Temps Article, Signification, Explication

Le temps est un concept qui a été développé pour représenter l'évolution du monde.

L'homme constate que le monde évolue, change, se transforme. Outre la notion d'« objet », il y a donc la notion d'« événement » (transformation de l'objet). Ces constatations amènent aux notions de

• simultanéité: deux événements ont lieu en même temps, si les objets se tranformant sont distants, on ne peut assister à la transformation que de l'un d'entre eux;
• succession,antériorité et postériorité: si deux événements ne sont pas simultanés, l'un a lieu après l'autre.

Ces notions font appel à la mémoire: le classement des événement dans un ordre de succession ne peut se faire que si l'on se souvient de ces événements. La mémoire elle-même provient du fait que certains événements se répètent, ce qui permet l'apprentissage. Cet aspect met en avant les deux aspects du temps:

• l'aspect cyclique: cycle des jours, des saisons, de la vie...
• l'aspect linéaire: évolution, transformation irréversible, passage de la naissance à la mort.

L'aspect cyclique de certains événements a permis d'avoir une référence de durée (calendrier, horloge), et donc de quantifier le temps: lui associer un nombre et une unité.

Table of contents

1 Problème du temps 2 Temps subjectif et temps physique 3 Le temps en physique 3.1 La mesure du temps 3.2 Temps et espace 3.3 Le temps relatif 3.4 La flèche du temps 4 Musique 5 Humour 6 Voir aussi 7 Liens extérieurs

Problème du temps

Le temps est peut-être une des questions fondamentales de la métaphysique, il est à la limite entre physique et métaphysique. Qu'est-ce que le temps ? Bien que l'intuition du temps qui passe soit universelle, définir le temps semble au-delà de nos capacités. Cela inspira une célèbre boutade à Saint Augustin dans ses Confessions:

« Si personne ne me le demande, je le sais. Si je veux l'expliquer, je ne le sais plus »

• Quelques philosophies considéraientt depuis les Grecs le temps comme un absolu, indépendant de l'espace. D'autres non.
• La théologie catholique estimait avec Thomas d'Aquin que le temps était une création de Dieu au même titre que l'espace, et le situait dans une dimension nommée aevum, elle-même distincte de l'éternité qui la contenait. La création conjointe de l'espace et du temps est une des affirmations de la somme théologique, ce qui incitera par la suite quelques physiciens qui n'admettent pas au début l'idée de big bang (comme Fred Hoyle qui avait en créé le nom par dérision) à s'en méfier, y voyant juste une résurgence religieuse. Remarquons toutefois que Thomas d'Aquin considère cependant lui aussi le temps comme un absolu : Dieu lui-même ne peut pas faire que ce qui a été n'ait pas été. Il est en son pouvoir certes de rendre sa virginité à une femme déflorée, mais il ne peut en aucun cas changer le passé et faire que cette femme n'ait pas été déflorée. Il ne le considère pas comme une soumission de Dieu lui-même au temps, mais au contraire comme une manifestaion de cohérence implicite à la nature même de Dieu, qui ne saurait s'autocontredire.
• Isaac Newton considère le temps comme un absolu.
• Kant considère temps et espace comme des catégories pré-conceptuelles de la sensibilité, et donc comme des formes de l'expériences nécessaires et universelles (a priori).
• Einstein revisitera le concept même de temps : contrairement aux idées communément admises, il n'existe d'une part pas de temps absolu dans l'univers, et d'autre part le temps est étroitement imbriqué à l'espace, comme l'avait suggéré avant lui (mais mathématiquement et non au sens physique) son professeur Minkowski. Les notions de simultanéité et de succession sont relatives, elles dépendent de l'observateur.
• La mécanique quantique suggère que la notion de temps perd sa signification commune aux échelles qu'elle traite. Une expérience imaginée par Marlan Scully et utilisant les résultats de celle d'Alain Aspect exigerait en effet que dans certains cas spécifiques une observation modifie un état antérieur d'un système, faute de quoi des relations de conservation ne seraient plus respectées. Cela remettrait alors en cause une partie de la notion de causalité. Le physicien John Wheeler considère d'emblée ce résultat comme acquis dans le cadre de l'hypothèse émise en 1957 par son élève Hugh Everett, mais sa position ne fait pas l'unanimité chez les physiciens.
• Dans le langage courant, on peut voir le temps comme une dimension conventionnelle à l'aide de laquelle nous structurons le monde.

Les concepts utilisés dans la mesure du temps sont issus de l'inné. Comme nous comptons nos moutons, nos enfants, nous mesurons le temps. De l'application, il apparait un nouveau concept qui mesure le temps d'une manière proportionnelle exponentielle en rapport avec le sujet étudié. Ce nouveau concept est décrit sur le site hypothèse sur le temps [1]. En application à la perception, ce concept donne que pour l'enfant d'un jour, le jour serai sa vie, le mois beaucoup, et l'année l'infini ; pour l'adulte de soixante douze ans, l'année serai 1/72, le mois 1/864, et le jour l'instant. En d'autres mots cinq minutes de rire pour adulte dure une éternité pour un enfant.

Temps subjectif et temps physique

La philosophie distingue deux dimensions dans la notion de temps. La dimension objective est étudiée par la science physique et est appelée en philosophie « temps ». La dimension subjective, étudiée par la philosophie, est appelée « durée ». Cette distinction simple n'est pas tout à fait correcte: la physique utilise également le terme de durée et la philosophie celui de temps...

• Le temps objectif est défini par rapport à une horloge. Son unité légale dans le système international est la seconde (et ses multiples).

• En temps subjectif les secondes peuvent paraître des heures et les heures peuvent paraître des secondes.

Exemples:

• Un enfant joue à son jeu préféré et au bout d'une heure, il doit s'arrêter : il s'exclame « Déjà ? », même si pour un scientifique le temps écoulé est exactement 3600 secondes. Mais pour l'enfant la durée écoulée est de toute façon trop courte.
• Un lycéen en cours, s'ennuie et regarde régulièrement sa montre avec l'espoir qu'il s'est écoulé une dizaine de minutes. Et il constate avec horreur qu'il ne s'en est objectivement écoulé qu'une seule.

La durée (l'impression subjective de temps) dépend donc des émotions ressenties par la personne qui l'évalue. Autrement dit, l'horloge subjective bat la mesure en raison inverse de la concentration du sujet. Pour le sujet très pris par son activité (par exemple quand il s'amuse), l'horloge bat très lentement, il ne s'écoule que quelques battements et le sujet « ne voit pas le temps passer ». Inversement, quand on s'ennuie ou qu'une situation est dramatique (accident de voiture, par exemple) les phénomènes semblent se ralentir (l'attention cherche un appui), les battements s'accélèrent et on « trouve le temps long ».

Avant Einstein, on pensait généralement que le temps objectif était fixe, toujours le même, tandis que le temps subjectif était variable, dépendant de l'état d'esprit de la personne qui l'observe.

Les travaux d'Einstein sur la relativité ont pour conséquence non pas que le temps objectif est variable (local), mais de façon bien plus radicale qu'on ne peut définir de temps objectif. Le temps est relatif à un référentiel et varie en fonction de la vitesse (formulation malheureuse, il est vrai, puisque la vitessse elle-même ne peut être définie que par rapport à un temps) et des champs d'accélération locaux (gravitation, changements de vitesse ou de direction, etc.). Pour cette raison, on ne peut jamais parler de simultanéité objective dans l'univers (excepté à une erreur admissible près dans le cas de distance et de temps très courts).

Autre distinguos s'appliquant au temps:

• temps linéaire de la tradition chrétienne, avec une création et une fin (apocalypse, jugement dernier), et temps cyclique de la tradition indo-européenne (éternel retour, cercles concentriques, Schopenhauer, Nietzsche)
• temps continu, et discret : le temps comme séquence ordonnée d'événements, une notion faible de la synchronie étant l'observation des mêmes événements significatifs dans le même ordre
• temps irréversible, et voyages dans le temps ; l'irréversibilité qui caractérise le temps est un phénomène qui ne concerne qu'une partie des lois de la physique, et qui est liée au concept d'entropie, et jusqu'à récemment étudié plus ou moins exclusivement sous l'angle de phénomènes dissipatifs -- mais en biologie, l'irréversibilité du temps est liée à l'évolution, et à une génération d'ordre (peut-être seulement localisée, pour satisfaire le second principe de la thermodynamique). L'expérience de Marlan Scully jette un doute sur la non-réversibilité du temps à l'échelle quantique.

Le temps en physique

Pour les théories physiques, le temps est une grandeur essentielle, qui intervient dans les équations. Il se mesure en secondes, une unité de base du système international.

La mesure du temps

Depuis 1967, la seconde est définie de nos jours à partir d'un phénomène physique: le temps nécessaire à un rayon lumineux bien spécial pour effectuer 9 192 631 770 oscillations. Ce rayon lumineux servant à définir la seconde est celui dont la fréquence provoque une excitation bien déterminée d'un atome de césium-133 (transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état de base de cet atome). En fait, selon les connaissances actuelles de la mécanique quantique, les rayons lumineux absorbables par un type d'atome ont toujours la même fréquence, pour une excitation (transition) donnée. Et selon les connaissances actuelles de la relativité générale, cette mesure sera toujours la même pour un observateur immobile par rapport aux atomes en question. Il est à noter que la longueur, une autre unité de base du système international est aussi définie par un phénomène d'origine électromagnétique: la vitesse de la lumière dans le vide, et fait référence à la définition du temps.

Avant la décision de la Conférence Générale des Poids et Mesures de 1967 de définir l'unité de temps en fonction d'un phénomène atomique, le temps a lontemps été défini en fonction de phénomènes d'origine astronomique. La seconde est issue historiquement du jour (période de révolution de la terre sur elle même), qui est subdivisé en heures, minutes et secondes. Le coefficient 9 192 631 770 de la définition ci-dessus vise à donner à la seconde sa valeur historique. Mais en fait, la science moderne a montré que les phénomènes astronomiques tels que la durée de révolution de la terre sur elle même, ou la révolution de la terre autour du soleil, n'ont pas une durée constante, et ne sont donc pas un bon support pour définir une unité de temps. Par exemple, la rotation de la terre sur elle-même ralenti (très lentement), en particulier à cause des effets de marée de la lune. De même, l'orbite de la terre autour du soleil se modifie avec le temps, car le soleil a tendance à perdre de la masse au fur et à mesure que les réactions nucléaires qui ont lieu en son centre produisent de l'énergie. La réalisation de la première horloge atomique en 1947 a permis d'adopter par la suite la définition de la seconde que nous connaissons, et qui est plus rigoureuse, d'un point de vue scientifique, que la définition historique basée sur des phénomènes astronomiques.

Temps et espace

Depuis le début du 20è siècle, et la publication de la théorie de la relativité restreinte, il est admis que le temps et l'espace sont liés.

La théorie de la relativité générale montre que l'espace-temps est déformé par la présence de matière, et cela se manifeste par la force que nous appelons la gravité. Selon Albert Einstein, temps, espace et matière ne peuvent exister l'un sans l'autre. Cette théorie, qui lie espace, matière et temps fait dans certains cas des prédictions différentes de celles de la mécanique classique, ou temps et espace sont séparés. L'observation de tels phénomènes à montré que cette théorie était plus proche de la réalité que la mécanique classique. Par exemple, la relativité générale, et uniquement elle, prédit l'existence de 'lentilles cosmiques', dues aux fait qu'une étoile massive dévie la lumière qui passe à proximité. De tels phénomènes ont éffectivement été observés.

Le lien entre espace et temps a aussi pour conscéquence que la notion de simultanéité (le fait que deux évènements se passent en même temps), n'est pas une notion absolue, mais dépend de l'observateur. Ce phénomène ne fait pas partie du sens commun car il ne se produit pas dans notre vie quotidienne, et n'est visible que si les observateurs se déplacent l'un par rapport à l'autre à des vitesses relativement élevées par rapport à la vitesse de la lumière.

Le temps relatif

Les équations des théories physiques considèrent le temps comme relatif. Les équations de la physiques sont symétriques par rapport à une translation dans le temps. Le théorème de Noether, établi en 1918, montre que cette propriété implique l'existance d'une quantité, l'énergie, qui se conserve quelles que soient les interactions entre objets.

Le fait que les équations de la physique ne soient pas modifiées par une translation dans le temps ne signifie pas pour autant que le temps est infini. En fait, de nombreuses observations, interprétées dans le cadre de la théorie de la relativité générale ont permis d'établir la théorie du Big Bang, selon laquelle l'univers aurait eu un début, ou seraient apparus le temps, l'espace et la matière. Selon les connaissances actuelles, le temps aurait commencé il y a environ 13,7 milliards d'années. Le fait que le temps ait eu un début, et que la question « qu'y avait-il avant le début du temps ? » n'ait pas de sens est extrèmement difficile à se représenter. Parmis les observations qui ont permis de confirmer la théorie du Big Bang (dans le sens ou cette théorie leur donne une explication cohérente), figurent le décalage vers le rouge du spectre lumineux émis par les étoiles lointaines, ainsi que l'existence d'un rayonnement cosmique provenant de toutes les directions de l'univers, correspondant à un rayonnement du corps noir de température 2,73 kelvin. Ce dernier phénomène avait été prédit par la théorie du Big Bang dans les années 40 (avec une légère erreur sur la température), alors qu'il n'a été observé pour la première fois qu'en 1964.

La flèche du temps

Les équations de la physique sont en générale symétriques par rapport à une inversion temps. C'est le cas de toutes les équations qui décrivent les phénomènes à une échelle microscopique. Ainsi, si on passe l'enregistrement d'une interaction physique se produisant à échelle microscopique, il est impossible de dire si l'enregistrement est passé à l'endroit ou à l'envers. Pourtant, à l'echelle macroscopique, certains phénomènes ne peuvent évidemment pas se passer à l'envers (par exemple, un oeuf qui tombe par terre et qui se casse). Un autre exemple est la transmission d'énergie thermique entre corps, qui se fait toujours du corps le plus chaud vers le corps le plus froid, et jamais à l'envers. La thermodynamique, dont l'objet est l'étude des transformation des diverses formes de l'énergie à l'échelle macroscopique, est une des rares théories physiques dont les équations ne sont pas symétriques par rapport au temps. Ludwig Boltzmann a tenté d'expliquer comment des phénomènes reversibles par rapport au temps à échelle microscopique peuvent conduire à une flèche du temps évidente à échelle macroscopique. Pour cela, il a développé la physique statistique, ou les probabilités jouent un rôle très important.

Musique

En musique, et plus précisément, en solfège, le temps est une subdivision de la mesure.

Humour

• Le temps est le moyen qu'a trouvé la Nature pour que tout ne se passe pas au même moment. (John Wheeler, physicien)
• Le temps n'est pas moins pollué que l'espace : je viens de passer un sale quart d'heure. (Roland Topor)

Voir aussi

• Chronobiologie
• Kant: temps préconceptuel
• Saussure: synchronie et diachronie
• Hawking: une brève histoire du temps
• Feynman: la nature des lois physiques (The Character of Physical Law)
• Prigogine et Stengers: la Nouvelle Alliance
• Ordre de grandeur (temps)

Liens extérieurs

• Histoire de la mesure du temps
• BIPM La définition de la seconde.
• Florencetime.net Le temps en hexadécimal.
• L'horloge parlante
• Sunclock designed by Franck NOIRAUX Le temps solaire réel.
• Kant et les limites de l'espace et du temps
• Le temps et l'hasard

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