Votre arrière-arrière-grand-mère est-elle vivante selon la théorie de la relativité restreinte d'Einstein ?

Il s'agissait d'une question banale. Sabine Hossenfelder était dans un taxi avec un jeune homme et quand elle lui a dit qu'elle était physicienne, il a dit : "Un chaman m'a dit que ma grand-mère est toujours en vie grâce à la mécanique quantique. Est-ce vrai ?

Elle était la personne idéale à qui poser une telle question.

La scientifique, qui travaille aujourd'hui au Centre de philosophie mathématique de l'université de Munich, en Allemagne, passe son temps à chercher des réponses à de telles questions.

"C'est ce qui m'a poussée à m'intéresser à la physique dès le début : toutes ces grandes questions auxquelles il est difficile de répondre", explique-t-elle à BBC Mundo.

"Vingt ans plus tard, je n'ai toujours pas les réponses, mais si vous me posez une question, je peux vous donner une très longue réponse".

Ces réponses ont été reprises dans des articles de presse et des livres tels que "Lost in Mathematics" (2018) et Existential Physics : A scientist's guide to life's biggest questions (2022).

Elle s'est également fait un nom grâce à son blog BackRe(Action) et à sa chaîne YouTube très populaire.

Des centaines de milliers de personnes la suivent, selon elle parce que "nous sommes attirés par les mystères".

"Je pense que derrière cette attirance se cache le désir de comprendre comment nous nous insérons dans cet univers, ce que les lois fondamentales que nous utilisons en physique nous apprennent à son sujet", explique-t-elle.

"Elles ne répondent pas exactement à toutes les grandes questions, mais elles nous donnent une idée de ce qui est possible et de ce qui ne l'est pas.

Mais revenons à cette question... Ce que le chaman a dit était-il vrai ?

Relativité

"Je ne savais vraiment pas quoi dire, car la mécanique quantique elle-même n'a pas grand-chose à voir avec la vie après la mort", explique-t-elle.

"Mais après y avoir réfléchi, je suis arrivée à la conclusion que ce n'était pas complètement faux.

"Si l'on fait abstraction de la mécanique quantique, il est vrai que nos théories de l'espace et du temps, qui remontent pour la plupart à Albert Einstein, nous renseignent sur la réalité du passé, mais aussi de l'avenir, même si l'avenir est plus compliqué à cause de la mécanique quantique.

En suivant ce fil conducteur, il est parvenu à répondre à une question singulière.

"Ce qu'Einstein nous a appris, même si je pense qu'il a été surpris qu'il s'agisse d'une conséquence de sa théorie, c'est que fondamentalement, on ne peut pas parler de l'existence du moment présent sans reconnaître également l'existence du passé, exactement de la même manière.

Vous l'avez sans doute remarqué : le présent est un instant entre le passé et le futur.

Si je vous demande ce que vous faites en ce moment, vous me répondrez que vous êtes en train de lire cet article, mais cette réponse est déjà un peu dans le passé.

"Tout ce que vous vivez, tout ce que vous voyez, vous le voyez tel qu'il était un petit moment dans le passé", explique Hossenfelder.

Le "maintenant" est insaisissable.

De plus, "ce que nous appelons le moment présent peut être le futur ou le passé de quelqu'un d'autre". Einstein a appelé cette notion l'indépendance de l'observateur.

Le train d'Einstein

Pour mieux comprendre, rappelons l'une des célèbres expériences de pensée d'Einstein.

À l'époque où il l'a imaginée, deux courants s'affrontaient : les newtoniens soutenaient que la vitesse de la lumière était différente selon la façon dont on se déplaçait ; les maxwelliens soutenaient que la vitesse de la lumière était toujours la même.

Einstein s'est concentré sur un élément clé de la vitesse : le temps.

Il s'est rendu compte qu'une déclaration sur le temps était une question sur ce qui est simultané.

Par exemple, si vous dites que le train arrive à 7h05, cela signifie simplement qu'il arrive sur le quai en même temps que l'horloge sonne 7h05.

Il pensait que cette notion de choses se produisant en même temps dépendait de la façon dont on se déplaçait.

Cela signifie que l'écoulement du temps n'est pas le même pour tout le monde.

Il a imaginé un homme debout sur le quai d'une gare.

Soudain, deux éclairs s'abattent de part et d'autre de lui, exactement à la même distance.

La lumière de chacun d'eux atteint ses yeux exactement au même moment.

Pour lui, les deux éclairs ont frappé simultanément.

Or, à ce moment précis, un train circulant à une vitesse proche de celle de la lumière passe avec une femme à son bord.

Au fur et à mesure que la lumière émane des faisceaux, le train se rapproche de l'un et s'éloigne de l'autre.

La lumière du faisceau avant, celui vers lequel elle se dirige, atteint ses yeux en premier car la distance est plus courte.

Contrairement à l'homme sur le quai, pour la femme, il s'est écoulé du temps entre les deux faisceaux : l'un est tombé avant l'autre.

Du point de vue de la femme, qui se déplace de gauche à droite, le faisceau de droite est tombé quelques instants avant celui de gauche.

Si la vitesse de la lumière est constante - et elle l'est - qui a raison ?

Ni l'un ni l'autre et les deux. Les deux ont un point de vue tout aussi valable.

"Tous les observateurs ont les mêmes droits, pour ainsi dire : votre réalité n'est pas plus réelle que la mienne", observe la physicienne.

Le passé présent

Cette impossibilité de définir une notion du maintenant sur laquelle nous puissions tous nous accorder est appelée "relativité de la simultanéité".

"Einstein a dit que nous devions traiter le temps comme une dimension, et il a créé une entité appelée espace-temps", explique-t-il.

"Une fois que l'on a fait cela, on ne peut pas introduire un moment spécifique, car cela ne fonctionne pas pour tous les observateurs.

Selon cette logique, s'il n'existe pas de notion univoque pour définir ce qui se passe maintenant, souligne Mme. Hossenfelder, alors chaque instant pourrait être maintenant pour quelqu'un.

Cela inclut tous les moments du passé et du futur.

"Cela conduit à la conclusion que le passé existe de la même manière que le présent.

Ce qui nous amène à penser que le passé dans lequel vit votre arrière-arrière-grand-mère existe de la même manière que notre présent.

"Bien sûr, si vous voulez parler à votre arrière-arrière-grand-mère, rien de tout cela ne vous aidera... nous ne savons pas encore comment faire quelque chose comme ça".

Ces derniers mots ont attiré notre attention : qu'entendait-il par "encore" ?

Les lois

"A ce stade, je dois admettre que les choses suivantes sont des choses que je crois, que je trouve intéressantes, mais qui peuvent être ou ne pas être correctes".

Quoi qu'il en soit, nous avons été intrigués, d'autant plus que ses réflexions découlent de l'étude de la physique fondamentale.

Si vous y réfléchissez, lorsque quelqu'un meurt, dans un sens, il existe toujours", a-t-elle déclaré.

"Ce qui se passe, c'est que toutes les informations qui constituaient sa personnalité - les connexions particulières des atomes, les synapses dans le cerveau, etc.

"Mais nous savons, grâce au fonctionnement des lois fondamentales de la nature, que ces informations ne sont pas détruites.

"Tout ce qui se passe, c'est qu'elle se diffuse dans des corrélations subtiles dans les restes du corps, s'enchevêtre avec d'autres particules, se disperse sur toute la planète Terre et, à long terme, dans tout l'univers".

Cependant, demande Mme Hossenfelder, qui sait ce qui se passera dans un milliard d'années ?

"L'univers existera encore pendant un certain temps, et il existe donc un potentiel de développement technologique", affirme Hossenfelder.

"Même si l'information qui constitue une personne n'est plus centralisée et que nous ne pouvons donc plus lui parler, quelqu'un trouvera peut-être le moyen de le faire.

"Il se peut aussi que quelque chose change dans la nature de l'homme, qu'il y ait des consciences cosmiques qui se répandent et que l'information redevienne accessible.

"Je sais que cela semble fou et j'avoue qu'il m'est difficile de le comprendre intuitivement, mais d'après ce que nous savons sur le fonctionnement de nos théories actuelles, il semble que notre existence transcende le passage du temps.

"Il y a quelque chose d'intemporel dans l'information qui nous constitue et qui constitue tout l'univers".

Comme l'a écrit Einstein.

"Pour nous, physiciens croyants, la distinction entre passé, présent et futur n'a que le sens d'une illusion, bien que persistante."