En 1905, Albert Einstein établit la
Cependant à 20 000 km d'altitude, ils ne subissent que le quart de l'attraction gravitationnelle terrestre ce qui au contraire accélère leur vieillissement et augmente leurs journées de 45 microsecondes. La différence totale entre une journée sur Terre et une journée à bord du satellite est de 38 microsecondes !
L'expression théorie de la relativité renvoie le plus souvent à deux théories complémentaires élaborées par Albert Einstein et Mileva Marić : la relativité restreinte (1905) et la relativité générale (1915).
Selon Albert Einstein, temps, espace et matière ne peuvent exister l'un sans l'autre. Plus encore, elle inverse l'ordre habituel de causalité : ce ne sont plus le temps et l'espace qui sont le cadre des phénomènes mettant en jeu la matière, mais les corps qui influent principalement sur le temps et l'espace.
Une autre caractéristique est l'effet d'entraînement sur l'espace-temps. En effet, l'influence du trou noir sur la géométrie de l'espace-temps est très forte. La rotation de l'astre doit se répercuter sur cette géométrie, donc également sur le mouvement des corps passant à proximité.
De fait, un trou noir comporte plusieurs couches. On trouve d'abord l'horizon des événements, connu sous le nom de point de non-retour, puis le disque d'accrétion. Il s'agit d'un énorme disque de poussière et de gaz tourbillonnant autour du trou noir.
La matière qui entre dans le trou noir se retrouverait comprimée dans un même point central, une singularité gravitationnelle. Nos conceptions du temps et de l'espace s'effondrent dans cette singularité.
Le physicien américain Lee Smolin, dans son livre La renaissance du temps, étend cette vision à la cosmologie. Selon lui, le temps est réel et le monde n'est pas déterminé d'avance, il peut créer, apprendre, évoluer. Et notre libre arbitre peut y devenir plus qu'une illusion.
L'espace-temps contiendrait en somme l'intégralité de l'histoire de la réalité, chaque événement passé, présent ou futur y occupant, depuis toujours et pour toujours, une place bien déterminée. Le passé existerait donc encore, tout comme le futur existe déjà, mais ailleurs que là où nous sommes présents.
Néanmoins, cela ne veut pas dire que le voyage dans le temps est totalement impossible, du moins théoriquement. La théorie de la relativité d'Einstein, par exemple, révèle que le temps et l'espace sont liés, et que plus l'on voyage rapidement dans l'espace, moins l'on ressent la temporalité.
Pourquoi le temps passe-t-il plus doucement dans l'espace que sur Terre ? Le temps ne passe pas plus doucement parce que l'on se trouve dans l'espace. Il ralentit parce que l'on s'y déplace vite. Rien de mieux que l'espace pour voyager à de très grandes vitesses !
1) Relativité restreinte (1905) : La vitesse dilate le temps. Cette théorie nous dit que le temps s'écoule plus lentement pour un observateur qui se déplace rapidement que pour un autre observateur, fixe ou animé d'un mouvement plus lent. Autrement dit, plus on va vite et plus le temps ralentit.
Par rapport à un observateur situé loin du trou noir, tous les phénomènes se passant à proximité du trou noir semblent se dérouler plus lentement. Une horloge avancerait à un rythme plus lent. En quelque sorte, donc, les trous noirs ralentissent le temps.
Pourquoi certaines zones vieillissent-elles plus vite que d'autres ? Certaines parties de notre corps vieillissent précocement. Il s'agit principalement du contour des yeux et de la bouche, du cou, du décolleté, et du dessus des mains.
Les zones qui vieillissent le moins sont : le dos, les épaules, les mollets ou les chevilles.
Dans l'espace, la face d'un satellite sur orbite terrestre exposée au Soleil (ou celle du scaphandre d'un astronaute) peut potentiellement monter à + 150 °C, tandis que celle à l'ombre descendra à – 120 °C puisque, contrairement à la plage sur Terre, il n'y a pas d'air ambiant.
Le temps n'est que la quatrième dimension de l'espace-temps. Et la science-fiction l'a découvert avant la physique ! Le livre de H. G. Wells, La machine à voyager dans le temps, commence par une très belle description du temps au sens d'Einstein, comme une dimension verticale.
La modification de la structure du temps, à son tour, influe sur le mouvement de tous les corps, les faisant « tomber » les uns vers les autres. Que signifie « la modification de la structure du temps » ? Eh bien c'est le ralentissement du temps décrit plus haut : chaque corps ralentit le temps autour de lui.
Le futur est-il déjà écrit ? Il n'y a pas de réponse définitive à cette question, car cela dépend de la perspective que l'on adopte. Certains croient en un destin pré-écrit, tandis que d'autres pensent que le libre arbitre permet de changer le cours des choses.
L'histoire de la mesure du temps remonte aux premières civilisations (Égypte, Chine). La mesure du temps a rapidement été une préoccupation importante, notamment pour organiser la vie sociale, religieuse et économique des sociétés.
La théorie de l'Univers-bloc admet la possibilité théorique du voyage dans le temps. Puisque le cours du temps n'existe pas objectivement, il n'existe pas non plus de flèche du temps et il est donc théoriquement possible de parcourir la succession des événements à rebours.
Le temps ne fait que transporter avec lui l'invariance des lois physiques. Pourtant, les physiciens ne sont pas tous d'accord sur le temps. Certains, comme Carlo Rovelli (Centre de physique théorique, à Marseille), vont jusqu'à dire que le temps n'existe pas, que c'est une illusion.
On estime ainsi que les trous noirs résidus stellaires commenceront à s'évaporer dans cent milliards de milliards d'années et les trous noirs supermassifs dans un milliards de milliards de milliards de milliards d'années.
Le premier trou noir fut détecté en 1971 dans la constellation du Cygne. En 1974, Bruce Balick et Robert L. Brown détectent un astre extrêmement massif au centre de la Voie Lactée qu'ils baptisent Sagittarius A*. Il a fallu attendre la fin des années 1990 pour que sa nature de trou noir supermassif soit prouvée.
Il s'appelle Chuck Clark et il est l'un des meilleurs cosmonautes de la Nasa, l'organisme responsable de la recherche spatiale aux Etats-Unis. Dans 5 ans, cet Américain de 32 ans va vivre une aventure incroyable et très risquée : il s'est porté volontaire pour être le 1er homme à entrer à l'intérieur d'un trou noir !