Le voyage dans le temps est-il possible ? - Colin Stuart

Voir la leçon en entier : http://ed.ted.com/lessons/time-travel-and-einstein-s-special-relativity-colin-stuart

Le voyage dans le temps est un classique des histoires de science-fiction, mais est-il vraiment possible ? Il se trouve que la nature permet effectivement de courber le temps, une possibilité excitante suggérée par Albert Einstein lorsqu'il découvrit la relativité restreinte il y a plus de cent ans. Colin Stuart imagine où (ou quand) ce phénomène fascinant, la dilatation du temps, pourrait nous emporter un jour.

Leçon par Colin Stuart, animation par TED-Ed.

Avez-vous déjà rêvé

de voyager dans le temps,

peut-être de traverser les siècles

pour voir le lointain futur ?

Eh bien, il est possible
de voyager dans le temps,

et mieux encore,

cela a déjà été fait.

Voici Sergei Krikalev,

le plus grand voyageur dans le temps
de l'histoire de l'humanité.

Ce cosmonaute russe détient le record

de la plus longue période

passée en orbite autour de notre planète,

un total de 803 jours, 9 heures et 39 minutes.

Pendant son séjour dans l'espace,

il a voyagé dans le temps,
dans son propre futur,

de 0,02 secondes.

Voyageant à 28 000 kilomètres par heure,

il a subi l'effet

connu sous le nom de dilatation du temps,

et un jour, le même effet

pourrait rendre banal
le voyage dans le temps

dans le futur.

Pour comprendre pourquoi
se déplacer plus vite dans l'espace

affecte le passage du temps,

il nous faut remonter aux années 1880,

quand deux scientifiques américains,

Albert Michelson et Edward Morley,

ont essayé de mesurer l'effet

du mouvement de la Terre autour du Soleil

sur la vitesse de la lumière.

Ils s'attendaient à ce que la lumière
voyage plus vite

quand le rayon se déplaçait

dans le même sens que la Terre.

Et quand la Terre se déplaçait
dans la direction opposée,

ils s'attendaient à ce que la lumière
aille plus lentement.

Mais ils ont découvert
quelque chose de très curieux.

La vitesse de la lumière restait la même

quoi que fasse la Terre.

Deux décennies plus tard,
Albert Einstein a réfléchi

aux conséquences

de cette vitesse constante de la lumière.

Et ce sont ses conclusions,

formulées dans la théorie
de la relativité restreinte,

qui ont ouvert la porte

au monde du voyage dans le temps.

Imaginez un homme nommé Jack,

debout au milieu d'un wagon,

voyageant à une vitesse constante.

Jack s'ennuie

et commence à faire rebondir une balle.

Que verrait Jill, assise sur le quai,

à travers la fenêtre,

alors que le train passe ?

Eh bien, entre le moment où
Jack lâche la balle

et celui où il l’attrape de nouveau,

Jill l'aurait vu se déplacer

le long de la voie,

et en conséquence,
aurait vu la balle

suivre un trajet triangulaire.

Cela signifie que Jill voit la balle

voyager plus vite que Jack

dans le même laps de temps.

Et parce que la vitesse
est la distance divisée par le temps,

Jill voit en fait la balle bouger plus vite.

Mais si on remplace la balle de Jack

par deux miroirs

qui font rebondir
un rayon de lumière entre eux ?

Jack voit toujours le rayon descendre

et Jill voit toujours le rayon

parcourir une distance plus longue,

sauf que cette fois, Jack et Jill

ne peuvent pas
voir une vitesse différente,

car la vitesse de la lumière

reste la même quoi qu'il arrive.

Et si la vitesse est la même

alors que la distance est différente,

cela signifie que
le temps nécessaire sera également différent.

Donc, le temps doit passer
à des vitesses différentes

pour les gens qui se déplacent
les uns par rapport aux autres.

Imaginez que Jack et Jill
aient des montres extrêmement précises

qu'ils synchronisent
avant que Jack ne monte dans le train.

Pendant l'expérience,
Jack et Jill verraient tous les deux

leur propre montre avancer normalement.

Mais s'ils se rencontraient plus tard

pour comparer leurs montres,

moins de temps se serait écoulé
sur la montre de Jack

pour contrebalancer le fait

que Jill a vu la lumière
faire un plus long trajet.

Cette idée peut sembler folle,

mais comme toute bonne théorie scientifique,

elle peut être vérifiée.

Dans les années 1970,
des scientifiques ont embarqué à bord d'un avion

avec des horloges atomiques
extraordinairement précises

qui étaient synchronisées

avec d'autres restées à terre.

Après que l'avion a fait le tour du monde,

les horloges à bord
affichaient une heure différente

de celle des horloges restées à terre.

Bien sûr,
à la vitesse des trains et des avions,

l'effet est minuscule.

Mais plus on va vite,

plus le temps se dilate.

Pour des astronautes en orbite
autour de la Terre pendant 800 jours,

cela commence à compter.

Mais ce qui affecte les humains
affecte aussi les machines.

Les satellites du GPS

tournoient aussi autour de la Terre

à des milliers de kilomètres par heure.

Donc la dilatation du temps
entre en jeu ici aussi.

En fait, leur vitesse

fait que les horloges atomiques à bord

se décalent par rapport aux horloges au sol

de sept millionièmes de secondes par jour.

Si on ne corrigeait pas cela,

les GPS perdraient leur précision

de quelques kilomètres par jour.

Qu'est-ce que tout cela a à voir
avec le voyage dans le temps,

dans le lointain futur ?

Eh bien, plus vite on avance,

plus l'effet de dilatation du temps
est important.

Si vous pouviez voyager
à une vitesse très proche

de la vitesse de la lumière,
disons 99,9999%,

dans un voyage aller-retour
à travers l'espace,

pendant ce qui vous semblerait dix ans,

vous retourneriez en fait sur Terre

aux alentours de l'année 9000.

Qui sait ce que vous verriez à votre retour ?

L'humanité ayant fusionné avec les machines,

éteinte à cause du changement climatique,

ou du choc d'un astéroïde,

ou habitant une colonie permanente
sur Mars ?

Mais le problème,

c'est que faire avancer des objets
aussi lourds que des gens,

sans parler de vaisseaux spatiaux,

à une telle vitesse
exige

des quantités inimaginables d'énergie.

Il faut déjà d'énormes accélérateurs de particules

comme le Large Hadron Collider

pour accélérer
de minuscules particules subatomiques

à des vitesses proches
de celle de la lumière.

Mais si un jour
nous pouvons concevoir les moyens

de nous faire atteindre
des vitesse similaires,

nous pourrons envoyer régulièrement des gens
voyager dans le temps

vers le futur,

emportant avec eux
les récits d'un passé oublié depuis longtemps.