Lorsque vous regardez Avengers : Fin de partie, vous pouvez vous asseoir et profiter de la balade pendant que nos héros tentent de sauver l'univers. Mais si vous faites partie de ces personnes qui espèrent que les points clés de l'intrigue du film Marvel reposent sur une base scientifique solide, nous avons de mauvaises nouvelles.
Tout d'abord, si vous n'avez pas regardé le film, ARRÊTEZ LA LECTURE MAINTENANT. Ceci est votre avertissement spoiler.
Parce que ce dont nous parlons ici, c'est du voyage dans le temps, la clé pour qu'Iron Man et le reste des Avengers sortent de leur morosité post-Thanos. Les personnages s'efforcent de distinguer leur approche du voyage dans le temps de Retour vers le futur et de tout le reste, mais c'est Hollywood, et non Heisenberg, qui décide.
‘En termes très simples, je ne crois pas que tout ce que nous avons appris sur la gravité et la mécanique quantique suggère que le voyage dans le temps dans le passé soit possible’, a déclaré Leonard Susskind , un professeur influent de Stanford dont la renommée en physique contribue à créer des cordes . théorie , une refonte fondamentale des lois de l'univers.
Même l'approche la plus plausible du voyage dans le temps – des trous de ver qui pourraient relier différents points du tissu temporel et spatial de l'univers – nécessite des formes de matière sérieusement étranges et potentiellement inexistantes. Vous ne pourrez pas voyager dans le temps pour assassiner votre grand-père , et encore moins ressusciter la franchise Spider-Man de Marvel Cinematic Universe.
Mais la bonne nouvelle pour les fans de voyages dans le temps est que les physiciens ont pris les voyages dans le temps plus au sérieux au cours des dernières décennies. Regardons.
Merci, Albert Einstein et vos maths folles
Principal motif d'optimisme : les mathématiques de la théorie de la relativité générale d'Einstein ouvrent des possibilités très intéressantes.
‘La relativité générale peut permettre de voyager dans le temps’, a déclaré le célèbre physicien Stephen Hawking . ‘Les fans de science-fiction ne doivent pas se décourager.’
La relativité générale décrit l'univers comme quatre dimensions — les trois dimensions familières de l'espace, liées à celle du temps. Cela explique la gravité comme une flexion dans cet espace-temps. La relativité est bizarre et a époustouflé beaucoup de gens, mais vous connaissez probablement l'idée visualisée dans un espace bidimensionnel avec des soleils et des planètes étirant une feuille de caoutchouc. Les résultats d'Einstein sont vérifiés avec des phénomènes tels que le rythme légèrement plus lent des horloges des satellites GPS par rapport à celles de la Terre et le phénomène de lentille gravitationnelle dans lequel les galaxies massives courbent le chemin de la lumière provenant de galaxies plus éloignées.
Faire une boucle dans un espace tridimensionnel n'est pas époustouflant. Mais les mathématiques de la relativité ouvrent également une autre option pour voyager dans un chemin qui inclut la dimension temporelle – ce qu'on appelle une courbe temporelle fermée . En effet, parcourir une telle courbe pourrait vous ramener à votre point de départ au même moment où vous êtes parti.
La véritable recherche sur les voyages dans le temps repose souvent sur des structures qui prennent en charge des courbes temporelles fermées. Ceux-ci incluent les trous noirs, les cylindres infiniment longs – et l'idée de voyage dans le temps la plus populaire, les trous de ver.
Errance de trou de ver
Les trous de ver font partie intégrante des films de science-fiction pour une bonne raison. Ils offrent un moyen de relier différents endroits et moments de l'univers, avec deux bouches différentes reliées par un tube à traverser d'un côté à l'autre. 
Eh bien, du moins s'ils existent.
La clé du voyage dans le temps des trous de ver est d'accélérer l'une de ses deux bouches à une vitesse proche de la lumière afin qu'une horloge y tourne relativement lentement, puis de ramener la bouche à la bouche immobile où le temps s'est écoulé plus lentement. ‘En traversant le trou de ver de la bouche droite vers la gauche, on peut voyager dans le temps’, a déclaré le physicien lauréat du prix Nobel de Caltech, Kip Thorne , qui a contribué à légitimer les recherches scientifiques sur le voyage dans le temps, et ses collègues dans un article de 1998 sur les trous de ver et le voyage dans le temps .
Voici cependant un problème : vous devez empêcher le trou de ver de s'effondrer.
‘La connexion entre une partie de l'espace-temps et l'autre partie ne dure pas assez longtemps pour que quoi que ce soit passe’, a déclaré Richard Muller , professeur de physique à l'Université de Californie à Berkeley et auteur de Now, The Physics of Time. Chaque extrémité du trou de ver s'effondrerait dans un trou noir.
Avec une forme de matière soi-disant exotique – quelque chose avec une densité d'énergie négative – vous pourriez ouvrir des trous de ver, mais personne ne sait si cela est même possible, sauf aux échelles de la mécanique quantique les plus infimes.
‘Vous avez besoin de quelque chose de très spécial’, a déclaré Muller. ‘Même l'énergie noire ne fait pas cela’, a-t-il dit, faisant référence au phénomène découvert relativement récemment qui provoque l'accélération de l'expansion de l'univers.
Autre problème : pour créer un trou de ver, il faudrait plier l'espace-temps vers l'arrière. Alors oui, faire quelque chose d'aussi énorme que ce que fait le soleil, mais d'une manière profondément différente.
Voyage plus rapide que la lumière
Les équations d'Einstein montrent que plus vous voyagez vite, plus le temps passe lentement par rapport à la région où vous avez commencé à accélérer. Ils montrent également que le temps recule si vous dépassez la vitesse de la lumière.
Dommage que tu ne puisses pas aller aussi vite. ‘Il faudrait une quantité infinie de puissance pour accélérer au-delà de la vitesse de la lumière’, a dit un jour Hawking.
La relativité signifie que vous pourriez, en effet, voyager dans le futur. Accélérez dans un vaisseau spatial pendant quelques décennies pour voyager près de la vitesse de la lumière, puis faites demi-tour et décélérez, et vous n'aurez vieilli que de ces quelques décennies alors que des siècles se sont écoulés pour les habitants de la Terre.
Nous n'avons rien qui se rapproche d'un système de propulsion qui pourrait alimenter ce genre de vaisseau spatial. Si nous pouvions traîner très près d'un trou noir en rotation rapide, le temps passerait relativement lentement – comme dans le film Interstellar, où une heure sur une planète signifiait sept ans passés sur Terre . (Thorne, un conseiller du film, a approuvé cette idée, soit dit en passant.)
Se faire tourner autour des cylindres Tipler
Voici un autre endroit où vous pourriez trouver une courbe temporelle fermée : un très, très gros cylindre tournant très, très vite.
‘La relativité générale suggère que si nous construisons un cylindre rotatif suffisamment grand, nous créons une machine à voyager dans le temps’, a conclu le physicien Frank Tipler dans un article de 1974 . Encore une fois, il y a des problèmes pratiques, comme l'exigence que le cylindre soit trop long – infiniment, ou peut-être juste très long si vous êtes proche du milieu – et fait de matériaux suffisamment solides pour ne pas voler en éclats lorsqu'ils tournent rapidement.
Ce travail a inspiré l'auteur de science-fiction Larry Niven à écrire une nouvelle portant exactement le même titre que l'article de Tipler : ‘Rotating Cylinders and the Possibility of Global Causality Violation’. (Bien que les cylindres de Tipler soient courants dans les discussions sur les courbes temporelles fermées, notez que les travaux ultérieurs de Tipler reliant la physique et le christianisme ont aliéné les scientifiques qui ont exprimé leur scepticisme , pour le dire poliment.)
Adieu, libre arbitre
Hollywood pourrait avoir un autre gros boeuf avec la physique : le voyage dans le temps nous enlève tout contrôle réel sur notre propre avenir, a déclaré Muller.
‘Si des trous de ver existent et que nous pouvons remonter dans le temps, c'est une conséquence en physique que nous ne pourrions pas exercer notre libre arbitre. Nous ne pourrions pas changer d'avis’, a-t-il déclaré. Il expose son cas dans un paradoxe qu'il appelle le meurtre de tachyon impliquant une arme à feu capable de tirer des particules plus rapides que la lumière.
Vous pourriez dire que la plupart des Avengers: Fin de partie suit un chemin assez prévisible. Mais des personnages qui n'ont pas de réelle capacité à influer sur leur avenir ? Espérons que cela n'arrive jamais au cinéma.
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