Votre expérience du temps peut être rétrograde par rapport au reste de l'univers

Le temps qui s'écoule dans une direction est si intuitif, si immuable, que nous le prenons pour acquis. Les choses ne tombent pas. les morceaux brisés ne se rassemblent pas; les humains vieillissent, alors ça va. Pourtant, le temps reste un mystère. Les équations de physique ne semblent pas avoir de préférence pour la direction dans le temps - comme les palindromes, elles fonctionnent aussi bien dans les deux sens. En effet, on pense que les processus physiques au niveau microscopique sont «symétriques dans le temps», et aucune loi physique ne dit que le temps ne peut pas aller dans la direction opposée. Alors - c'est peut-être?

Ludwig Boltzmann a été la première personne enregistrée à proposer une raison assez solide pour que le temps ait une directionnalité au niveau macroscopique. Ce faisant, le physicien et philosophe de Vienne a coiffé certains des plus grands esprits du XIXe siècle. Il s'est inspiré des idées de Nicolas Léonard Sadi Carnot, l'ingénieur français, dont les travaux sur le transfert de chaleur décrivaient initialement le comportement des moteurs à vapeur.

Carnot était dans l'armée française sous Napoléon quand ils ont perdu aux Anglais. Après cela, il y avait un peu de rivalité entre les deux nations, pas la seule fois que cela s'est produit. Plus précisément, les Français étaient mécontents du fait que les Britanniques avaient une longueur d’avance sur la technologie des machines à vapeur, grâce à des personnalités comme James Watt du siècle précédent. Alors Carnot a sauté dans la course et a décrit un moteur théorique. Le moteur de Carnot était un moteur parfaitement efficace qui, bien sûr, n’existe pas, mais est très utile pour réfléchir à ces concepts.

Carnot a compris qu'un moteur parfaitement efficace est réversible. Tant que vous ne perdez pas d’énergie pour chauffer, vous pouvez la faire avancer ou reculer autant de fois que vous le souhaitez sans aucune perte. Mais dès que le moteur n’est pas parfaitement efficace, même s’il perd un tout petit peu de chaleur, vous ne pouvez plus inverser ce processus. Vous avez perdu une partie de l'énergie à jamais sous forme de chaleur. C'est un peu comme dire que le mieux que vous puissiez faire est un moteur de licorne imaginaire à entropie à somme nulle, mais vous ne pouvez jamais obtenir d'entropie négative. Et dans la plupart des cas réels, vous n’obtiendrez que de l’entropie positive (même si ce mot n’existait pas à l’époque).

Les idées de Carnot ont ensuite été codifiées et appliquées à la nature dans son ensemble par Rudolf Clausius, le physicien allemand à l'origine du concept d'entropie et, par là même, des principes fondamentaux de la thermodynamique. Aucun de ces hommes n'a été capable d'expliquer le temps avec ce concept, qui est finalement devenu connu comme la deuxième loi de la thermodynamique. Mais Boltzmann, travaillant plus tard dans le siècle, avait un avantage sur eux. À savoir, il croyait aux atomes.

La théorie atomique n’était pas largement répandue à l’époque de Boltzmann. Les chimistes préféraient la théorie car elle facilitait les calculs, mais elle ne semblait pas avoir autant d’appui dans les autres disciplines. En utilisant la théorie atomique, cependant, les lois de la physique décrivent sans effort notre monde, car elles n’ont pas besoin d’être postulées, elles peuvent simplement être dérivées. (La chaleur est simplement le mouvement des atomes, par exemple.) Bien qu'il se démena intensément pour prouver ses idées à l'époque, Boltzmann finit par montrer que l'entropie était une mesure du nombre de façons dont les atomes qui composent un objet pouvaient interagir - une le «désordre» de la chose, comme nous l'approchons avec désinvolture. Plus important encore, il a montré que l'entropie avait une directionnalité, contrairement à d'autres choses dans l'univers. Il a écrit:

"La lutte générale pour l'existence des êtres animés n'est pas une lutte pour les matières premières, celles-ci pour les organismes sont l'air, l'eau et le sol, tous abondamment disponibles, ni pour l'énergie qui existe en abondance dans le soleil et tout corps chaud sous forme de chaleur, mais plutôt une lutte pour l'entropie, qui devient disponible grâce à la transition de l'énergie du soleil chaud à la terre froide."

Cette directionnalité est telle que l'entropie a commencé comme une valeur basse au début de l'univers (pour des raisons inconnues) et ne cessait d'augmenter à mesure que l'univers vieillissait. La raison en est, apparemment, parce qu’il existe une multitude de façons pour les atomes d’interagir lorsqu’ils se propagent. Il est vrai que tout processus physique peut se produire (et se produit probablement) dans un sens ou dans l’autre au niveau microscopique, mais comme il existe tout simplement beaucoup plus d’options pour les interactions atomiques (surtout lorsqu’elles s’étendent et deviennent moins ordonnées), il est loin, loin plus probable que les choses deviennent moins ordonnées. Fondamentalement, lorsque chaque atome rompt son interaction ordonnée, il peut potentiellement choisir parmi des centaines d'autres interactions, et ces choix ne se multiplient que lorsque d'autres atomes rompent leurs interactions. Les chances pour un atome de revenir là où il se trouvait sont très, très faibles. L'entropie passe donc de bas en haut à mesure que l'univers vieillit.

Contrairement aux autres processus physiques, cela signifie que l'entropie a une direction spécifique. Et c'est de là que vient, dit Boltzmann, la flèche du temps. Parce que les choses ont tendance à évoluer dans un sens et non dans l’autre (même s’ils sont capables de se déplacer dans les deux), notre univers expérimente la directionnalité. Le fait même qu’un verre brisé n’ait qu’une probabilité infiniment petite de se réassembler signifie qu’au niveau macroscopique, il n’ya pas de symétrie. Le temps est la différence entre un état et un autre dans notre univers. La raison pour laquelle vous pouvez décider quoi dîner ce soir et non pas hier est que l'entropie a révisé l'état de l'univers entre les deux. Les ressources qui existaient hier n'existent plus et ont donné naissance à aujourd'hui. C’est un peu comme dire que chaque instant est le produit de désintégration du précédent. Donc, de façon étrange, la probabilité donne naissance au temps.

Mais maintenant, considérons la vie. Une bonne partie de ce qui définit la vie est sa tendance à résister à l'entropie. Ainsi, alors que tout l'univers passe d'une entropie inférieure à une entropie supérieure, nous, les êtres vivants, faisons l'inverse: nous résistons à l'équilibre et construisons une complexité - ce qui, au sens physique le plus simple, consiste à forcer les molécules à interagir de manière moins complexe. Notez que cela ne signifie pas que nous violons la Seconde Loi: tant que d'autres éléments du système compensent les réductions localisées, le système tout entier tend toujours vers une entropie plus élevée. Chaque jour où nos cellules et nos organelles se construisent et se réparent, nous défions la caractéristique première de la matière physique qui nous fournit un point de référence pour la marche en avant du temps.

Donc, si Boltzmann avait raison et que le temps existe à cause de ce changement entropique, alors peut-être que notre perception du temps qui passe est à l'opposé de tout ce qui se passe dans l'univers. Le moment où vous mourrez est dans «l'avenir», mais vos molécules ne le remarqueront guère. Ils seront incapables de se lier à l’oxygène.

Pourtant, le temps est relatif. Nous sommes d’accord sur le fait que notre direction de mouvement est «en avant», mais c’est, avouons-le, arbitraire. Par rapport à n'importe quoi d'autre dans l'univers, peut-être que ceci pourrait être en arrière. Le «début de l'univers» pourrait donc en être la fin. Ce qui signifie que l'entropie a commencé haut et est devenue plus petite. Cela veut dire que vous pouvez avoir les yeux croisés pour tout mettre en place, mais que tout fonctionne toujours, exactement à l'envers de ce que nous pensons être en train de se passer. Il est difficile d’imaginer à quoi cela pourrait ressembler.

Et si, alors, tout était retourné et inversé? Lorsque nous construisons une montre pour surveiller le passage du temps qui compte les secondes, le reste de l'univers peut voir un compte à rebours. Ce qui ressemble à un lever de soleil à l’est et à un coucher de soleil à l’ouest serait un renversement de la rotation de la Terre par rapport à la perspective d’autres corps célestes. Et la guerre à l’infini vers laquelle nous courons est déjà arrivée. Nous sommes comme des petits défauts dans le continuum temporel qui renversent toutes les valeurs et ne perçoivent le temps que d’aller de l’avant parce que, il ya très longtemps, la biologie a piraté la physique.

En fin de compte, ma suggestion pourrait venir de la sémantique. Si le temps est vraiment la différence d'un état à un autre, alors le «temps», tel que nous le connaissons, n'est que notre expérience du changement, quel que soit le changement. Lui assigner une directionalité est un peu arbitraire. De plus, même si nous sommes peut-être la manifestation d’un renversement de l’entropie, il n’ya aucune raison évidente de croire que cela influencerait notre perception de la directionnalité des autres changements. Il devrait être possible de faire le contraire de tout ce qui reste - c'est-à-dire d'être en vie - tout en remarquant la direction dans laquelle les choses changent.

Le concept de "l'illusion du temps" n'est pas vraiment pertinent en physique, car il est clair que le temps existe solidement dans les équations. Math n'est pas ambigu à ce sujet. La perception du temps, cependant, relève davantage de la neuroscience (bien qu’elle soit en réalité impossible à tester, ce qui en fait une expérience de pensée fantaisiste pour le moment). De la même manière que votre cerveau ignore le fait que vous pouvez toujours voir votre nez, il peut également y avoir une sorte de traitement qui filtre notre perception du temps.

Dans tous les cas, l’idée que nos sentiments et expériences de «choses en train de changer» est inversée par rapport à ce que tout objet inanimé pourrait expérimenter, s’il pouvait expérimenter quelque chose, est intrigante, ne serait-ce qu’une expérience de pensée. Cela commence à attirer le concept même de temps, qui pourrait simplement être un mot fantaisiste pour «ça se passe». Tant que quelque chose se passe autour de vous, au moins, vous pouvez être assuré que vous arrivez dans le futur, quelle que soit la situation. direction vous le trouvez.