Le temps des physiciens : relativité et irréversibilité

Conférence de la SFP Côte d'Azur le 7 janvier à 18h00 - Amphithéâtre de Biologie, Campus Valorse, Université Nice sophia Antipolis, Nice.

Elle sera donnée par Michel Le Bellac :

Au IVe siècle de notre ère, Saint Augustin disait à propos de la nature du temps : “Si personne ne me le demande, je le sais. Mais si on me le demande et que je veuille l’expliquer, je ne le sais plus”.

Les physiciens ne prétendent pas répondre aux interrogations de Saint Augustin, mais ils ont néanmoins beaucoup à dire sur le temps. Galilée puis Newton ont été les premiers à envisager le temps du point de vue de la physique. Le temps newtonien est absolu, il est donné par une horloge maîtresse universelle sur laquelle se règlent toutes les horloges de l’Univers. En 1905, Einstein bouscule cette conception du temps : en relativité einsteinienne, chaque observateur dispose d’une horloge qui lui est propre et indique son temps individuel. L’horloge d’un satellite du GPS ne bat pas au même rythme qu’une horloge terrestre, et cela doit être pris en compte pour assurer l’exactitude du système. Les effets de la relativité doivent aussi être inclus dans la synchronisation des horloges atomiques en réseau sur l’ensemble de la Terre, celles qui définissent le Temps Atomique International (TAI). Les distorsions du temps peuvent être considérables en relativité générale, et même infinies dans le cas des trous noirs, et qu’entend-on exactement par “âge de l’Univers” ?

Pour conclure, j’examinerai le problème de l’irréversibilité, ou de la flèche du temps : pourquoi vieillissons-nous inexorablement et ne rajeunissons-nous jamais, pourquoi le temps est-il toujours orienté dans la même direction alors que les lois de la physique microscopique ne distinguent pas entre les deux orientations possibles ? Je développerai la réponse probabiliste de Boltzmann à cette question en montrant également ses limites.