La relativité restreinte et le principe du voyage dans le temps
En 1905 Albert Einstein publie la théorie de la relativité restreinte, première partie de la théorie de la relativité. Les principes de base sur lesquels repose cette théorie sont les suivants :
- Tous les observateurs de l’univers sont soumis aux mêmes lois de la nature
- La vitesse de la lumière, estimée à 299 792 458m/s, ne varie jamais et est indépendante du mouvement de l’observateur
La lumière
Selon Albert Einstein, la lumière est faite de particules qui en très grand nombre font l’effet d’une onde. Ces particules, ou grains, sont scientifiquement appelés des photons depuis 1926 grâce à Gilbert Lewis. Chacun transporte avec lui une quantité d’énergie baptisée quantum. Les photons se déplacent à une vitesse constante et n’ont pas de masse. Ils ne peuvent donc s’immobiliser. Plus besoin de support pour que la lumière se propage.
Albert Einstein a mis en évidence le fait que rien ne peut se déplacer aussi vite que la lumière excepté la lumière elle-même ou des phénomènes sans masse intrinsèque.
La relativité restreinte met en évidence le fait que peu importe la vitesse d’un observateur donné, la vitesse de la lumière reste invariable. La seule donnée susceptible de varier, c’est le temps qui peut soit se contracter, soit se dilater. Il peut donc s’écouler plus ou moins rapidement suivant le repère pris en référence. Ainsi, plus le repère « bouge » rapidement, plus le temps s’écoule lentement.
La relativité générale
C’est en 1915, soit 10 ans après la théorie de la relativité restreinte, que la théorie de la relativité générale voit le jour. Les conclusions de celles-ci sont, pour l’époque, édifiantes.
Nous connaissons tous la définition de l’univers en 3 dimensions : la longueur, la largeur et la profondeur. Ces trois coordonnées définissent l’espace. A celles-ci, Albert Einstein propose d’ajouter une quatrième : le temps. On parle de continuum espace-temps.
C’est alors que bon nombre d’idée reçues se trouvent bouleversées. Nous ne vivons donc pas dans un univers composé d’endroits mais plutôt d’événements. Ces événements sont définis par un « lieu » ainsi qu’un « moment », à la manière d’un rendez-vous donné à un certain endroit et à une certaine heure (cela dit en passant, rarement respectée).
La gravité est identique à l’accélération. On a donc tôt fait de déduire que la gravité courbe les rayons lumineux. La lumière suivant un chemin qualifié de géodésique car étant le plus court entre un point A et un point B, on déduit que l’espace est courbé par la gravité.
D’une part, l’espace-temps a une incidence sur la matière puisqu’elle lui indique comment se déplacer. D’autre part, et réciproquement, la matière agit sur l’espace-temps en lui indiquant comment se courber.
La théorie de la relativité générale montre que, contrairement aux idées reçues, la gravitation n’est pas une force mais une propriété géométrique de l’espace-temps. Elle met en avant le fait que cet espace-temps n’est pas un plan. Il est plus ou moins courbé suivant la distribution des masses.
Il est impossible de s’imaginer un espace-temps constitué de quatre dimensions mais on peut simplifier celui-ci en faisant intervenir deux dimensions .
On peut donc conclure en disant que le temps est ralenti à proximité d’une masse. On parle de relativité car maintenant le temps et l’espace dépendent de l’endroit où l’on se trouve.
Nous pouvons désormais rentrer dans le vif du sujet, à savoir le voyage dans le temps. Il apparait que l’énergie nécessaire pour pouvoir percer l’espace-temps est indubitablement colossale mais il existe des déformations naturelles pouvant, en théorie, autoriser le voyage dans le temps. Il s’agit des trous noirs, appelés également singularités.
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