Considérons le problème de voyage temporel suivant :
Vous recevez un numéro de loterie gagnant du futur. Quelle est la probabilité de gagner à la loterie avec ce numéro ?
Maintenant, on pourrait naïvement supposer que la probabilité est de 100%. Mais en fait, la probabilité réelle n'est que légèrement meilleure que si vous aviez deviné au hasard, et cela peut être vérifié expérimentalement.
Afin d'éviter de faire de graves erreurs et de maximiser le succès lors d'un voyage temporel, il est important d'avoir une compréhension claire de ce paradoxe et d'autres paradoxes apparents qui peuvent survenir, et pour cela il faut commencer par les bases.
Causalité
Lorsque l'on parle de voyage dans le temps, il est souvent commode de raisonner en terme de "lignes temporelles alternatives", appelées lignes mondiales. Bien que la question de savoir si les autres lignes du monde sont "réellement réelles" au sens philosophique du terme reste ouverte, les conclusions que l'on peut tirer de ce modèle sont constamment confirmées par les résultats expérimentaux et servent de modèle mental utile pour comprendre le voyage temporel.
En théorie, les courants d'air d'un seul battement d'aile de papillon pourraient devenir le facteur décisif dans la formation d'un ouragan.
Dans certains cas, la séquence précise des événements d'une ligne mondiale peut être considérablement influencée par une cascade d'événements, en commençant par un petit évènement initial. Ce phénomène est appelé bifurcation, et il est utile de considérer qu'une ligne mondiale se 'sépare' en deux lignes distinctes voire plus.
L'exemple typique en est l'effet papillon, nommé d'après l'idée qu'en raison de la nature chaotique des systèmes météorologiques, un seul battement de l'aile d'un papillon pourrait devenir le facteur décisif dans la formation ou la puissance d'un ouragan.
En pratique, les évènements initiaux sont à la fois une bénédiction et une malédiction : bien qu'elle soit très utile pour modifier les événements passés, il faut prendre des précautions particulières pour éviter les changements involontaires.
Étonnamment, il n'est pas rare non plus que deux ou plusieurs lignes mondiales convergent spontanément vers des séquences d'événements presque identiques. Ces séquences d'événements communes à plusieurs lignes du monde sont appelées champs d'attraction, et il est utile de considérer les lignes du monde comme "fusionnant" en une seule.
Un exemple réel d'un champ d'attraction est celui qui entoure la chute des Daevites. Quelle que soit la date précise, qu'il s'agisse de 500 avant J.-C. ou de 500 après J.-C., leur chute semble conduire inévitablement aux événements de la Renaissance jusqu'à nos jours.
Un raisonnement classique sur les systèmes chaotiques laisserait entendre que presque chaque petit événement, chaque désintégration nucléaire, chaque repli protéique, ou rayon cosmique, entraînerait des bifurcations à grande échelle. Cependant, dans le contexte du voyage dans le temps, cela ne semble pas être le cas général : un petit changement peut déclencher une bifurcation temporaire à petite échelle, mais les deux lignes mondiales convergent rapidement. On peut y voir une généralisation du principe de la moindre action, dans la mesure où "réécrire l'histoire" peut être considéré comme une "action". Cette idée sera expliquée plus formellement au chapitre 3, mais cette approximation est suffisante pour le moment.
Un diagramme chronologique est un moyen de représenter graphiquement les différents types de relations causales qui peuvent se produire lors d'un voyage dans le temps. Il existe de nombreuses façons de dessiner un diagramme de ligne de temps ; le style utilisé dans ce texte est l'un des styles les plus courants.
Voici un exemple de diagramme illustrant l'utilisation du voyage temporel pour modifier le passé afin de changer un événement indésirable $E$ et s'assurer que l'événement désirable $E'$ se produise à la place.
Dans ce diagramme, la double barre à gauche indique le début d'une ligne du monde par rapport au graphique. La ligne mondiale originale est représentée par la ligne horizontale, qui va jusqu'à ce que $E$ se produise. La paire de lignes pointillées qui s'étendent à partir de celle-ci correspond aux déplacements dans le temps destinés à corriger E. Dans le cas présent, le déplacement dont nous nous préoccupons est en haut, celui du bas est un déplacement de réaction qui sera abordé dans la section suivante. Le déplacement du haut déclenche un événement prédictif représenté par la séparation, puis la ligne mondiale finit par bifurquer vers la deuxième ligne dans laquelle $E'$ se produit à la place.
Aucun exercice pour 1.1
Déplacements
Le xyank porte le nom du Dr Thaddeus Xyank, qui a découvert la plupart des fondements théoriques du voyage dans le temps dans les années 1950 et 1960.
Afin de quantifier le voyage dans le temps, nous mesurons le déplacement temporel total, représenté par $\xi$, pour décrire la "quantité" de voyage temporel propre à un évènement donné. Le déplacement temporel est mesuré en xyanks (abréviation "Xn") équivalent à 1 kg s3. Par convention, les valeurs positives sont utilisées pour représenter les déplacements dans le futur, et les valeurs négatives représentent les déplacements dans le passé.
La première loi du voyage dans le temps stipule que, étant donné qu'un objet de masse $m$ parcourant un intervalle de déplacement $t$, le déplacement total est égal au produit de la masse et de l'intervalle au cube :
(1)Par exemple, si j'avais un appareil d'une capacité de 1 µXn, il pourrait déplacer 1 milligramme de matière en 1 seconde, 1 µg de matière en 10 secondes, etc.
Exercices pour 1.2
- Un objet de 7 kg est déplacé de 4 Xn. Arrive-t-il dans le passé ou dans le futur, et jusqu'où ?
- Soit une masse d'essai de 5 kg, quel déplacement serait nécessaire pour l'envoyer 5 minutes dans le futur ?
- Un humain de 62,0 kg est déplacé de 46,7 kXn à 5:OO un lundi, quand arrive-t-il ?
- Difficile Considérons un objet de masse initiale 0,450 kg. L'objet est déplacé à plusieurs reprises de 5 Xn dans le futur, et double de masse entre les déplacements. Jusqu'à quelle limite dans le futur l'objet se déplace-t-il au final, sans compter le temps écoulé entre les déplacements ?
Déplacements de réaction
La deuxième loi du voyage dans le temps stipule que pour tout déplacement, il doit y avoir un déplacement égal et opposé, ou la somme de tous les déplacements est nulle.
(2)Par conséquent, afin de générer un déplacement pour déplacer un objet dans le temps, un déplacement de réaction égal et opposé est également généré qui déplace un autre objet dans la direction opposée.
Masse de lest de granit de 225 tonnes utilisée dans le test du chronomètre de négation améliorée à Melborne, en Australie.
Dans les applications concrètes actuelles, les valeurs de déplacement absolues obtenues sont incroyablement faibles, généralement de l'ordre de quelques nanoxyanks ou moins. Par conséquent, les applications commerciales utilisent généralement une masse de lest de taille appropriée pour limiter l'intervalle de déplacement total de réaction. Dans certains cas, le déplacement de réaction peut même être dissipé dans l'équipement ou dans son environnement sans avoir besoin d'une masse de lest, mais pour des raisons de sécurité, cela n'est généralement pas fait, sauf pour des déplacements extrêmement faibles.
Cependant, le déplacement de réaction peut avoir des applications utiles dans l'observation des résultats du voyage dans le temps : un objet ainsi déplacé ne sera pas affecté par les changements causés par le déplacement principal, permettant des comparaisons entre les lignes du monde. Dans le cas d'une personne, celle-ci serait capable de se souvenir des évènements de sa ligne mondiale originale.
Exercice pour 1.3
- Un chercheur déplace une particule alpha (m = 6,646e-27 kg) 1 jour dans le passé. Le déplacement de réaction sert à retenir le contenu d'un disque dur (m = 0,327 kg). Combien de temps le chercheur doit-il attendre avant d'examiner le disque dur ?
- Un circuit intégré doit générer un déplacement de -68,3 fXn par cycle dans le cadre de son fonctionnement. En raison de la nature sensible du circuit, le temps de réaction total doit être limité à moins de 15,0 ps par horloges. Quelle doit être la taille du lest ?
- Difficile En relativité, les particules qui se rapprochent de la vitesse de la lumière acquièrent une masse supplémentaire en fonction de leur vitesse, par un facteur de $\gamma = 1 / \sqrt{1-v^2/c^2}$. Si un proton se déplaçant à 0,5c est déplacé 1 an dans le futur, et que la réaction déplace un deuxième proton au repos, jusqu'à quelle distance dans le passé le deuxième proton se retrouve-t-il ?
Limites actuelles
L'énergie fondamentale du déplacement décrit la limite théorique de la quantité d'énergie nécessaire pour obtenir un déplacement donné, soit environ 4,95e-21 J/Xn. Cependant, les techniques modernes nécessitent de l'énergie en quantité accrue de plusieurs ordres de grandeur : le meilleur actuellement est l'Émetteur Manuel d'Émission d'Ions Tachioniques et d'Unification d'Origine (ÉMÉITUO)1 au CERN, qui nécessite de l'ordre de 1e20 J/Xn ! À titre de comparaison, un Xn coûte plus cher que la consommation énergétique totale de la planète en 2013.
Les techniques qui fonctionnent à conditions ambiantes exigent encore plus d'énergie, limitant les types de cibles qui peuvent être utilisées à celles qui sont stables sous vide à des températures cryogéniques.
Enfin, aucune technique actuellement connue n'est capable de déplacer de manière fiable une cible dans le passé d'une manière qui la maintienne intacte - même un très petit décalage dans l'étalonnage des techniques actuelles transformera la cible en une forme encore inconnue de matière lors du déplacement. Heureusement, cette limitation ne semble pas s'appliquer aux déplacements vers l'avant.
En raison de ces limitations, le transport de personnes, d'objets ou d'animaux dans le passé est largement hors de question. Cependant, il est relativement simple de transmettre de l'information numérique à l'aide de flux de particules et de détecteurs sensibles. L'appareil capable de recevoir de tels flux a été mis au point pour la première fois en 1991, ce qui détermine ainsi la limite effective de la plus petite date à laquelle on peut envoyer de l'information de manière fiable. Le chapitre 5 présente en détail les schémas de transmission rétrocausale utilisés à cette fin.
Une autre application importante du voyage dans le temps est l'informatique. De nombreux microprocesseurs plus récents tirent parti des connexions rétrocausales dans le cadre de leur prédiction de branchement et de leur matériel de pré-extraction de cache, permettant des performances et des vitesses d'horloge beaucoup plus élevées qu'auparavant. Ce processus n'est pas dépourvu de contraintes - il est très difficile de transmettre de manière fiable des informations à forte entropie dans le passé - mais des progrès significatifs ont été réalisés avec cette technologie. La raison de cette limitation est expliquée au chapitre 2, et le chapitre 6 explique en détail comment les connexions rétrocausales peuvent être utilisées pour les circuits intégrés.
D'après les transmissions reçues de notre avenir, il semblerait que la plupart, sinon la totalité, de ces limitations seront éventuellement surmontées, mais jusqu'à présent, nous n'avons rien reçu de plus précis sur la technologie des voyages dans le temps.
Aucun exercice pour 1.4