Qu’est-ce que le Temps? Balade au bord du précipice étoilé avec le physicien Carlo Rovelli

Nul besoin d’être physicien ni scientifique averti pour ouvrir le brillant livre de Carlo Rovelli, L’Ordre du temps. Son enquête sur le phénomène le plus énigmatique de tous se lit comme un polar, dévoilant au fil des pages un mystère auquel nous ne pouvons renoncer avant d’en avoir percé les secrets. Le physicien partage son savoir avec bienveillance, rendant accessibles les dernières hypothèses de physique théorique, les libérant par instants de leur opacité grâce à l’éclairage de la littérature et de la poésie. Aussi vertigineuses que soient les réponses à la question du temps, Carlo Rovelli ne nous laisse pas seuls au bord du précipice étoilé. Sa lecture nous amène éminemment à notre existence puisque le mystère du temps recèle le mystère de notre conscience.

© Jason Blackeye

Carlo Rovelli est directeur de recherche en physique théorique au CNRS à Marseille. Son livre Sept brèves leçons quantiques (2015) a été traduit en une trentaine de langues et s’est vendu à plus d’un million d’exemplaires. L’ordine del tempo est d’abord paru en Italie où il fut l’un des essais les plus vendus en 2017.

Pour l’instant : Vous êtes chercheur dans le domaine de la gravité quantique à boucles. Qu’est-ce qui a motivé votre envie de faire connaître les aspects les plus fascinants du temps au grand public ?

Carlo Rovelli : La recherche en physique fondamentale arrive à toucher des concepts et des thèmes qui sont très proches de chacun de nous. Le passage du temps est en effet l’un des plus fascinants. Le temps nous fait vivre et nous enlève tout. J’ai passé ma vie à étudier les mystères de la nature du temps. En physique, nous apprenons vite que notre idée usuelle du temps est très imprécise et très approximative : il y a plein de phénomènes étranges et étonnants que le grand public connaît peu. Le temps recèle des mystères complètement ouverts, qui sont liés à d’autres questions irrésolues telles que la nature de la conscience ou l’origine de l’univers. Je voulais partager ce sujet si passionnant.

Le temps peut en cacher un autre

1- Le temps ne s’écoule pas de la même manière partout 

« Le temps physique ne se comporte pas comme il nous apparaît car nous avons une perception très imprécise du monde. Nous ne percevons pas le temps avec assez de précision pour nous apercevoir des phénomènes subtils. Par exemple, le temps passe à des vitesses différentes dans des endroits différents. Sur Terre, le temps s’écoule plus vite à la montagne et plus lentement en plaine. Les gens qui sont à la montagne ont plus de temps que ceux qui se trouvent en bas, ils vieillissent plus vite. Si deux amis se séparent et se retrouvent ensuite, celui qui se trouvait plus en altitude a plus vécu que l’autre. Surprenant n’est-ce pas ? Cet effet est minuscule sur la Terre, mais il peut être très puissant ailleurs dans l’univers. Tout près d’une étoile massive ou d’un trou noir, le temps ralentit énormément. »

2 – La notion de « maintenant » n’a aucun sens

« La découverte la plus déconcertante de la physique moderne est sans doute que notre idée de « présent » est seulement une approximation. Le présent est bien ce temps entre le passé et le futur. Nous avons l’impression qu’entre notre passé et notre futur ne se passe qu’un instant infinitésimal : l’instant présent. Nous avons l’impression que cet « instant présent » est « maintenant » partout dans l’univers, et que nous pourrions donc demander : que se passe-t-il maintenant dans une galaxie lointaine ? Et bien non, tout cela est faux. La question «Que se passe-t-il maintenant dans une galaxie lointaine ? » n’a pas de sens.  Dans une galaxie lointaine, entre ce qui pour nous est le passé et ce qui pour nous est le futur, il n’y a pas qu’un instant infinitésimal : il y a des millions d’années. Le long de ces années, il n’y a pas un instant préféré duquel on puisse dire qu’il est « maintenant ». C’est comme si chaque lieu avait son propre temps. On peut s’envoyer des signaux de l’un à l’autre, mais ces signaux prennent du temps, et donc ne nous donnent aucune possibilité de mettre d’accord nos présents. »

 3 – Le temps physique n’est pas le temps que nous percevons

« Le temps physique est beaucoup moins structuré que le temps que nous sommes habitués à concevoir, souligne le physicien. La notion de temps est complexe : le temps a beaucoup de niveaux, et plus nous regardons les choses dans leur généralité, plus le temps perd des couches. Un temps physique existe, mais il n’est pas l’un des ingrédients fondamentaux du monde. Il est quelque chose qui se forme dans des situations particulières. Il est une approximation. »

Le temps pour nous, c’est le temps de notre conscience

* Notre expérience passe par notre cerveau

PLI : Pouvez-vous nous expliquer dans quelle mesure le temps de notre expérience est un temps de la conscience, un temps du cerveau où :  mémoire + désir du futur = temps ? 

Carlo Rovelli : Il y a des différences entre ce que nous appelons usuellement « temps » et le temps des horloges physiques. Le temps de notre expérience est une construction complexe due aux interactions entre notre cerveau et le reste du monde. Il est formé par les traces du passé dans le cerveau (la mémoire) et par le calcul constant que fait le cerveau pour s’adapter au futur. Cela ne veux pas dire que notre expérience du temps ne fasse pas partie du monde physique. Nous, les créatures humaines, sommes une partie de la nature, comme les plantes et les étoiles. Mais notre expérience dépend du fonctionnement d’un système physique complexe qu’est le cerveau. Il ne faut pas identifier directement notre perception du temps avec une structure élémentaire du monde. La relation entre les deux est très complexe.

PLI : Le mystère du temps est-il donc aussi le mystère de notre conscience (comme le pensaient par exemple des philosophes contemporains comme Heidegger ou Ricœur) ?

Carlo Rovelli : Oui, les choses que nous ne comprenons pas encore sur la conscience sont liées aux choses que nous ne comprenons pas encore sur le temps. Le temps de Heidegger ou de Ricœur est une structure de compréhension complexe pour laquelle nous devons passer par l’appréhension de cet objet physique riche qu’est notre cerveau. Je pense que la brisure profonde entre la vision du monde de la philosophie qui remonte à la phénoménologie et celle qui s’ancre dans le monde physique est seulement une différence de perspective : nous regardons des choses différentes. Mais la réalité est telle que nous pouvons développer les instruments conceptuels pour la comprendre de façon cohérente, si nous arrivons à intégrer nos différents savoirs.

* Notre expérience passe par nos émotions

Pli: Votre livre aborde le temps avec la précision d’un physicien mais aussi l’âme d’un poète – et la poésie que vous citez sert à dévoiler ce paradoxe du temps de la conscience (Rilke, les vers d’Horace) et la douleur qu’il provoque (Proust, Hofmannsthal). Pourquoi l’interdisciplinarité est-elle importante à vos yeux ?

Carlo Rovelli : Parce que ce qui m’intéresse vraiment, c’est d’intégrer toutes mes connaissances et mon ressenti dans un cadre global.  Je veux mettre ensemble, non pas séparer. Certaines intuitions profondes sur la nature du temps viennent de la littérature. C’est pour ça que je parle beaucoup de Proust, par exemple. Je pense que la culture est une, et que les grandes questions comme celle de la nature du temps n’ont pas une réponse simple qui vient d’une seule discipline. Et puis, je parle dans le livre de mes passions littéraires. Horace, le grand poète latin, est le plus grand chanteur de la nostalgie, la douceur, l’angoisse subtile du temps qui passe. Et finalement, c’est ça le temps, je pense : notre émotion envers ce qui se perd continuellement.

© Steve Halama

2 notions pour aller plus loin

* Le champ gravitationnel

Pli: Pourquoi Einstein a t-il été amené à penser le temps comme espace-temps, qui est lui-même champ gravitationnel ?

Carlo Rovelli : La grande découverte d’Einstein, appelée la théorie de la relativité générale, est que la vitesse des horloges, le temps, est changé par la gravité. Le temps est donc flexible et variable, selon les masses voisines. Einstein l’a compris en étudiant et comparant les théories physiques de son temps. Mais aujourd’hui, tout cela est testé dans de multiples expériences. Nous n’en sommes pas convaincus sur simple parole d’Einstein, mais par le fait que les mesures réelles d’un siècle de recherches lui ont toujours donné raison.

* L’entropie

Pli : Pouvez-vous expliquer ce que signifie l’entropie de l’univers? Pourquoi la manière dont la gravité quantique (votre domaine de recherches) pourrait expliquer cette basse entropie pourrait être la bonne? 

Carlo Rovelli : La gravité quantique ne parvient pas à expliquer ce que nous ne comprenons pas encore sur l’entropie. L’entropie est une mesure de la différence entre le passé et le futur. Le futur est toujours plus «désordonné » que le passé, et l’entropie est la mesure de la quantité de désordre qu’il y a. Nous comprenons bien pourquoi les choses se mettent en désordre toutes seules (chacun fait l’expérience de ça) ; ce que ne nous comprenons pas, c’est pourquoi dans le passé les choses étaient dans un état plus ordonné. Dans la partie de mon livre la plus originale, où je parle de mes propres idées, je suggère une explication possible de ce mystère : l’idée que l’univers n’avait pas à être ordonné, mais que c’est notre regard particulier qui voit le passé comme plus ordonné.

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Un film pour bien comprendre le phénomène du temps

« Le film Interstellar de Christopher Nolan illustre bien et de façon correcte l’un de ces aspects étranges du temps qui ne sont pas bien connus. Le héros revient d’un voyage spatial et retrouve sa petite fille qui – entretemps – est devenue plus vieille que lui. Ce n’est pas du Hollywood : c’est la réalité de la manière dont fonctionne le monde. »

 

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Carlo Rovelli ©Geoffroy MATHIEU/Opale/Leemage

 

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