Le temps a-t-il une vitesse ? L’hypothèse T=C

©️Olivier Dusong 1998-2024

Version 1 du 1.9.2024

L’expérience des jumeaux est une illustration classique de la relativité restreinte. L’un des jumeaux voyage dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière, tandis que l’autre reste sur Terre. En raison d’un phénomène appelé dilatation du temps, le jumeau voyageur vieillit plus lentement que celui qui reste sur Terre. À son retour, il découvre qu’il est plus jeune que son jumeau resté au sol.

Depuis que j’ai découvert l’expérience des jumeaux d’Einstein vers 1998, j’ai toujours pensé bien la comprendre.

Pour moi, si le jumeau voyageur vieillit moins vite en s’approchant de la vitesse de la lumière, c’était parce que le temps lui-même devait avoir une vitesse, celle de la lumière.

Une personne en mouvement vieillit moins vite qu’une personne au repos parce que sa vitesse la rapproche de la vitesse du temps, ce qui ralentit la montre qu’elle porte. 

Ainsi, le ralentissement du temps pour tout objet en mouvement s'explique par sa proximité avec la vitesse du temps.

Compréhension de ma surinterprétation 

Mais ce n’est qu’aujourd’hui, en discutant avec ChatGPT, que je prends conscience que ma compréhension de la relativité restreinte était en réalité une surinterprétation personnelle. Je croyais que ma vision de la vitesse du temps comme associée à celle de la lumière faisait partie intégrante de la théorie d’Einstein, alors qu’elle ne l’est pas. Jusqu’en 2024, je pensais que cette idée était bien expliquée par la relativité. En réétudiant la théorie, je réalise maintenant que la notion de "vitesse du temps" est absente de la relativité et du langage scientifique. La relativité restreinte parle de la dilatation du temps en fonction de la vitesse relative entre observateurs, mais ne propose pas que le temps ait une "vitesse" propre. Je comprends maintenant que mon interprétation personnelle est une association d’idées entre la vitesse de la lumière et celle du flux temporel, une manière différente de comprendre la relativité qui n’est apparemment pas connue.

Quel utilité pourrait avoir mon interprétation ? 

Mon interprétation, que j'ai appelée T=C, pourrait avoir plusieurs utilités. L'idée est que "T", le flux du temps, est égal à "C", la vitesse de la lumière. Cette hypothèse suggère que le temps a une vitesse intrinsèque, celle de la lumière, ce qui pourrait expliquer pourquoi le temps ralentit à mesure qu'on s'approche de cette vitesse. Si le temps s'arrête à la vitesse de la lumière, cela signifie que rien ne peut se déplacer plus vite que ce flux temporel.

Cette interprétation pourrait offrir une explication intuitive à des aspects de la relativité restreinte qui, sans T=C, restent mystérieux. Par exemple, elle pourrait éclairer pourquoi il est impossible de dépasser la vitesse de la lumière : un mobile ne pourrait parcourir plus d'espace que ce que le flux T=C lui permet. De plus, même avec une énergie infinie, cette hypothèse expliquerait pourquoi aucun objet ne peut aller plus vite que ce flux. Enfin, elle pourrait aussi clarifier pourquoi le temps biologique ralentit à mesure qu'on se rapproche de la vitesse de la lumière.

Ces réponses sont absentes de la relativité actuelle, qui se limite à observer et prédire ces phénomènes sans les expliquer en profondeur. Si T=C s'avérait juste, cette hypothèse pourrait enrichir la relativité en apportant des explications supplémentaires, approfondissant ainsi notre compréhension de la physique.

L’Invariance la vitesse de la lumière : 

Une des autres étrangetés de la lumière, c’est que si l’on projette un faisceau lumineux vers l’avant ou vers l’arrière d’un avion, la vitesse de ce faisceau, mesurée par un observateur au sol, reste invariable à la vitesse de la lumière (C), sans être influencée par le mouvement de l’avion.

Cette bizarrerie pourrait également trouver une explication dans l’hypothèse T=C. Supposons que l’avion avance à 800 km/h et qu’un rayon lumineux est projeté vers l’avant : selon cette interprétation, la vitesse de la lumière ne s’ajouterait pas à celle de l’avion, et c’est normal puisque rien ne peut dépasser la T=C, la “vitesse du flux du temps”. De même, lorsque la lumière est émise vers l’arrière, elle se comporte comme si elle était émise d’un point fixe, plutôt que d’un point en mouvement, car l’avion se déplace à une vitesse bien inférieure à celle du flux temporel. Et l’action du déplacement vers l’avant n’arrive que bien après que le faisceau lumineux soit parti.

Ainsi, le faisceau lumineux est perçu comme s’il était lancé d’un objet au repos, car l’avion n’a pas le temps de commencer son déplacement que le faisceau est déjà parti à l’arrière de l’avion.

En conséquence, la T=C clarifie pourquoi la vitesse de la lumière reste invariante, indépendamment de la vitesse ou de la direction du mouvement de la source lumineuse, ce que la relativité restreinte prédit avec précision mais n’explique ni le pourquoi ni le comment.

La contraction de l’espace pourrait être mieux comprise à travers la théorie T=C, qui propose que la vitesse du temps est égale à celle de la lumière. Cela pourrait expliquer pourquoi, dans le référentiel terrestre, la navette se contracte réellement dans le sens de sa longueur.

L’expérience des miroirs à bord de la navette illustre bien la dilatation du temps et la contraction des longueurs, comme le décrit la relativité restreinte. On imagine une navette spatiale se déplaçant à une vitesse très élevée, proche de celle de la lumière. À l’intérieur, deux miroirs sont placés face à face, perpendiculairement au sens du déplacement de la navette. Un faisceau lumineux rebondit entre eux. Pour un observateur à l’intérieur de la navette, le faisceau semble simplement monter et descendre verticalement entre les miroirs.

Cependant, pour un observateur extérieur, immobile par rapport à la navette, le faisceau lumineux suit un chemin en zigzag. Ce zigzag est dû au mouvement combiné de la navette et des allers-retours du faisceau entre les miroirs. Ce phénomène allonge le trajet du faisceau, comme si, au lieu de traverser une route perpendiculairement, on la traversait en diagonale. Si le trajet s’allonge, le faisceau doit parcourir une distance plus grande dans le même intervalle de temps, ce qui est impossible car cela le ferait dépasser la vitesse de la lumière, et donc celle du flux temporel selon la théorie T=C.

Ainsi, pour maintenir la vitesse de la lumière constante, la distance entre les miroirs, et donc la longueur de la navette, se contracte réellement dans le sens du mouvement, et non pas seulement en apparence. Ce phénomène physique est une conséquence directe des principes de la relativité restreinte.

Cette contraction des longueurs, appelée contraction de Lorentz, permet de maintenir la vitesse de la lumière constante pour tous les observateurs, quel que soit leur état de mouvement. Pour un observateur extérieur, la navette semble donc se contracter dans la direction de son mouvement, bien qu’à l’intérieur, tout paraisse normal.

Ce phénomène peut également être expliqué par la théorie T=C. Si la vitesse du temps est égale à celle de la lumière, cela clarifie pourquoi la contraction des longueurs se produit. La T=C suggère que le flux temporel impose une limite au temps que le faisceau peut parcourir. Ainsi, pour que cette distance parcourue reste valide, c’est la distance de l’espace parcouru qui se contracte dans le sens de son déplacement. Cette contraction est imposée par le flux du temps exactement comme prédit par la relativité. Sans cette contraction, la distance parcourue serait supérieure à la vitesse du temps, ce qui violerait la T=C et la relativité.

Les muons

Cette contraction des longueurs en relativité restreinte n’est pas une fantaisie d’Einstein, mais a été confirmée par l’observation des muons, des particules subatomiques qui fournissent un exemple concret de ce phénomène et le prouvent.

Dans la haute atmosphère, les rayons cosmiques interagissent avec les atomes de l’air, produisant des muons parmi d’autres particules subatomiques.

Lorsqu’ils sont produits à environ 10 à 15 kilomètres d’altitude, ces particules se déplacent vers le sol à une vitesse proche de celle de la lumière, mais leur durée de vie est extrêmement courte : environ 2,2 microsecondes lorsqu’ils sont au repos. Si l’on appliquait simplement cette durée de vie, même à leur vitesse élevée, la majorité des muons ne devraient parcourir qu’environ 600 mètres avant de se désintégrer. Ils ne devraient donc pas pouvoir traverser les 15 km qui les séparent du sol et ne devraient logiquement jamais atteindre la surface de la Terre.

Cependant, ce n’est pas ce que les scientifiques observent. En réalité, un nombre très significatif de muons parviennent à atteindre la surface terrestre. La relativité restreinte explique justement ce phénomène par les effets simultanés de la dilatation du temps et la contraction des longueurs.

Pour un observateur sur Terre, le temps semble se dérouler plus lentement pour les muons en mouvement rapide. Cela signifie que, de notre point de vue, leur durée de vie est allongée, leur permettant de parcourir la distance jusqu’à la Terre avant de se désintégrer.

Du point de vue des muons eux-mêmes, la situation est différente. En se déplaçant à une vitesse proche de celle de la lumière, ils voient la distance entre leur point de création dans l’atmosphère et la surface de la Terre se contracter. En raison de cette contraction des longueurs, la distance qu’ils doivent parcourir est beaucoup plus courte que ce que mesurerait un observateur terrestre, ce qui leur permet d’atteindre la Terre avant de se désintégrer.

Ces observations confirment de manière expérimentale la contraction des longueurs, un effet prédit par la relativité restreinte.

Einstein a nommé sa théorie “relativité restreinte” parce que, selon ses prédictions, le temps et les longueurs sont relatifs au mouvement et aux référentiels d’où sont observés ces phénomènes. Cela signifie que le passage du temps et la mesure des distances dépendent du mouvement relatif entre l’observateur et l’objet observé, et ces mesures ne sont pas absolues mais varient selon le référentiel de l’observateur.

L’excellente vidéo de Science Clic explique très bien la relativité restreinte. En regardant cette vidéo en considérant que la vitesse de la lumière est équivalente au flux temporel selon la T=C, la compréhension de ces théories peut devenir plus intuitive encore que l’est la vidéo en elle-même. La T=C permet de rendre moins étranges et plus claires des idées de la relativité qui, sans cette perspective, peuvent sembler opaques. Examiner la relativité à la lumière de la T=C pourrait considérablement améliorer la compréhension intuitive de la relativité restreinte.

Précision sur ma vision particulière de la T=C :

En réfléchissant à la notion de “vitesse du temps”, je réalise que cette idée ne correspond pas à une vitesse traditionnelle, comme celle qui mesure la durée d’une action. Lorsqu’on parle de vitesse dans le cadre d’une action, on considère toujours une durée sur laquelle cette action s’exerce. Or, il n’y a pas de “durée du temps” lorsqu’il s’agit de mesurer la vitesse du temps. Si la T=C suppose que la vitesse du temps est égale à celle de la lumière, c’est parce qu’on observe que le temps ralentit dès que l’on se déplace, et que plus on s’approche de la vitesse de la lumière, plus le temps semble ralentir. Si l’on pouvait atteindre cette vitesse, le temps semblerait s’arrêter. C’est cette observation qui m’a conduit à penser que le flux du temps devait avoir une vitesse, et que cette vitesse devait correspondre à celle de la lumière.

Ne pas confondre la vitesse de la lumière avec la T=C

Pour éviter toute confusion, la vitesse du temps ne doit pas être confondue avec la vitesse de la lumière, qui implique un déplacement dans l’espace. Le temps, lui, ne se déplace pas ; il est présent partout dans l’univers. Bien que la vitesse de la lumière soit un élément clé, il est important de ne pas confondre la lumière qui subit un déplacement spatial avec le flux du temps qui ne produit aucun déplacement à lui seul. 

La T=C n’a pas une vitesse au sens spatial, mais plutôt au sens où rien ne peut dépasser ce flux. Ce flux serait constant à la vitesse de la lumière, mais notre passage temporel sur ce flux peut être plus ou moins accélérée en fonction de certaines conditions. Cela ne change pas la vitesse du flux, mais modifie notre la vitesse du temps conformément à la relativité.

Le flux n’est pas le temps : 

Le temps a une vitesse relative, tandis que le flux a une vitesse invariable que je désigne par T=C. Ce sont deux entités distinctes que je propose de ne pas confondre. Le temps peut s’écouler différemment selon les circonstances, comme on peut l’observer avec le paradoxe des jumeaux. En revanche, le flux T=C reste constant, à la vitesse de la lumière. Il est important de ne pas les assimiler l’un à l’autre. En abordant ces notions, je développe ma théorie T=C pour mieux l’expliquer. Il est à noter que cette approche est une évolution récente de ma réflexion, apportant une nouvelle perspective à l’idée selon laquelle T=C correspond à la vitesse de la lumière.

Développement futur de T=C

Cette théorie est encore en développement et sujette à discussion, critique, correction et amélioration. Je vous invite à en débattre avec moi sur mon forum. Cet article évoluera en fonction des avancées de la théorie T=C et sera mis à jour pour mieux refléter son évolution.

Désaccord avec la “Décohérence supralumique”

Il est important de noter que cette hypothèse, bien qu’intéressante, entre en conflit avec ma théorie spéculative sur la Décohérence supralumique. En effet, si T=C postule que la vitesse de la lumière constitue la limite absolue du temps, et donc de tout déplacement, la Décohérence supralumique, quant à elle, propose que cette barrière pourrait être franchie. Ces deux perspectives spéculatives offrent des visions contrastées sur la nature du mouvement et du temps. Pour une exploration plus approfondie de la Décohérence supralumique, je vous invite à lire l’article connexe.