé observé (dont nous ferions partie, sinon il ne serait pas isolé) une quantité d'information qui ferait baisser notre manque d'information sur ce système en dessous d'un seuil de nature thermodynamique statistique appelé entropie du système.

Bref, ces no-go theorem, à l'origine selon moi de la perception d'un écoulement irréversible du temps, sont la manifestation d'une sorte de rendement informationnel (je détaille ce point un peu plus loin). Au moins pour l'instant, nous devrions considérer cette limite, base de l'impossibilité d'un démon de Maxwell (Le démon de Maxwell, David Poulin, http://www.physique.usherbrooke.ca/poul ... ent/dm.pdf), comme une limite infranchissable de notre accès à l'information.

Comment les phénomènes « deviennent »-ils irréversibles ? A cause de leur complexité, du grand degré de liberté des systèmes (dit Klein), parce qu’ils ne sont pas isolés etc… C’est cette complexité qui fait qu’on ne verra pas un mouvement réversible alors qu’en théorie c’est possible. Est-ce exact ?

Pour moi, la bonne réponse (avec les bémols précédemment rappelés) se trouve dans l'hypothèse du temps thermique proposée par C. Rovelli

“Forget time”, essay written for the FQXi contest on the Nature of Time, Carlo Rovelli, (Dated: August 24, 2008)
http://fqxi.org/data/essay-contest-file ... i_Time.pdf

VI. RECOVERY OF TIME
The time of our experience is associated with a number of peculiar features that make it a very special physical variable. Intuitively (and imprecisely) speaking, time “flows”, we can never “go back in time”, we remember the past but not the future, and so on. Where do all these very peculiar features of the time variable come from? I think that these features are not mechanical. Rather they emerge at the thermodynamical level. More precisely, these are all features that emerge when we give an approximate statistical description of a system with a large number of degrees of freedom.

VI la récupération du temps (C. Rovelli commence par faire perdre au temps son statut de notion première. Voui, mais on observe son écoulement et on est même capable, avec les horloges atomiques, de mesures d'une précision d'une seconde sur 15 milliards d'années. Il faut donc bien le faire "réapparaître" quand même en tant que grandeur observable)
Le temps de notre expérience est associé à un grand nombre de propriétés très étranges qui donnent à cette grandeur physique son caractère spécifique. Intuitivement (et exprimé grossièrement) le temps s'écoule, nous ne pouvons jamais revenir en arrière dans le temps (2), nous nous rappelons le passé et pas le futur et ainsi de suite. D'où viennent toutes ces étranges propriétés du temps. Je pense que ces propriétés ne sont pas mécaniques. Elles émergent plutôt au niveau thermodynamique. Plus précisément, toutes ces propriétés émergent quand nous donnons une description statistique approximative (3) d'un système possédant un grand nombre de degrés de liberté.

Mais le verre qui se casse est-il en théorie un mouvement réversible ? Aïe, difficile à imaginer !

Et pourtant oui, il l'est d'un point de vue théorique. Tous les phénomènes sont T-symétriques (à l'exception de la désintégration faible). En pratique, cette réversibilité ne nous est pas accessible, pas plus qu'il ne nous est possible de faire baisser l'entropie d'un système isolé dont nous ferions partie. Cette impossibilité, à l'origine de l'impossibilité d'un démon de Maxwell, je l'interprète comme une sorte de rendement informationnel.

Pour expliquer ce point, je me place dans un système isolé dont je suis une partie ainsi que quelques autres observateurs (sinon il n'est pas isolé et, par ailleurs, j'ai besoin des autres observateurs pour faire apparaître la notion d'intersubjectivité). Pour recueillir de l'information sur ce système et laisser ce système isolé, je dois enregistrer cette information dans ce système.

Pour que cette information soit robuste, c'est à dire résiste aux agressions de l'environnement (l'environnement de mémoires contenues dans le système), il me faut une énorme redondance, bref, des bains thermiques donc de l'entropie (de l'information perdue). Je stocke donc une information stable dans le temps, partageable sans incohérence (donc intersubjective), mais très insuffisante pour caractériser complètement l'état du système puisque j'ai du sacrifier une énorme quantité d'information pour obtenir la stabilité des informations qui pour moi (pour nous en fait, on est plusieurs dans ce système isolé) est pertinente.

C'est grâce à cette redondance, que l'information enregistrée est en mesure de résister aux agressions du support d'enregistrement par son environnement. J'ai une information solide, pertinente à mon échelle d'information, partageable sans incohérence, mais très très inférieure à la quantité d'information qui serait requise pour décrire complètement l'état du système dans lequel j'ai enregistré cette information. L'impossibilité de diminuer le manque d'information requis pour caractériser complètement l'état du système isolé en dessous d'un certain niveau (manque d'information sur l'état du système qu'on appelle l'entropie du système) est donc une sorte de rendement informationnel. Pour moi, c'est de cette contrainte de nature informationnelle et statistique qu'émerge l'écoulement irréversible du temps.

Une description plus précise de l'émergence de l'information classique (sans laquelle, selon moi, il n'y aurait pas d'écoulement irréversible du temps. Pour que la notion d'écoulement irréversible du temps existe, il faut bien quelque chose qui enregistre irréversiblement cet écoulement), est présentée dans Environment as a Witness: Selective Proliferation of Information and Emergence of Objectivity in a Quantum Universe, Harold Ollivier, David Poulin, Wojciech H. Zurek, (Nov 2005) http://arxiv.org/abs/quant-ph/0408125.

Dans l’exemple de la goutte d’encre, ce que je comprends de ce que vous dites c’est que c’est notre myopie qui fait que l’on a l’impression d’un début (goutte tombe) et d’une fin (dilution) mais le mouvement continue. Il est en théorie réversible selon les lois de Newton mais pas si on ajoute les lois de la thermodynamique qui elles de toute façon sont irréversibles. Alors question : qu’est-ce qui fait que les lois de la thermodynamique sont irréversibles ? Pouvez-vous développer un tout petit peu ce point. Est-ce là qu’intervient la myopie de l’observateur ? Il me manque un tout petit quelque chose là pour que je commence (peut-être !) à comprendre :

La réponse, je l'ai développée ci-dessus. L'irréversibilité des phénomènes physiques ....
...C'est notre "myopie" d'observateur macroscopique. C'est elle qui fait émerger l'écoulement irréversible du temps. C'est pour cela qu'elle n'existe probablement pas (à mon avis) avant franchissement de la frontière quantique classique. Quand l'eau est devenue, à nos yeux, uniformément grise, quelque chose est fini...
...à notre échelle d'observation.

A l'échelle microscopique, quand on décrit tout dans le moindre détail, il ne s'est rien passé de spécial. A cette échelle d'observation, demandant une quantité d'information chiffrable en de multiples fois 10^23 bits (des centaines de milliers, de milliards, de milliards de bits d'information donc, contre une description macroscopique demandant rarement plus de quelques centaines de milliers de bits dans des modèles complexes), les états microscopiques qui se succèdent à la fin de la diffusion de la goutte d'encre dans l'eau sont tout aussi différents les uns des autres que de l'état initial.

3/Question peut-être naïve : à l’échelle quantique, comment décrit-on le mouvement ?

• Par une équation d'évolution de l'état quantique dans la présentation standard de la physique quantique (4).
  .
• par deux équations d'évolution dans la formulation time symmetric, l'une modélisant l'évolution de l'état quantique passé dans le sens passé futur, l'autre modélisant l'évolution de l'état quantique futur du futur vers le passé (A time-symmetric formulation of quantum mechanics, Yakir Aharonov, Sandu Popescu, and Jeff Tollaksen, November 2010 Physics Today, http://www.tau.ac.il/~yakir/yahp/yh171.pdf)

Cause à rebrousse-temps : cela rejoint-il ce que Aristote désignait comme « cause finale » ? Si c’est le cas, ce n’est peut-être pas si éloigné de ce que l’on peut imaginer même si je me doute que cela ne doit pas être aussi « naïf » que cela.

En tout cas :

• quand on pré-sélectionne des spins 1/2 dans un état de spin vertical up
  .
• que l'on post-sélectionne ensuite ces spins 1/2 dans un état de spin horizontal right

les mesures faibles réalisées après cette présélection mais avant la post-sélection :

• confirment le spin up obtenu avant mesure faible (bon là ça va)
  .
• confirment aussi, c'est plus surprenant, le spin right obtenu après cette mesure faible

Vu avec notre point de vue d'observateur macroscopique, on peut voir ça comme une sorte d'interaction rétrocausale...
...dont on ne peut cependant pas se servir pour prédire l'avenir.

En effet, tant que la post-sélection n'est pas réalisée, il n'y a pas moyen de connaître les résultats de mesure faible spécifiques aux spins 1/2 post-sélectionnés. On constate donc, après coup, que les résultats de mesure faible ont anticipé les résultats de post-sélection.

D'une certaine façon, on peut dire qu'il y a eu action rétrocausale, mais cette rétrocausalité (interprétation donnant lieu à des points de vue en majorité je pense assez fortement opposés pour l'instant) est cachée derrière la frontière classique quantique. Elle est inaccessible à l'observateur macroscopique. N'empêche que c'est quand même grâce à cette "façon de voir les choses" (Y. Aharonov, E. Cohen, D. Grossman, A.C. Elitzur
Can a future choice affect a past measurement’s outcome? International Conference on New Frontiers in Physics", Crete, June 2012
http://arxiv.org/abs/1206.6224) que les Aharonov, Bergmann, Lebowitz, Albert, Vaidmann ont mis au point la mesure faible avec des résultats dont personne ne conteste la pertinence et la performance (O. Hosten and P.G. Kwiat, Observation of the spin hall effect of light via weak measurement, Science Vol. 319 no. 5864 pp. 787-790 (2008) http://www.sciencemag.org/content/319/5864/787,

P.B. Dixon, D.J. Starling, A.N. Jordan, J.C. Howell, Ultrasensitive beam deflection measurement via interferometric weak value amplification
Physical Review Letters 2009; 102 (17): 173601 (2009) http://arxiv.org/abs/0906.4828)

Une bonne illustration de ces interactions interprétées comme rétrocausales dans le cadre de l'interprétation time-symmetric de la mécanique quantique est donnée par le paradoxe des 3 boîtes. Ce paradoxe a fait l'objet d'une confirmation expérimentale en 2003 (K.J. Resch, J.S. Lundeen, A.M. Steinberg. Experimental realization of the quantum box problem, Physics Letters A (2004); 324 (2-3): 125-131. http://arxiv.org/abs/quant-ph/0310091) avec sa probabilité (dite faible) négative (pour le photon quand il est détecté dans la boîte C) et l'énergie négative associée au paradoxe des 3 boîtes dans la boîte C (énergie négative que l'on retrouve aussi dans l'effet tunnel quand une particule se retrouve dans une zone classiquement interdite par la physique classique, cf Negative kinetic energy, A time-symmetric formulation of quantum mechanics, http://www.tau.ac.il/~yakir/yahp/yh171.pdf).

paradoxe des 3 boîtes.pptx

(à regarder en mode diaporama pour avoir un déroulement animé. Cliquer sur le petit icône représentant un écran, tout en bas à droite, à côté du zoom dans la barre d'état)

J’ai lu sur ce forum des choses négatives sur la relativité d’échelles de Laurent Nottale (livre à proscrire paraît-il). Est-ce que je peux vous demander votre avis sur cette théorie ?

Non.

(1) Et même les espaces de Hilbert de la physique quantique, le formalisme des C*algèbre d'observables étant, au passage, plus physique à mon sens même si mathématiquement encore plus abstrait que l'utilisation directe des espaces de Hilbert.

(2) En fait, l'article de Aharonov et Vaidmann rassemblant sous une forme assez synthétiques l'essentiel de la formulation time-symmetric de la physique quantique, présente un principe utilisant la gravitation et la mesure faible pour faire "remonter le temps" à un système physique. Plus précisément, leur time-machine (de principe, ce n'est pas réalisé expérimentalement. Pas du tout !!!) permet de ramener un système à un état antérieur, §4 The quantum time-translation machine, The Two-State Vector Formalism, an Updated Review, Yakir Aharonov and Lev Vaidman http://arxiv.org/abs/quant-ph/0105101.

(3) C. Rovelli dit approximatif, mais approximatif selon quel critère ? En première approche, incomplet m'aurait semblé plus proche de ce qu'il met en avant. Approximatif suggère implicitement l'existence d'un critère objectif pour définir si la description incomplète est une bonne ou une mauvaise approximation... ...A moins qu'il ne soit possible de donner une sorte d'objectivité au regroupement des états quantiques en classes d'équivalence d'états macroscopiques caractérisés par des niveaux d'énergie (mais cette information elle-même, sur les niveaux d'énergie, on l'obtient comment ? Je crains qu'en dernier ressort la notion d'objectivité ne soit qu'une illusion, même pour ce qui est du regroupement des états quantiques en états macroscopiques caractérisés par les niveaux d'énergie souvent discrets à l'échelle quantique du système observé)

(4) Lequel état quantique n'est pas observable individuellement. On ne sait mesurer que l'état quantique d'un ensemble de systèmes tous préparés dans le même état quantique en faisant des statistiques sur les résultats de mesure.

[NEMROD34]

On dit souvent que ne pas regarder l’heure permet parfois au temps de passer plus vite. Et bien c’est faux ! Selon une étude suisse publiée ce jour, regarder ou pas l’heure ne change rien à l’écoulement du temps. Analyse.

Les scientifiques ont réalisé plusieurs expériences avec différents cobayes et autant de supports capables de donner l’heure. Chaque fois, le résultat était le même. Si les cobayes avaient l’impression d’une élasticité temporelle aléatoire selon qu’ils regardaient ou non l’heure, le temps écoulé était lui toujours le même. Pour arriver à leurs fins, les scientifiques ont utilisé différents supports matérialisant l’heure, du simple cadran solaire à la dernière Apple Watch. « Certains nous disaient qu’ils avaient l’impression que cela faisait une heure alors qu’en fait cela ne faisait que vingt minutes selon nos chronomètres » note une scientifique.

Les scientifiques ont voulu ensuite reproduire ce schéma de recherche sur les animaux. Plusieurs dizaines de chats, rats, chiens ont été disposés dans un hangar, chaque cage équipée d’une montre et d’un chronomètre. Tout était prêt quand les scientifiques ont réalisé qu’aucun des animaux testés n’étant doué de parole, il leur serait compliqué d’obtenir leur point de vue sur l’élasticité subjective du temps.

Les scientifiques battent enfin en brèche cette croyance répandue selon laquelle le temps s’écoule plus rapidement le week-end que la semaine de travail. « Non là aussi il n’y a rien qui change, le temps n’a pas conscience qu’il est en week end et n’agit pas contre vous » ajoute une responsable. « Nous avons essayé de savoir pourquoi il y avait cette différence de perception sur le temps, en fait on pense que les gens sont justes un peu cons » a-t-elle conclu.

http://www.legorafi.fr/2015/04/28/regar ... -du-temps/

[25 décembre]

"NEMROD34"]

Tout ceci démontre qu'il y a un temps continu qui semble constant et qu'il y a la perception du temps pour les humains.

[Cogite Stibon]

La source, 25, toujours vérifier la source