Le concept de voyage dans le temps a toujours captivé l'imagination des physiciens et des profanes. Mais est-ce vraiment possible ? Bien sûr que oui. Nous le faisons en ce moment, n'est-ce pas ? Nous voyageons tous dans le futur une seconde à la fois.

Mais ce n'était pas ce que vous pensiez. Pouvons-nous voyager beaucoup plus loin dans le futur ? Absolument. Si nous pouvions voyager près de la vitesse de la lumière, ou à proximité d'un trou noir, le temps ralentirait, ce qui nous permettrait de voyager arbitrairement loin dans le futur. La question vraiment intéressante est de savoir si nous pouvons voyager dans le passé.

Je suis professeur de physique à l'Université du Massachusetts, Dartmouth, et j'ai entendu parler pour la première fois de la notion de voyage dans le temps quand j'avais 7 ans d'un épisode de 1980 de la série télévisée classique de Carl Sagan, "Cosmos." J'ai décidé alors qu'un jour, J'allais poursuivre une étude approfondie de la théorie qui sous-tend des idées si créatives et remarquables :la relativité d'Einstein. Vingt ans plus tard, J'en suis ressorti avec un doctorat. dans le domaine et ont été un chercheur actif dans la théorie depuis.

Maintenant, un de mes doctorants vient de publier un article dans la revue Classical and Quantum Gravity qui décrit comment construire une machine à remonter le temps en utilisant une construction très simple.

Courbes temporelles fermées

La théorie de la relativité générale d'Einstein permet la possibilité de déformer le temps à un degré si élevé qu'il se replie sur lui-même, résultant en une boucle temporelle. Imaginez que vous voyagez le long de cette boucle ; cela signifie qu'à un moment donné, vous finiriez à un moment dans le passé et commenceriez à vivre les mêmes moments depuis, encore une fois - un peu comme du déjà vu, sauf que vous ne vous en rendez pas compte. De telles constructions sont souvent appelées "courbes de type temps fermées" ou CTC dans la littérature de recherche, et communément appelées « machines à remonter le temps ». Les machines à remonter le temps sont un sous-produit de programmes efficaces de voyage plus rapide que la lumière et les comprendre peut améliorer notre compréhension du fonctionnement de l'univers.

Au cours des dernières décennies, des physiciens bien connus comme Kip Thorne et Stephen Hawking ont produit des travaux fondateurs sur des modèles liés aux machines à remonter le temps.

La conclusion générale qui s'est dégagée des recherches antérieures, y compris Thorne et Hawking, est que la nature interdit les boucles temporelles. Ceci est peut-être mieux expliqué dans la "Conjecture de protection de la chronologie, " qui dit essentiellement que la nature ne permet pas de changements dans son histoire passée, nous épargnant ainsi des paradoxes qui pourraient émerger si le voyage dans le temps était possible.

Le plus connu parmi ces paradoxes qui émergent en raison du voyage dans le temps dans le passé est peut-être le soi-disant « paradoxe du grand-père » dans lequel un voyageur retourne dans le passé et assassine son propre grand-père. Cela modifie le cours de l'histoire d'une manière qui fait apparaître une contradiction :le voyageur n'est jamais né et ne peut donc pas exister. Il y a eu de nombreuses intrigues de films et de romans basées sur les paradoxes qui résultent du voyage dans le temps – les plus populaires étant peut-être les films « Retour vers le futur » et « Le jour de la marmotte ».

Matière exotique

Selon les détails, différents phénomènes physiques peuvent intervenir pour empêcher le développement de courbes de type temps fermé dans les systèmes physiques. La plus courante est l'exigence d'un type particulier de matière « exotique » qui doit être présente pour qu'une boucle temporelle existe. En gros, la matière exotique est une matière qui a une masse négative. Le problème est que la masse négative n'existe pas dans la nature.

Caroline Mallary, un doctorant de l'Université du Massachusetts à Dartmouth a publié un nouveau modèle de machine à remonter le temps dans la revue Classical &Quantum Gravity. Ce nouveau modèle ne nécessite aucun matériau exotique de masse négative et offre un design très simple.

Le modèle de Mallary se compose de deux voitures super longues - construites dans un matériau qui n'est pas exotique, et avoir une masse positive - garée en parallèle. Une voiture avance rapidement, laissant l'autre garé. Mallary a pu montrer que dans une telle configuration, une boucle temporelle peut être trouvée dans l'espace entre les voitures.

Alors, pouvez-vous construire cela dans votre jardin ?

Si vous pensez qu'il y a un piège, vous avez raison. Le modèle de Mallary exige que le centre de chaque voiture ait une densité infinie. Cela signifie qu'ils contiennent des objets - appelés singularités - avec une densité infinie, température et pression. De plus, contrairement aux singularités présentes à l'intérieur des trous noirs, ce qui les rend totalement inaccessibles de l'extérieur, les singularités du modèle de Mallary sont complètement nues et observables, et ont donc de véritables effets physiques.

Les physiciens ne s'attendent pas non plus à ce que des objets aussi particuliers existent dans la nature. Donc, Malheureusement, une machine à remonter le temps ne sera pas disponible de si tôt. Cependant, ce travail montre que les physiciens peuvent avoir à affiner leurs idées sur les raisons pour lesquelles les courbes de type temps fermées sont interdites.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.