L’ordre du temps et la physique contemporaine . par Bernard Dugué

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  1. Carlo Rovelli est l’un des spécialistes mondialement reconnu dans le domaine extrêmement pointu de la gravité quantique qui pour l’instant n’est pas une théorie aboutie mais un vaste programme de recherches. La question du temps, naguère chasse gardée des philosophes, est devenue un enjeu important pour la science depuis la formulation de l’espace-temps par Newton, puis la thermodynamique de Carnot et Clausius. Einstein a rebattu les cartes avec les deux relativités. La mécanique quantique a brouillé les pistes. La thermodynamique du non équilibre a offert des surprises. Sans oublier la thermodynamique du trou noir. Nombre de physiciens ayant compté ou qui comptent se sont penchés sur la question du temps. Prigogine, Roger Penrose, Hawking, Lee Smolin pour n’en citer que quelques-uns, et maintenant Carlo Rovelli dont le dernier livre vient de sortir. Il s’intitule L’ordre du temps. Comme le précise l’auteur, comprendre le temps est une tâche promise à tous ceux qui s’étonnent, en voyant le temps défiler mais aussi en regardant les équations de la physique contemporaine.

 

Ne vous attendez pas à une compréhension aboutie et définitive du temps après avoir lu ce livre qui nous fait voyager dans le labyrinthe du temps, entre les rêveries poétiques, les allusions littéraires, les conceptions philosophiques et bien évidemment, le socle principal de cette étude constitué par les théories physiques. Il n’existe actuellement aucune théorie qui ait pu expliquer le temps. Ce qui est disponible, ce sont les études sur le temps comme celle de Rovelli qui saura satisfaire la curiosité d’un public novice mais instruit soucieux de connaître comment un physicien comprend les racines et les phénomènes du temps (ou dans le temps). Toute réflexion savante et argumentée mérite l’attention de l’honnête homme du 21ème siècle. Surtout si cette réflexion emprunte des détours littéraires et poétiques. Ce qui rend accessible le propos au risque de dénaturer la science la plus précise.

 

 

  1. La première partie raconte l’effritement du temps. Non pas que le temps se disloque mais que la pensée du temps devienne incertaine. Le temps s’échappe des mailles du filet conceptuel dans lequel les physiciens croyaient l’attraper. Il ne s’écoule pas uniformément selon le lieu, en plaine ou en montagne. Ce décalage est infinitésimal. La relativité générale permet de le calculer mais pas la mécanique de Newton. Il n’y a pas de scène fixe, sorte de projecteur universel envoyant les images sur un écran. Chaque chose évolue dans son temps et la physique indique comment ces temps sont reliés. Avant les bouleversements introduits par Einstein, la thermodynamique et la formulation de l’entropie ont façonné une flèche du temps irréversible. Le temps s’est disloqué en un temps réversible, présent dans toutes les équations de la physique sauf dans les systèmes échangeant de la chaleur, décrits par une entropie qui ne peut que croître et qui a été interprétée statistiquement comme la mesure du désordre par Boltzmann. Le temps ralentit la vitesse énonce Rovelli pour évoquer la relativité mais cette fois, restreinte, celle publiée en 1905 par Einstein. Le temps s’est dissout et le présent aurait disparu des théories physiques.

 

Le temps ne va pas sans l’espace. Aristote et Newton voient les choses en opposition. Un espace vide a un sens pour Newton mais pas pour Aristote. Einstein aurait réconcilié les deux manières de voir en utilisant la notion de champ somme toute assez récente dans la physique contemporaine. Puis arrive la mécanique quantique qui brouille encore plus les pistes. Nous entrons dans un monde sans temps, un monde dont le voyage est raconté dans la seconde partie du livre.

 

 

  1. Dans la seconde partie, Rovelli décrit un monde sans chose et constitué d’événements. La physique des champs quantiques conduit à penser ainsi le monde. L’idée n’est pas nouvelle. Les physiciens de la gnose de Princeton avaient déjà imaginé un univers fait de processus, en lorgnant parfois vers les métaphysiques orientales, le Tao ou le bouddhisme. D’après Rovelli, l’erreur consiste à interpréter le monde en termes de choses plutôt que d’événements. Car la physique décrit comment les choses changent, dans la disposition ou la complexité. La physique moderne ne dit rien sur les choses. Est-ce légitime de penser ainsi. Le physicien Rovelli pense que oui et que les autres sont dans l’erreur. Le philosophe pensera différemment. Sans doute comprendra-t-il que la physique conduit vers les essences mais c’est une autre aventure dont je vous parle. Elle n’est pas dans le livre de Rovelli qui contient quelques approximations malheureuses. Page 121, il est dit que l’équation de Schrödinger décrit les formes atomiques et comment les électrons bougent dans les atomes et sont donc des événements et non pas des choses. En fait, l’équation qui permet de calculer la forme des atomes concerne les états stationnaires. L’équation de Schrödinger est alors séparée en deux, avec une fonction du temps et une autre de l’espace. Les électrons sont bien mobiles mais il n’y a aucun événement, sauf lors des transitions d’une forme (état) à une autre, et en ce cas, l’équation de Schrödinger n’explique rien.

 

La suite du propos est assez étrange. Rovelli brouille les pistes en étant lui-même le témoin et l’acteur de ce brouillage dont le responsable serait le langage, inadéquat pour parler du temps. Einstein en personne était brouillé, changeant d’avis plusieurs fois sur des questions essentielles. Au final, la théorie du monde n’a pas besoin d’une variable temps. Elle doit dire comment les choses bougent et se transforment les unes en relation aux autres. La gravité quantique à boucles dont Rovelli est l’un des fondateurs n’utilise pas la variable temps dans ses équations.

 

 

  1. Troisième partie, le temps comme ignorance. Rovelli achève le temps qui émerge d’un monde sans temps. Cette partie est la plus intéressante avec l’idée d’un temps thermique résumée en deux logiques. La conventionnelle qui part du temps pour aller vers l’énergie et l’état macroscopique. La nouvelle perspective part de l’état macroscopique pour aller vers l’énergie puis le temps. Dans la version conventionnelle le temps est une cause efficiente des choses complexes. Dans la seconde version proposée par Rovelli, c’est l’état macroscopique qui conduit au temps. Ce choix est aisé à comprendre pour un philosophe. Dans le premier cas on se situe dans le réalisme et l’ontologie, dans le second on se place dans l’univers nomologique, autrement dit le temps comme conception humaine. Vieille controverse, en germe au Moyen Age, entre les réalistes et les nominalistes.

 

Ensuite l’entropie intervient dans le raisonnement. La basse entropie initiale serait lié à notre condition bien plus qu’à l’univers. De plus, la basse entropie serait la cause du monde qui avance. Cette thèse est intéressante mais aventureuse. Elle repose sur des réflexions assez anciennes et sur une interprétation de l’entropie qui n’a rien d’évident et peut même être controversée. Rovelli prend quelque distance avec la rigueur, en évoquant la configuration d’un photon à haute énergie comme indice d’une entropie inférieure à celle de dix photons de moindre énergie. L’idée a certes un sens mais le raisonnement est erroné, le photon n’a pas de configuration. Rovelli semble s’égarer dans l’interprétation de l’entropie. Comme du reste dans un autre contexte le physicien Éric Verlinde. L’entropie a un lien avec le moteur du monde mais ce n’est pas celui qu’a tracé Rovelli.

 

La fin du livre a le mérite de nous ramener à notre condition d’humains biographiques. Il introduit la mémoire et nous ramène à des considérations plus proches de notre vécu. Et si les physiciens s’étaient égarés dans la question du temps ? La position de Rovelli est comme l’a bien noté Hans Halverson un antiréalisme. On pourrait aussi citer Bishop, l’un des spécialistes de la théorie du non-équilibre pour lequel nous ne sommes pas les créateurs de la flèche du temps mais ses enfants. Pour Rovelli on pressent l’inverse, la flèche du temps comme invention humaine qui aurait des vertus libératrices. Cela a le mérite d’être clair mais discutable. Prigogine est le grand absent du livre de Rovelli et c’est ce qui rend son propos incomplet. Affaire à suivre.

 

On notera pour finir la très belle présentation du livre, avec l’usage de la couleur et quelques belles illustrations.

 

Carlo Rovelli, l’ordre du temps, édité chez Flammarion, 2018 

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