Qu'est-ce que le temps ? Comme tant de questions philosophiques, elle a été reprise par la science avec passion. Les physiciens explorent sa nature profonde : le temps s'écoule-t-il de manière continue ou présente-t-il une structure granulaire ? Selon des physiciens théoriciens américains, la plus petite unité de temps ne dépasserait pas 10 secondes.
Jusqu'au début du XXe siècle, l'idée d'une horloge absolue universelle semblait évidente. Intuitivement, nous pensons pouvoir apposer un horodatage objectif et sans ambiguïté à tout événement cosmique.
Cette intuition peut pourtant tromper en physique moderne, qui révèle des comportements à des échelles bien au-delà de notre perception quotidienne.
Einstein l'a démontré avec la relativité restreinte, puis générale : le temps est relatif et malléable. Vitesse et masse étirent ou compriment le temps comme une pâte à modeler. Le célèbre paradoxe des jumeaux – l'un voyageant à grande vitesse dans l'espace – illustre ce vieillissement différentiel, confirmé par de multiples expériences.
La relativité a brillamment passé des tests rigoureux, s'imposant comme un pilier incontournable de la physique.
Pourtant, la physique quantique, autre triomphe scientifique, dépeint un temps s'écoulant partout au même rythme, absolu et universel. Relativité et quantique s'opposent-elles sur la nature du temps ?
Les deux théories s'accordent cependant sur un point : le temps est continu, prenant toutes les valeurs intermédiaires.
Mais cette vision est remise en question.
La relativité et la physique quantique s'affrontent au-delà du temps : la gravité einsteinienne résiste à l'intégration dans le Modèle standard des particules, pourtant validé avec une précision stupéfiante depuis plus d'un siècle pour chacune.
Pour les réconcilier, certains physiciens théoriciens proposent un espace-temps quantifié, rendant le temps granulaire : une unité minimale existe, comme les ticks d'une horloge mécanique.
Garrett Wendel, Luis Martínez et Martin Bojowald, de l'Université d'État de Pennsylvanie, ont modélisé ce temps granulaire. Traité comme un champ omniprésent – à l'image du champ de Higgs –, il interagit avec la matière. Bojowald explique : « L'horloge fondamentale peut influencer les phénomènes physiques. »
Ils modélisent cette « horloge universelle » comme un oscillateur couplé à une horloge atomique de laboratoire. Ce couplage induit une désynchronisation relativiste, menant à une limite : sa période ne dépasse pas 10 secondes.
Des grains si petits expliquent pourquoi nous ne les percevons pas, comme les images figées d'un film.
Souvent, ces recherches théoriques restent spéculatives, sans tests empiriques. Ici, l'approche est prometteuse : bien que l'horloge universelle échappe à une mesure directe, son effet sur des systèmes de laboratoire, comme les horloges atomiques, pourrait la révéler indirectement.
