Le temps change-t-il de sens ?

[Eric Chariot]

Alors qu'on s'approche inexorablement de la fin de l'année, on se demande toujours pourquoi la flèche du temps ne va que dans un sens. Une expérience semble montrer que ce n'est pas toujours le cas, notamment pour des particules intriquées.
http://trustmyscience.com/le-temps-pour ... onditions/

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[Georges Leterme]

Salut Eric,
Je pense que tu t'es trompé de lien...
Georges

[Vincent Boudon]

Ah oui on dirait bien

[Cyrille Bosquet]

hum ... c'est sans doute cette article alors http://trustmyscience.com/le-temps-pour ... onditions/

[Georges Leterme]

Je m'amuse (oui, je m'amuse sur le Forum...) à revenir sur cet article (le vrai...)
On y lit :
"…il n’y a pas de raison claire pour laquelle une cause devrait forcément venir avant son effet."
Il me semble qu'il est impossible qu'on s'en aperçoive car nous nommerions "cause" l'effet et nommerions "effet" la cause… De sorte qu'on est peut-être entouré d'effets précédant la cause sans le savoir !
Cette blague (qui n'en est peut-être pas une…) mise à part, je me demande s'il y a matière à s'étonner de cette expérience, en supposant qu'elle soit validée. Car ce genre de nouvelles de "kiosques" (que j'appelle de la "science en rondelles") a fait ses preuves :
- la sensationnelle expérience de 2012 révélant des particules plus rapides que la lumière, invalidée par un mauvais branchement de GPS..
- l'extraordinaire découverte de la fameuse particule X (il y a presque deux ans), invalidée après que les découvreurs ont annoncé qu'il n'y avait qu'une chance sur je ne sais plus combien de millions pour que cela arrive…
On lit donc aussi dans cet article : "l’étude a révélé l’équivalent thermodynamique de l’inversion du temps dans une toute petite fraction de l’Univers."
Que peut-il donc se passer dans "une toute petite fraction de l’Univers" ?
L'entropie et la flèche du temps (qui exprime l'irréversibilité des lois) peuvent s'illustrer dans une même expérience toute simple de vases communicants :
- Deux flacons de verre A et B sont reliés par un tuyau muni d'un robinet,
- Le robinet étant fermé, on remplit A avec de l'eau claire et B avec de l'eau teintée en bleue foncé. C'est un état du système bien ordonné : les molécules claires d'un côté et les foncées de l'autre.
- On ouvre le robinet : les molécules commencent à se mélanger, autrement dit à se "désorganiser". Avec le temps, A devient de moins en moins clair et B devient de moins en moins foncé, jusqu'au moment où A et B sont également bleu-clair et, à ce moment il ne se passe plus rien. Le désordre est à son maximum et y reste. Aucun espoir de retour à l'état initial. Avec le temps, l'ordre tend vers le désordre, et le processus est irréversible, d'où l'expression "flèche du temps".
Mais si l'on observe un volume microscopique ne pouvant contenir que quelques dizaines de molécules de liquide, les lois statistiques ne jouent plus : même au bout d'un temps infini la répartition des molécules peut être inégale et la couleur du volume peut même passer d'un extrême à l'autre.
Et cela n'est pas étonnant du tout…
Georges

[Vincent Boudon]

Merci Georges, je partage cette analyse !

[Eric Chariot]

Salut à tous. Bon d'abord désolé pour le lien, merci Cyrille de l'avoir retrouvé. Je l'ai changé également dans le premier message.

Je vais m'essayer à une remarque pertinente, mais je ne sais pas si elle l'est. Dans ce que tu énonces Georges, ton système d'une dizaine de particules n'est pas isolé, donc c'est normal que la seconde loi de la thermodynamique (énoncée d'ailleurs par un bourguignon ) ne marche pas. C'est bien là où tu voulais en venir ?

Du coup ça pose une question sur l'article : peut-on considérer que deux particules corrélées (ou intriquées), forment un système isolé ? Clairement non, sinon il faudrait admettre que l'information entre elles voyage plus vite que la lumière. Alain Aspect a démontré qu'il fallait considérer les deux ensemble dans un système, et pas les séparer, sinon on est dans une impasse. Du coup ce n'est pas très étonnant qu'on ne puisse pas leur appliquer la seconde loi. J'ai bon ?

Ben si c'est si simple que ça, il ne va pas faire long feu l'article quand il sera relu par ses pairs.

[Vincent Boudon]

Oui, en fait ... ce genre d'article est à la fois très intéressant, voire fascinant, mais en même temps assez énervant, en tous cas dans le traitement qui en est fait. Enervant car ça participe à alimenter les fantasmes vis-à-vis de la mécanique quantique, fantasmes qui n'ont pas de raison d'être si on comprend de quoi on parle.

C'est typiquement une étude très fondamentale, qui explore les lois quantiques, mais qui ne peut pas vraiment s'appliquer dans le monde "réel", seulement dans certaines conditions de laboratoire très particulières. Encore une fois, ça n'en ôte pas l'intérêt, mais ... pas forcément de quoi grimper au plafond !

Les propriétés quantiques telles que l'intrication sont fascinantes. On peut même les utiliser "en vrai", par exemple pour les problème de transmission cryptées, et cela se fait effectivement. Mais ce n'est pas simple à mettre en oeuvre.

Dans un système que l'on peut trouver dans la nature, pour l'essentiel, cela ne marche pas, par contre. Parce que les systèmes réels ne sont en général pas isolés. Les atomes, les molécules, même dans le vide spatial, interagissent avec un environnement. Et une bonne partie des "bizarreries" quantiques sont perdues via ce qu'on appelle la "décohérence" (on en parlera en initiations à la fin de février !). Le système + son environnement devient alors complexe et la seconde loi de la thermodynamique (qui relie le microscopique au macroscopique) s'applique et on a une "flèche du temps" thermodynamique. Il n'y a rien de très mystérieux là-dedans.

Il est clair que si l'on peut "filmer" un petit système "simple" (électron, atome, balle qui rebondit, satellite qui tourne autour d'une planète, …), son comportement est décrit par une loi simple qui ne dépend pas du sens du temps. On peut changer dans cette loi t en -t, ça ne fera aucune différence et on ne saura pas dire si le film est joué à l'endroit ou à l'envers.

Mais, dès que le système est complexe, comme l'encre qui se répand dans de l'eau, ce qui implique un nombre considérable de particules, on voit tout de suite le sens du temps, ce n'est pas réversible. Ceci est statistique : le nuage d'encre qui se reconstitue dans l'eau est possible, mais ce n'est qu'une possibilité parmi un nombre gigantesque de possibilités désordonnées et donc on n'a aucune chance de l'observer ... C'est ça la seconde loi de la thermodynamique.

Bref, l'article en question est intéressant, mais reste très académique ...

[Georges Leterme]

D'abord il faut attendre la validation de cette expérience qui se base sur une manipulation extrêmement délicate de spins (autrement plus délicate que le réglage d'un GPS qui a ridiculisé l'équipe découvreuse de particules plus rapides que la lumière…)
Pour l'instant c'est du commerce (j'ai déjà dit, preuves à l'appui, ce que je pense de la science de kiosques de gares qui, elle, va plus vite que la lumière !)

On lit dans cet article : "Cela a permis de démontrer que la flèche du temps n'est pas absolue."
C'est l'enfoncement d'une porte ouverte !
Dans l'exemple de Vincent (encre diluée dans l'eau) ou du mien (vases communiquant) il est tout à fait possible que l'ordre se reforme si l'expérience a l'éternité devant elle.
L'éternité permet à 1/n chance de se produire même si n tend vers l'infini, comme le dit Vincent. Il existe le même genre de possibilité que de l'eau dans une casserole sur le feu puisse se transformer en glace…

Si au lieu de considérer l'infiniment grand on passe à l'infiniment petit, le nombre n tend vers zéro et l'improbable devient quasi-certain. Autrement dit, il est presque certain que la flèche du temps s'inverse (mais pas de manière absolue non plus…)
Si l'expérience invoquée est validée, ce ne sera pas une découverte mais une confirmation (évidemment non définitive, comme cela se passe pour les expériences spatiales destinées à vérifier la relativité). Dans ce sens, oui, cette expérience est intéressante.

Eric, tu poses la question du système formé par deux particules intriquées.
Je ne vois pas qu'il y ait lieu d'invoquer des particules intriquées dans cette affaire, sauf erreur de ma part.
Ce que je crois savoir (je suis prudent) sur l'intrication et l'expérience d'Aspect tient dans un topo que je me suis fait il y a 4 ans et que je te livre par le lien suivant (car un peu encombrant sur le Forum : 5 pages format A5) :
https://drive.google.com/open?id=1QTby1 ... LQO3qDTKe4

[Georges Leterme]

PS : Dans mon lien, ne pas tenir compte des "Hauts de page"...
Georges