Est-ce que le temps a toujours existé ?

[flo8585]

Bonjour,

Je m'intéresse actuellement au big bang et plusieurs questions me sont venues à l'esprit. Est-ce que le temps a toujours existé ou son apparition est t-il une des phases constituant le big bang ? Car si rien n'existait avant le big bang, le temps peut-il exister par lui-même ? De quoi le temps dépend t'il ? Et enfin si le temps n'a pas toujours existé, existera t-il pour toujours ? Est-ce que la fin du temps fait partie de certaines théories concernant le destin de l'univers ?

Merci d'avance pour vos explications à ce sujet

Cordialement,
flo8585
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[Deedee81]

Salut,

Soyons honnête : on n'en sait rien.

En relativité générale, le temps commence au début du big bang, en T=0 (temps cosmologique) mais on sait bien que cette théorie n'est pas valide pour la toute première fraction de seconde.
Il faut pour ça une théorie de gravité quantique, et on en a plusieurs donnant chacune plusieurs modèles. Et rien n'est validé. Et selon le cas : le temps existe déjà ou bien il n'existe pas et émerge de structures plus fondamentales.
Bref, toutes les possibilités restent ouvertes.

Note que le Modèle Standard de la Cosmologie ne commence pas en T = 0 mais à la période de nucléosynthèse + un petit bout avant pour l'inflation.

[pm42]

Le problème, c'est que pour dire "le temps n'existait pas", il faut un concept de temps.
Etienne Klein avait fait une chouette conférence où il expliquait tous les pièges sur lesquels on tombe quand on parle du temps parce que son existence et son caractère continu et linéaire sont profondément ancrés dans notre langage et notre pensée.

Après, et comme le fait remarquer Deedee81, il est possible qu'il soit une propriété émergente d'une structure très fine de l'Univers et qu'on puisse définir ce qui signifierait son absence. Mais à défaut d'avoir cela et les maths derrière, on risque de faire du raisonnement circulaire très vite.

[flo8585]

Merci pour vos réponses. Effectivement j'ai eu des difficultés à trouver des théories concernant la "naissance du temps". En revanche, j'ai pu lire plusieurs fois des théories concernant la fin du temps. De ce que j'ai vu, celle-ci pourrait être due à l'entropie de l'univers.

En faisant des recherches sur la flèche cosmologique du temps, j'ai lu que l'entropie de l'univers croît dans le cas où l'univers est un système fermé et qu'elle atteindrait son maximum après environ 10^200 années. Ensuite selon cette théorie le temps perdrait progressivement son sens jusqu'à disparaître. Si on suit cette théorie selon laquelle l'existence du temps est liée à l'entropie de l'univers, on peut peut-être imaginer que le temps n'existait pas avant le big bang. J'ai conscience qu'il s'agit d'une pure conjecture mais je me demande simplement si la réponse à la question de l'existence du temps avant le big bang ne se trouverait pas dans la possible disparition du temps lui-même liée au destin de l'univers.

J'ai l'impression que davantage de recherches ont été effectuées sur l'éventuelle mort du temps que sur sa naissance.

[A voir en vidéo sur Futura]

[pm42]

Comment définis tu «*n’existait pas avant*» ? Pour qu’il y ait un «*avant*» il faut que le concept de temps existe.

[flo8585]

Effectivement c'est difficile à exprimer. Mais si on part du principe que tout fut créé lors du big bang, cela signifierait donc que le temps n'existe que depuis l'ère de Planck.

[pm42]

Effectivement c'est difficile à exprimer. Mais si on part du principe que tout fut créé lors du big bang, cela signifierait donc que le temps n'existe que depuis l'ère de Planck.

C’est toujours du raisonnement circulaire avec «*depuis*».

[Gilgamesh]

Bonjour,

Je m'intéresse actuellement au big bang et plusieurs questions me sont venues à l'esprit. Est-ce que le temps a toujours existé ou son apparition est t-il une des phases constituant le big bang ? Car si rien n'existait avant le big bang, le temps peut-il exister par lui-même ? De quoi le temps dépend t'il ? Et enfin si le temps n'a pas toujours existé, existera t-il pour toujours ? Est-ce que la fin du temps fait partie de certaines théories concernant le destin de l'univers ?

Merci d'avance pour vos explications à ce sujet

Cordialement,
flo8585

Dans le paradigme de l'inflation, le Big Bang résulte d'un changement de phase du vide depuis un état de haute énergie vers un état de basse énergie. Dans son état de haute énergie, l'univers (enfin, le multivers plutot) est en inflation continuelle. Depuis combien de temps est il en inflation ? Il n'existe à ma connaissance aucune piste théorique permettant de prédire cette durée, ça pourrait tout aussi bien être une seconde ou un gogolplex siècles. Toutefois, y'a une démonstration théorique qui établit que cette durée est finie.

La question de l'origine est donc reportée à celle du multivers.

Concernant "De quoi le temps dépend" (et donc ce qui serait susceptible de le faire apparaître) le discours le plus ambitieux que j'ai entendu c'est du côté d'Alain Connes. Mais bon, bien qu'il se donne la peine de vulgariser (je pense avoir visionné à peu près tout ce qui a été publié sur YouTube à son sujet) le concept reste pour moi perché sur des cimes mathématique où je manque carrément d'oxygène, donc les vulgariser à mon tour, je ne m'y risquerais pas, mais je te conseille quand même d'écouter jusqu'au bout. Ca fait le lien entre les espace discret de la mécanique quantique et l'espace continu de la relativité général et paf, le temps apparait.

LE QUANTIQUE, LES MATHEMATIQUES ET LE TEMPS

On peut également écouter Carlo Rovelli à ce sujet (il fait la paire avec A. Connes) mais c'est un peu pareil, j'ai beau plisser les yeux, je ne suis pas sûr de comprendre.

Par contre l'idée que le temps pourrait disparaitre dans le futur par augmentation de l'entropie, ça semble fumeux. Bon y'a bien la cosmologie cyclique conforme de Penrose qui avance que au bout de quelques éons, y'a un genre de retour à zéro, mais c'est basé sur des considérations de symétrie purement mathématique, y'a absolument aucun mécanisme physique pour appuyer ça et je pense qu'il est le seul à défendre ce paradigme.

[Deedee81]

Bonjour,

Petite précision sur ça.

J'ai l'impression que davantage de recherches ont été effectuées sur l'éventuelle mort du temps que sur sa naissance.

C'est un artefact médiatique.

Comme souvent, il est plus facile de comprendre le passé que de prédire l'avenir.

Prédire le devenir de l'univers est surtout basé sur des extrapolations de l'univers actuel avec les différentes variantes résultat des quelques incertitudes actuelles (comment évoluera l'accélération de l'expansion, le proton est-il stable, etc...)
Et donc ce genre de réflexion est fortement qualitatif et facile à vulgariser. Et donc a une vitrine relativement importante dans la vulgarisation.

Comprendre le passé se fait sur base des observations et des théories, en particulier dans ce domaine : la gravité quantique à boucles, la théorie des cordes, les géométries non commutatives, etc.... Bien que très spéculatif aussi (ces théories ne sont pas validées), ces travaux ont au moins le sérieux "théoriques" et donc sont le domaine de l'abstraction mathématique appliquée à la physique. Et ça, c'est beaucoup moins facile à vulgariser, surtout avec des théories non seulement non validées mais aussi pas toujours mures au niveau théorique (il y a encore beaucoup de travail). Et donc on trouve nettement moins de vulgarisation sur l'avant-big bang mais aussi des vulgarisations beaucoup moins approfondies.

C'est un effet de perspective qui évoluera sans doute dans l'avenir quand on aura fait des progrès. Et en attendant, ne pas se décourager et potasser ces théories est un vrai bonheur (mais il faut faire des choix, c'est trop vaste pour tout apprendre).

[Arollencore]

Bonjour.

Toutefois, y'a une démonstration théorique qui établit que cette durée est finie.

Tu peux donner des précisions?

[Gilgamesh]

Bonjour.
Tu peux donner des précisions?

Tu peux lire cet article, qui je trouve remarquablement complet, profond et... accessible. Pour moi, la marque des grands physiciens.

Eternal inflation and its implications

Chapitre 6. Does Inflation Need a Beginning?

Je traduis le 1e paragraphe :

Si l'univers peut être éternel dans le futur, est-il possible qu'il soit également éternel dans le le passé ? Je vais décrire ici un théorème récent qui montre, sous des hypothèses raisonnable, que la réponse à cette question est non. Le théorème est basé sur le fait bien connu que la quantité de mouvement d'un objet objet voyageant sur une géodésique à travers un univers en expansion est décalé vers le rouge. Supposons donc que nous considérons une géodésique temporelle [ = une géodésique de longueur d'espace temps nulle, celle d'un photon] qui s'étend en arrière dans le passé. Dans un univers en expansion, une telle géodésique sera décalée vers le bleu. Le théorème montre que dans certaines circonstances, le décalage vers le bleu atteint une rapidité infinie (c'est-à-dire la vitesse de la lumière) en une quantité finie de temps propre (ou paramètre affine) le long de la trajectoire ce qui montre qu'une telle trajectoire est (géodésiquement) incomplète.

[Arollencore]

Bonjour.

Merci.

[roro222]

Est-ce que le temps a toujours existé ou son apparition est t-il une des phases constituant le big bang ? Car si rien n'existait avant le big bang, le temps peut-il exister par lui-même ?

Bonjour

Pour mieux appréhender le temps dans notre esprit, je propose de le considérer, non plus comme une dimension, mais plutôt comme un opérateur qui agit sur le contenu de l'univers et le fait évoluer. (bien que cela ne change rien aux formules)

Pose-toi la question :

Est-ce qu'en mathématiques, l'addition ou la soustraction existent même en l'absence de nombres à traiter ?
Il en va de même pour le temps, il semble émerger que lorsque l'univers a eu quelque chose à traiter.

[Deedee81]

Salut,

C'est bien vu, c'est comme parler de la température de l'univers, de la densité de l'univers.... sans univers difficile de parler de ça.

Avec quelques subtilités encore à comprendre pour le temps au "tout début" (enfin, pour le reste aussi d'ailleurs )