Pourrait-on voyager dans le temps sans causer de paradoxe ?

Voyager dans le temps est impossible à l’heure actuelle, mais, si c’était possible, il y aurait un important obstacle dont la science-fiction s’est saisie depuis bien longtemps : les paradoxes. Imaginons que vous remontiez quelques dizaines d’années en arrière et que, par mégarde, vos actions empêchent vos parents de se rencontrer au moment où ce fut le cas à l’origine. Votre existence serait-elle alors annulée ? Sauf que si vous cessez d’exister, vous n’êtes jamais retourné dans le temps, alors vous n’avez jamais empêché vos parents de se rencontrer. Ce phénomène théorique, appelé paradoxe du grand-père, a trituré les méninges de scientifiques, d’écrivains et de scénaristes pendant des décennies.

Le physicien australien Germain Tobar a décidé de s’y confronter, lui aussi, en proposant son approche de la problématique. Son questionnement : les voyages dans le temps seraient-ils mathématiquement crédibles ? Oui, « les calculs sont justes, et les résultats sont de la science-fiction », répond-il sur le site de son université le 24 septembre 2020. Il publie ses résultats dans Classical and Quantum Gravity.

Une part de l'intrigue de Retour vers le Futur repose aussi sur les étrangetés possibles du voyage dans le temps.

Source : Film de Robert Zemeckis

Les choses se recalibreraient autour de vous

Germain Tobar prend l’exemple de la pandémie, actuellement à l’origine d’une crise sanitaire internationale. N’importe qui aimerait pouvoir revenir en arrière pour trouver un moyen d’annuler la transmission originelle du patient zéro, et ainsi empêcher la pandémie de survenir, un peu comme dans 12 Monkeys. « Cependant, si vous empêchiez cette personne d’être infectée, cela supprimerait votre motivation à remonter le temps et à stopper la pandémie. C’est un paradoxe – une incohérence qui conduit souvent les gens à penser que le voyage dans le temps ne peut pas avoir lieu dans notre univers », écrit Germain Tobar.

Sauf que son modèle mathématique montre qu’une forme d’harmonie des événements empêcherait tout simplement de modifier réellement le cours des choses. L’Univers s’adapterait naturellement à vos actions en rééquilibrant la séquence : l’événement empêché surviendrait d’une autre façon — et il y a une infinité de façon qu’il survienne. « Dans l’exemple du patient zéro du coronavirus, vous pourriez essayer d’empêcher le patient zéro d’être infecté, mais ce faisant, vous attraperiez le virus et deviendriez le patient zéro, ou quelqu’un d’autre le deviendrait », illustre Tobar. En clair : d’après les calculs du physicien, changer le passé ne pourrait jamais affecter le futur.

Quoi que vous fassiez dans le passé lors de votre voyage, quoi que vous cherchiez à perturber, le cours des choses se recalibrerait en permanence autour de vous. Pour l’exemple de la pandémie, « cela signifierait que — quelles que soient vos actions — la pandémie se produirait, donnant à votre jeune ‘moi’ la motivation de revenir en arrière et de l’arrêter ». De fait, aucun paradoxe ne peut se produire. C’est d’ailleurs une voie qui advient souvent dans les œuvres de SF basées sur le voyage dans le temps : peu importe les actions du personnage, il n’arrive jamais à empêcher l’événement qu’il souhaite annuler.

Pour aller plus loin

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Les courbes fermées de type temps

Le modèle de Tobar repose notamment sur les courbes temporelles fermées de la relativité générale d’Einstein, lesquelles autorisent théoriquement le principe qu’un observateur puisse voyager dans le passé et interagir avec son soi du passé. Il faut imaginer que vous prenez un train, accomplissez un voyage, puis que vous reprenez ce même train, accomplissant le trajet inverse, pour revenir à votre point de départ… mais à la fois dans l’espace et le temps.

Le tardis de Doctor Who dans son vortex temporel.

Source : BBC

La nouveauté du modèle de Tobar, c’est qu’il y inclut un processus déterministe rendant ces boucles compatibles avec la physique classique et le libre arbitre. Il montre que les modifications que l’on opérerait dans une séquence d’événements se verraient réajustées par toutes les autres interactions non touchées tout autour. « Lorsque plusieurs régions locales [régions spatiotemporelles] communiquent entre elles en présence de CTC [courbes temporelles fermées], il existe un large éventail de scénarios de communication qui permettent encore la liberté de choix des observateurs dans chaque région sans le développement d’une incohérence logique telle qu’un paradoxe du grand-père. » Pour le dire simplement, face au poids de la multiplicité des interactions qui gravitent autour de la modification que vous opérez, celle-ci ne suffit mathématiquement pas à changer le cours des choses.

Étonnement, ce modèle est cohérent avec une expérience de physique récente montrant théoriquement que, dans le monde quantique spécifiquement, un changement dans le passé ne peut pas déclencher d’effet papillon. Nous vous en parlions en juillet 2020.

Tout ceci relève évidemment du domaine de la physique théorique, dans l’état actuel des connaissances et des capacités d’observation. Les courbes fermées pourraient exister aux frontières d’un trou noir, par exemple, ce qui ne rend pas aisée son éventuelle confirmation empirique. Par ailleurs, il s’agit d’une approche parmi d’autres visant à solutionner par la physique théorique les problèmes posés par le voyage temporel. D’autres « solutions » sont envisageables, comme l’apparition d’un nouvel univers à chaque choix.