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Les légendes du Graal

Physique - Le paradoxe du temps réversible

9 Mars 2025 , Rédigé par Régis Vétillard Publié dans #Newton

Nous semblons continuer à partager l’idée d’un temps absolu ou universel, avec Platon, Newton...

Newton

Newton, dans sa ''Principia Mathematica'', publiée en 1687, écrit : « le temps absolu, vrai et mathématique, en lui-même et de par sa propre nature, coule uniformément sans relation à rien d’extérieur; et d’un autre nom est appelé Durée ».

Les équations de la mécanique classique, comme celles de Newton, sont symétriques par rapport au temps. Cela signifie que si l’on inverse la direction du temps dans ces équations, elles restent valides. Par exemple, les trajectoires des planètes dans le système solaire seraient les mêmes si le temps s’écoulait en sens inverse.

Les équations de mouvement étant réversibles, une balle qui rebondit sur le sol pourrait revenir exactement à sa position initiale si on inversait le temps.

Herbert George Wells, dans ''La Machine à explorer le temps'' (1895), reprend l'idée de la réversibilité temporelle de la mécanique, le temps serait réversible, comme s'il était une sorte de quatrième dimension de l'espace....

En quoi la mécanique classique a t-elle - vraiment - impressionné notre conception du Monde ?

Je rappelle que pour Isaac Newton (1643-1727), la mécanique repose sur des lois déterministes qui permettent de prédire l’évolution d’un système à partir de ses conditions initiales. On définit un ''état de repos'', un mouvement uniforme, une ligne droite...

Pierre-Simon de Laplace (1749-1827), a formulé le concept de déterminisme laplacien, selon lequel, si l’on connaît parfaitement l’état initial d’un système, on peut prédire son état futur avec certitude.

Les philosophes des lumières intègrent une vision mécaniste et déterministe de l’univers. Pour Kant, le temps comme l'espace, sont des structures de l'esprit humain, des cadres que notre esprit impose aux perceptions.

Kant nous parle de ''comment nous percevons le monde'', et non '' comment est le monde'' … Même s'il admet, avec Newton, que le temps et l'espace sont absolus et existent indépendamment de l'observateur.

La mécanique classique a introduit l'idée d'un univers régi par des lois immuables, prédictibles et quantifiables. Si cela suffit dans notre quotidien, cela reste insuffisant pour comprendre le Monde.

Sur la seule base de notre expérience, nous formons un concept qui rapidement prend une existence indépendante, jusqu'à devenir incontestable ( alors que parfois elles se sont avérées erronées...) . Des notions comme l'énergie, la masse, l'espace, le temps sont de fait des inventions de l'esprit humain, même si elles ont des racines empiriques.

Le philosophe allemand Friedrich Wilhelm Schelling (1775-1854) a critiqué la conception statique, mécaniste newtonienne du temps, Schelling voyait le temps comme une force vivante qui façonne et guide les processus naturels. Il exprimait un temps dynamique, organique, intrinsèquement lié à la vie et au ''vivant''. Dans la continuité, Henri Bergson opposait '' le temps'' de la science à ''la durée''. La durée étant une expérience vécue de manière intuitive et subjective, reflétant la manière dont nous ressentons le passage du temps dans notre conscience.

 

Dans la pratique, nous observons bien que certains processus sont irréversibles, et c'est bien ce que stipule la deuxième loi de la thermodynamique. Par conséquent, même si les équations de mouvement sont réversibles, l'augmentation de l'entropie introduit une asymétrie temporelle, ou une flèche du temps, de même que, si la chaleur s'écoule naturellement d'un objet chaud vers un objet froid. Le processus inverse, où la chaleur se concentre spontanément dans un seul objet chaud, ne se produit pas naturellement.

La thermodynamique, traite des propriétés macroscopiques des systèmes et est basée sur des concepts comme l'énergie, l'entropie et la température.

Il serait intéressant d'unifier thermodynamique et mécanique classique avec relativité, et aussi mécanique quantique. Lourde tâche... Cela est-il même possible ?

En mécanique quantique, l'irréversibilité apparaît également dans le processus de mesure. Et de plus, alors que la relativité restreinte et la mécanique classique sont essentiellement déterministes, ce qui signifie que si l'on connaît l'état initial d'un système, on peut prédire son état futur. La mécanique quantique, en revanche, est intrinsèquement probabiliste, et décrit les systèmes en termes de probabilités d'occurrence d'événements.

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