Les paradoxes
Paradoxes temporels:
Un paradoxe est une affirmation qui conduit, en dépit d'un raisonnement apparemment vraisemblable, à une conclusion contradictoire ou illogique. Ceci implique qu'il existe des éléments contradictoires mais réciproques simultanés qui persistent dans le temps. Un voyage dans le temps impliquerait des conséquences fictives, un paradoxe. Ainsi, une déformation venue du futur aurait une action sur le passé qui empêcherait cette déformation.
Le paradoxe du grand-père :
Ce paradoxe s’impose comme improbable dans le sens où il est irréalisable ou particulier. Nous allons modéliser ce phénomène en prenant l’exemple d'Alvin qui est l'enfant de Carole qui est la fille de Bernard et Denise. Bernard et Denise sont donc les grands parents d’Alvin.
Si Alvin remonte le temps et influe le passé de son grand-père par exemple au moment où son grand-père est censé rencontrer sa future femme, Denise soit la grand-mère d'Alvin. Or si Denise et Bernard ne se rencontrent pas, Carole n’existera pas et par conséquence Alvin non plus. Alvin n'a donc pas pu avoir une influence sur le passé de son grand-père.
Il existe d'autres alternatives à ce paradoxe qui ont toutes la même similitude qui est la mort du grand-père.
LES JUMEAUX DE LANGEVIN
Ce paradoxe a été présenté par Paul Langevin au congrès de Boulogne en 1911. Il résulte de la relativité restreinte. L'expérience est très facile à imaginer : deux jumeaux naissent sur Terre, l'un deux est envoyé dans l'espace sans aucun moyen de savoir s'il est en mouvement (relativité galiléenne) pendant que l'autre reste sur Terre.
Pour chaque jumeau, le temps s'écoule de la même façon de leur point de vue respectif. D'après la relativité restreinte, tous les référentiels se valent, donc le frère qui est en mouvement dans l'espace pense qu'il est immobile et que son frère s'éloigne à grande vitesse de lui. Il pense donc qu'il sera plus jeune que son frère quand il rentrera sur Terre après quelques années. Le problème c'est que le frère qui reste sur Terre aura le même ressenti depuis son référentiel ce qui constitue donc bien un paradoxe car ils ne peuvent pas être plus jeune l'un par rapport à l'autre en même temps.
A l'époque où ce paradoxe a été présenté, on ne connaissait pas encore la relativité générale et donc pas la gravitation. On apprendra donc plus tard que c'est le jumeau qui est parti qui revient plus jeune que son frère qui est resté sur Terre. Ce schéma illustre bien le trajet dans le temps et dans l'espace des deux jumeaux :
Le paradoxe de l'écrivain :
Ce paradoxe s’impose comme improbable dans le sens où il est irréalisable. Nous allons modéliser ce phénomène en prenant l’exemple d'Alvin (A) à un temps t1. Il se trouve en danger de mort inévitable mais est sauvé par un individu X venant d’un temps t2 avec comme condition t1<t2 et A=X. Soit Alvin sauvé par X alors que A et X sont la même personne mais X vient du futur alors qu'Alvin est censé être mort dans le passé. Mais ce paradoxe ne s’applique que dans le cas où elle provoque des boucles de causalité.
Solutions aux paradoxes
De nos jours, le scientifique pense pouvoir résoudre le «paradoxe du grand-père» à l’aide de la mécanique quantique mais cette solution ne s'applique qu'à des particules microscopiques.
Closed timelike curves (CTC), dite "fin d'une boucle temporelle", est la source de la théorie sur les voyages dans le temps. Elle provient du fait que nos plus grandes théories physiques ne semblent pas prohiber de voyager dans le temps. L'exploit devrait être possible sur la base de la théorie de la relativité générale d'Einstein.
Un champ gravitationnel extrêmement puissant, tel que celui produit par un trou noir ou un soleil, pourrait en principe profondément déformer l'espace-temps. Cela créerait une CTC, une boucle qui pourrait être traversée pour voyager dans le temps. Hawking et beaucoup d'autres physiciens estiment que les CTC sont en désaccord avec la physique, car tout objet macroscopique traversant l'un d'entre eux crée inévitablement des paradoxes où la cause et l'effet s’annulent.
Dans un modèle proposé par le théoricien David Deutsch en 1991, les paradoxes créés par les CTC pourraient être évités à l'échelle quantique grâce au comportement des particules fondamentales, qui ne suivent que les règles floues de probabilité, plutôt que celles du principe de causalité. Il est intriguant de voir que la relativité générale prédit ces paradoxes, mais qu'en mécanique quantique ces paradoxes disparaissent. Ralph et Martin Ringbauer ont dirigé une équipe qui a simulé expérimentalement la théorie de Deutsch, qui traite du «paradoxe du grand-père», un scénario hypothétique dans lequel quelqu'un utilise un CTC pour voyager dans le temps pour tuer son propre grand-père, empêchant ainsi sa propre naissance. Ces expériences ont permis de confirmer de nombreux aspects de cette théorie.
La solution quantique de Deutsch au paradoxe du grand-père fonctionne comme ceci :
Imaginons que l'on remplace un homme par une particule fondamentale qui remonterait dans le temps à l’aide d'une CTC pour faire basculer un commutateur (interrupteur à plusieurs positions) sur la machine génératrice de particules qui l'a créée. Si la particule retourne le commutateur, la machine émet une particule, la particule, dans la CTC. Si le commutateur n'est pas retourné, la machine n'émet rien. Deutsch voulait prouver l'auto-cohérence dans le royaume quantique, c'est à dire que toute particule entrant dans une extrémité d'une CTC émerge à l'autre extrémité avec des propriétés identiques. Par conséquent, une particule émise par la machine avec une probabilité d'une moitié entrerait dans la CTC et sortirait à l'autre extrémité pour basculer le commutateur avec une probabilité d'une moitié, s'immolant à la naissance avec une probabilité de la moitié de revenir à la bascule de l'interrupteur. Si la particule était une personne, elle serait née avec une demi-probabilité de tuer son grand-père, donnant à son grand-père une demi-probabilité d'échapper à la mort, ce qui permettrait de fermer une boucle causative et d'échapper au paradoxe. Si étrange soit-elle, cette solution est conforme aux lois connues de la mécanique quantique.
En 2009, Seth Lloyd, théoricien du Massachusetts Institute of Technology, a proposé un modèle alternatif et moins radical de CTC qui résout le paradoxe du grand-père en utilisant la téléportation quantique et une technique appelée la post-sélection plutôt que la consonance quantique de Deutsch. Avec des collaborateurs canadiens, Lloyd a continué à faire des simulations de laboratoire réussies de son modèle en 2011. C'est-à-dire qu'un voyageur dans le temps qui émerge d'une CTC entre dans un univers qui n'a rien à voir avec celui qu'il a quitté dans le futur. En revanche, les CTC post-sélectionnées préservent les corrélations pour que le voyageur retourne au même univers qu'il se rappelle dans le passé.
Conclusion :
Les paradoxes temporels ne sont en théorie pas possibles. Or les scientifiques ont essayé de trouver des solutions aux problèmes, ils en ont trouvé plusieurs. Certaines suppriment les problèmes et donc les paradoxes mais elles sont simplistes car elles consistent à admettre un multivers et elles ne résolvent pas les paradoxes. D'autres se trouvent au niveau quantique et utiliseraient les boucles de causalité ou la téléportation mais ne permettent de résoudre les paradoxes expérimentalement qu’à un niveau macroscopique et pas encore à l’échelle humaine. Il faudra vraisemblablement attendre encore quelques années pour les résoudre totalement.
