La beauté glaciale des éternités

« Si le temps est une illusion, nous vivons dans l’illusion. »

— Lee Smolin

Une voie vers l’éternité consisterait à s’attaquer directement à la matière du temps lui-même. À comprendre la trame où elle s’inscrit. Qu’est-ce que le temps ? Comment passe-t-il ? Que nous dit la physique théorique de sa fabrique et de son apparente fuite ?

Tempus absolutum — Newton

Commençons avec une évidence. Le temps passe. Il s’écoule, régulier, indifférent.

C’est cette évidence que Newton érigea en principe¹ : « Tempus absolutum, verum et mathematicum, in se et natura sua sine relatione ad externum quodvis, aequabiliter fluit, alioque nomine dicitur duratio. »

Autrement dit, « le temps absolu, vrai et mathématique, s’écoule uniformément par sa propre nature, sans relation à rien d’extérieur. »

Pour Newton, tel l’espace, le temps a une réalité ontologique : il n’est pas un effet du monde, mais son théâtre. Il possède une existence propre. Il coule, même si rien ne se produit. Le cosmos newtonien se déploie dans le temps comme une machine dont chaque rouage obéit à la loi, synchronisé par une horloge universelle. Celle de Dieu.

Cette idée d’un temps absolu présente une double cohérence. Une cohérence phénoménologique, d’une part. Une cohérence métaphysique, d’autre part. Cohérence phénoménologique, parce que l’existence d’un temps uniforme qui s’écoule correspond à notre expérience ordinaire du monde. Cohérence métaphysique, parce qu’elle offre à Newton le cadre conceptuel stable à partir duquel il peut bâtir l’ensemble de sa physique : un univers où les lois sont universelles parce que le temps l’est aussi.

Éternité béante — Einstein et Minkowski

Deux siècles après Newton, ère glaciaire : le fleuve du temps se fige. En 1905, la relativité restreinte d’Einstein bouleverse la notion de simultanéité² : deux événements jugés « simultanés » pour un observateur ne le sont plus pour un autre. Le présent cesse d’être universel. En 1908, Hermann Minkowski jette un pavé dans le fleuve en donnant à l’idée d’Einstein sa forme géométrique : espace et temps ne sont plus séparés, mais soudés en un continuum à quatre dimensions³. C’est la naissance de l’espace-temps. Minkowski écrit alors : « l’espace seul, ou le temps seul, sont voués à disparaître ; seule leur union subsiste. »

Dix ans après sa relativité restreinte, en 1915, Einstein introduit la relativité générale qui prolonge ce bouleversement⁴ : elle fera du temps non seulement une dimension, mais une matière souple, que la gravité elle-même déforme.

Dans cette vision relativiste, une vision aux grandes échelles, l’univers devient un bloc d’espace-temps dans lequel tous les événements sont inscrits. Tous. Rien ne « s’écoule », pas même le temps. Tout est déjà là. Le passé, le présent et le futur coexistent.

La relativité provoque un vertige métaphysique : tout est déjà écrit dans le bloc d’espace-temps. Tout événement devient ainsi éternel. Tout événement a toujours été là, depuis toujours et jusqu’à la nuit des temps.

L’éternité béante⁵.

Étienne Klein qualifie d’ailleurs cette éternité de « quelque chose d’élégant et d’effrayant : elle abolit la succession, donc l’idée même de devenir. »⁶

Pour ma part, j’y vois une beauté glaciale.

La fin des temps où tout devient possible — Everett et les autres

Au début du XX^e siècle, alors que la relativité vient d’unir espace et temps aux grandes échelles, une autre révolution les fait trembler : celle de la physique quantique, aux échelles microscopiques.

En 1900, Planck introduit le quantum d’énergie, ouvrant la voie à une physique quantifiée⁷, c’est-à-dire à une physique qui n’est plus continue, mais qui procède par saut — de façon discrète, disent les physiciens. En 1913, Bohr applique ce même principe à l’atome et propose des orbites quantifiées⁸. En 1925, Heisenberg publie un article fondateur qui introduit la mécanique matricielle, première formulation complète de la mécanique quantique⁹. Deux ans plus tard, il introduit le principe d’incertitude, qui exprime la limite fondamentale de la mesure entre position et quantité de mouvement¹⁰ : aux échelles microscopiques, il est ontologiquement impossible de connaître simultanément la position et la quantité de mouvement d’une particule. En 1926, Schrödinger formule l’équation d’onde, qui décrit l’évolution fluide et déterministe des états quantiques dans le temps¹¹. En 1928, Dirac étend la mécanique quantique à la relativité restreinte, formulant une équation qui décrit les électrons relativistes et prédit l’existence de l’antimatière¹².

À eux cinq, ces scientifiques posent les fondations de la mécanique quantique, première théorie cohérente du monde microscopique. Ensemble, ils transforment la vision alors dominante du monde : la matière n’est plus un ensemble de particules localisées, mais un champ de probabilités. Dans le formalisme de la mécanique quantique, les particules, telles que l’électron, ne sont plus des particules, mais des ondes. Le réel devient quantifié, probabiliste et ontologiquement indéterminé¹³.

Mais c’est aussi à partir de là que le temps commence à se dissoudre. En effet, dans l’équation de Schrödinger, même si le temps apparaît, il ne représente plus une grandeur physique interne, mais une variable de calcul. Cette équation de Schrödinger est tellement belle…

$$i\hslash \frac{\partial \psi }{\partial t}=\widehat{H}\psi$$

Mais le temps y perd sa substance.

Les choses se corsent encore davantage quand il s’agit d’unifier mécanique quantique et relativité générale. Diverses approches ont été envisagées et dépassent largement le cadre de cet essai. Retenons néanmoins l’une d’entre elles : la gravité quantique à boucles, développée en 1990 par Lee Smolin et Carlo Rovelli¹⁴ qui tente la grande unification en quantifiant la géométrie elle-même : l’espace-temps y devient un objet quantique, tissé de boucles élémentaires.

Avec cette théorie, Lee Smolin s’inquiète de la disparition du temps des équations et soutient que la science s’est égarée en traitant le temps comme une illusion. Pour lui, le temps correspond à une réalité ontologique¹⁵.

À l’opposé, pour Carlo Rovelli, le temps disparaît purement et simplement des équations. Le temps n’existe plus en tant que grandeur fondamentale. Comme la température qui émerge de l’agitation des particules, pour lui, le temps émerge des relations causales entre systèmes physiques. Rovelli formalise cette idée avec le mathématicien Alain Connes sous le nom d’hypothèse du temps thermique¹⁶. Pour eux, le temps est un effet collectif.

Certains physiciens vont encore plus loin. Max Tegmark, lui, avance que la réalité est purement mathématique¹⁷ : un ensemble de structures fixes, sans passé ni futur. Les équations ne décrivent pas l’univers, elles sont l’univers.

Première conséquence de la physique quantique : la disparition du temps.

Mais il y a plus. L’équation de Schrödinger fait évoluer une superposition d’états et rien n’impose qu’un seul résultat se produise. Aussi, en 1957, Everett propose d’en tirer les conséquences radicales¹⁸ : si les équations n’effacent jamais les possibilités, c’est qu’elles se réalisent toutes. C’est l’interprétation de la physique quantique qu’Everett appelle les many worlds : l’univers devient une superposition de tous les réels possibles.

Tous les univers sont possibles.

Et tous ces univers existent simultanément.

Il existe un univers dans lequel cette phrase contient une faute. Il existe un univers dans lequel je n’existe pas. Il existe un univers dans lequel j’existe, mais mon nom est l’anagramme de celui que je porte ici. Il existe un univers, dans lequel, toi, cher lecteur, tu n’existes que comme le personnage d’un livre que j’ai imaginé.

Cette notion d’univers multiples, ou de multivers, est assez développée en physique théorique. Certains physiciens se sont amusés à produire des classifications. Mais la seule qui m’intéresse réellement est celle d’Everett.

Alors bien sûr, à ce stade, il ne s’agit que d’une façon d’interpréter la physique quantique. Une façon de lire l’équation de Schrödinger. Et, bien qu’Everett défende la réalité ontologique de cette interprétation, cela n’est pas encore prouvé. De nouvelles découvertes parviendront-elles à déplacer, une fois de plus, la frontière entre physique et métaphysique ? De la même manière que l’observation du rayonnement fossile a confirmé la théorie du Big Bang, observerons-nous un jour une trace qui validerait la réalité des mondes multiples ?

Et c’est la seconde conséquence de la physique quantique : tous les mondes sont (peut-être) possibles.

Oui… mais il y a l’entropie et la décohérence

L’univers-bloc fige donc le temps : tous les événements coexistent, passés, présents, futurs. Pourtant, la répartition de l’entropie n’y est pas uniforme. Certaines régions, comme notre passé cosmique, présentent une entropie extraordinairement faible. Or, nos processus cognitifs eux-mêmes n’existent qu’à l’intérieur de ce déséquilibre. La mémoire, qu’elle soit biologique ou artificielle, suppose ainsi un monde où l’entropie augmente. Mémoriser revient à inscrire de l’information dans la matière, un processus fondamentalement irréversible, car selon le principe de Landauer, toute opération logique dissipant ou créant de l’information entraîne une production minimale de chaleur, donc d’entropie¹⁹. Ainsi, ce simple déséquilibre d’entropie suffit à produire, pour les consciences locales, l’illusion d’un écoulement du temps.

Dans l’interprétation d’Everett, la fonction d’onde de l’univers conserve toutes les superpositions : chaque possibilité se réalise dans un monde distinct. L’interaction avec l’environnement provoque la décohérence, qui supprime les interférences et isole ces mondes les uns des autres. Les branches sont réelles, mais mutuellement inobservables²⁰. Cela explique pourquoi la réalité nous apparaît unique : notre conscience ne peut émerger que dans la branche où sa propre cohérence persiste.

Une piste pour les éternités : le suicide quantique ?

Je retiens de cette analyse une piste pour vivre éternellement. En un siècle, la physique a non seulement gelé le temps, mais elle l’a fait disparaître. Avec Newton, le temps était absolu, il coulait. Mais Einstein et Minkowski ont montré que finalement, le temps ne coule pas, il est une dimension de notre univers. Nous vivons dans un bloc d’espace-temps qui est. Tous les événements, passés, présents, futurs coexistent réellement. Et puis finalement, Schrödinger et les autres l’ont carrément fait disparaître. Everett est allé encore plus loin : non seulement le temps est gelé, mais en plus, tous les événements possibles, imaginables et non imaginables existent aussi.

Croire à la réalité ontologique d’un univers-bloc en superposition, c’est croire en l’éternité et en l’infinité des possibles.

Le temps est gelé. Le réel est multiple.

Une beauté glaciale, infinie.

Une beauté glaciale, qui interdit la mort.

Je fais partie de l’univers-bloc en superposition. Il est. Moi aussi.

Tous les univers sont possibles et existent. Y compris celui où je survis systématiquement.

Ma conscience ne peut exister que dans celui où je survis systématiquement.

J’ai le doigt sur la détente.

Si j’appuie, je survivrai.

J’espère, cher lecteur, qu’Everett est sûr de lui.

Footnotes

1. Newton, I. (1687). Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. London: Joseph Streater. ↩

2. Einstein, A. (1905). Zur Elektrodynamik bewegter Körper. Annalen der Physik. ↩

3. Minkowski, H. (1908). Raum und Zeit. Jahresbericht der Deutschen Mathematiker-Vereinigung. ↩

4. Einstein, A. (1915). Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie. Annalen der Physik. ↩

5. « L’éternité béante » est une anagramme de « Albert et Étienne », trouvée par Etienne Klein. Klein, É., Bollée, L.-F., & Durieux, C. (2024). L’éternité béante : Et si Einstein revenait ? Paris : Les Liens qui Libèrent. ↩

6. Klein, É. (2019). Le facteur temps ne sonne jamais deux fois. Paris : Flammarion. ↩

7. Planck, M. (1901). Über das Gesetz der Energieverteilung im Normalspectrum. Annalen der Physik. ↩

8. Bohr, N. (1913). On the Constitution of Atoms and Molecules. Philosophical Magazine. ↩

9. Heisenberg, W. (1925). Über quantentheoretische Umdeutung kinematischer und mechanischer Beziehungen. Zeitschrift für Physik. ↩

10. Heisenberg, W. (1927). Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik. ↩

11. Schrödinger, E. (1926). Quantisierung als Eigenwertproblem. Annalen der Physik. ↩

12. Dirac, P. A. M. (1928). The Quantum Theory of the Electron. Proceedings of the Royal Society A. ↩

13. Heisenberg, W. (1930). The Physical Principles of the Quantum Theory. University of Chicago Press. ↩

14. Rovelli, C., & Smolin, L. (1990). Loop Space Representation of Quantum General Relativity. Nuclear Physics B. ↩

15. Smolin, L. (2013). Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe. Boston: Houghton Mifflin Harcourt. ↩

16. Rovelli, C., & Connes, A. (1994). Von Neumann Algebra Automorphisms and Time–Thermal Time Hypothesis. Class. Quantum Grav. ↩

17. Tegmark, M. (2014). Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality. New York: Knopf. ↩

18. Everett, H. (1957). “Relative State” Formulation of Quantum Mechanics. Reviews of Modern Physics. ↩

19. Landauer, R. (1961). Irreversibility and heat generation in the computing process. IBM Journal of Research and Development. ↩

20. Zurek, W. H. (2003). Decoherence, einselection, and the quantum origins of the classical. Reviews of Modern Physics. ↩