Raphaël a écrit : 19 sept. 2018, 04:42J'ai besoin d'une seule dimension: c'est pour expliquer le passage du temps. Ce qui m'intéresse c'est de découvrir ce que la relativité ne dit pas sur le temps.
C'est un sujet extrêmement intéressant mais extrêmement difficile. Il continue à faire débat au plus haut niveau parmi les physiciens qui travaillent sur cette question.
L'écoulement irréversible du temps n'a de sens physique que si l'on parvient à le relier à ce qui est observable. Ce n'est pas une entité métaphysique qui existerait sans référence aux champs d'énergie matière qui lui servent de support.
Si on vidait notre univers de ses champs d'énergie matière on ferait disparaître l'espace et le temps. L'espace-temps n'existe pas en tant que tel. C'est un cadre formel et commode pertinent du point de vue des prédictions testables qu'il permet de réaliser. Ce n'est, pas un objet physique.
L 'écoulement irréversible du temps se manifeste par une fuite d'information hors de portée de l'observateur.
Exemple 1 : la bille lâchée au bord d'un bol
je mets une bille sur le bord d'un bol et je la laisse tomber au fond du bol. A la "fin" du mouvement, la bille sera irréversiblement tombée et stabilisée au fond du bol. Un état d'équilibre (un état où il ne se passe plus rien, un état où les grandeurs observables ne changent plus), sera atteint et, de plus, l''information sur l'état initial de la bille aura été perdue...
...voui mais en apparence seulement. En effet, cette information se trouve, en fait, toujours contenue dans les ondes électromagnétiques (et phonons, des vibrations à l'échelle atomique) correspondant à la dissipation, sous forme de chaleur notamment, des effets dissipatifs engendrés par les frottements et vibrations induits par le mouvement de la bille en contact avec le bol.
Quant à l'état d'équilibre où plus rien ne se passe, où les grandeurs observables à notre échelle ne changent plus, il est du à notre myopie d'observateur macroscopique. Il s'agit du fait que des états distincts à l'échelle microphysique sont jugés identiques à notre échelle d'observation. Le manque d'information S permettant de distinguer ces états microphysiques que nous percevons identiques à notre échelle d'observation, c'est le logarithme S = log(N) du nombre N de ces états microphysiques que nous croyons identiques.
Cette grandeur S s'appelle l'entropie. L'écoulement irréversible du temps, le passage du temps, c'est la création d'entropie
(
Incomplete descriptions and relevant entropies, R. Balian), c'est à dire la fuite d'information hors de portée de l'observateur macroscopique
(
le temps macroscopique, R. Balian).
Exemple 2 : la goutte d'encre lâchée à la surface de l'eau d'un verre d'eau claire
je fais tomber une goutte d'encre quelque part à la surface d'un verre rempli d'eau claire. A la "fin" de la diffusion de l'encre dans l'eau, l'eau sera uniformément grise. Un état d'équilibre, un état où plus rien ne se passe est atteint. On a perdu l'information sur l'état initial, l'endroit de la surface où l'on a fait tomber la goutte d'encre dans l'eau...
...sauf que si on regarde ça au microscope, alors on voit que cet état n'est pas un état où plus rien ne se passe. C'est un état où plus rien ne se passe à notre échelle d'observation. De plus, l'information sur l'état initial n'est pas objectivement perdue. Elle pourrait, en théorie, être retrouvée en renversant les vitesses de toutes les particules d'encre et de toutes les molécules d'eau dans une expérience de pensée totalement
fictive où le verre d'eau serait
parfaitement isolé de toute interaction une fois le mouvement renversé. On appelle ça la symétrie T.
Cette symétrie est valide à l'échelle fondamentale (en fait c'est la symétrie CPT qui est valide, mais peu importe, il en résulte quand même l'unitarité de l'évolution de tout système isolé). Par contre, à notre échelle d'observation, cette symétrie T est brisée par notre myopie d'observateur macroscopique. De l'information est irréversiblement perdue (à notre échelle d'observation) et de l'information est irréversiblement enregistrée dans des bains thermiques.
En effet, un état d'équilibre, un bain thermique par exemple, est un état qui résiste à de petites perturbation. De tels états semblent invariables à notre échelle d'observation. Ils enregistrent les traces des évènements passés. Ce sont ces traces qui témoignent, en fait créent, l'écoulement irréversible du temps. C'est cette résistance des bains thermiques aux perturbations (ils semblent dans un état fixe vus à notre échelle) qui assure l'intersubjectivité des observations réalisées avec nos appareils de mesure macroscopiques.
Il faut faire attention de ne pas imaginer phénomènes irréversibles et écoulement irréversible du temps comme des notions distinctes, dissociables. Une telle distinction est une erreur. Ce ne sont pas les phénomènes irréversibles qui se déroulent dans une sorte de temps préexistant (qui serait à même de continuer à s'écouler dans le néant).
C'est le temps qui se déroule dans et grâce aux phénomènes irréversibles.
L'écoulement irréversible du temps n'existerait pas sans les phénomènes irréversibles qui enregistrent son passage. Sans la fuite d'information (hors de portée de l'observateur) caractérisant l'écoulement irréversible du temps, le temps n'existerait pas.
La question délicate en jeu est celle de la conservation, ou pas, de l'information. En effet, les lois fondamentales de la physique respectent la symétrie CPT. L'évolution d'un système isolé est régie par une dynamique hamiltonienne, une dynamique unitaire, déterministe et réversible...
...Voui, mais il n'y a pas de système isolé à part, par définition, l'univers lui-même (auquel il n'est pas évident d'attribuer une fonction d'onde à laquelle on pourrait donner un sens physique, autrement dit associer des observables. C'est lié au fait que l'observateur fait lui-aussi partie de l'univers. Je ne détaille pas ce point très délicat toujours objet de débats difficiles).
Le point de vue à ce jour dominant tend à considérer qu'il n'y a pas de fuite objective d'information et du coup pas d'écoulement irréversible du temps objectif, pouvant se passer du recours à la myopie de l'observateur macroscopique. Le point de vue minoritaire, des Prigogine, Petrosky, Gadella, Résibois, Antoniou, De la Madrid... et quelques autres, c'est qu'il y aurait bien fuite objective d'information indépendamment de l'échelle d'observation.
Je galère un peu sur les travaux de Prigogine et Petrosky (
Poincaré Resonances and the Extension of Classical Dynamics) parce qu'il me manque des prérequis et que je ne parviens pas à mettre la main sur des documents qui me permettraient d'acquérir ces prérequis. J'aurais besoin d'une thèse de doctorat où leur point de vue serait développé
en détail.
Du coup, je repousse à plus tard la conférence que je voulais donner en mai 2019 sur le sujet de l'écoulement irréversible du temps.
