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L’horloge n’indique pas toujours l’heure exacte. Chronique scientifique du Professeur Auzisna / Article

Il y a une chose qui nous manque toujours à tous. Que nous soyons riches ou moins riches, jeunes ou vieux, femmes ou hommes. Nous manquons toujours de temps. Mais – comprenons-nous vraiment l’heure qu’il est ? Qu’est-ce qui nous manque ?

Chronique scientifique du professeur Auzin

Marcis Auzins: “Pourquoi lire mes textes ? Il me semble que nous avons souvent tendance à “ignorer” les sciences naturelles, en disant qu’elles sont formelles, sèches et inintéressantes. Je voudrais montrer au lecteur qu’elles font partie de nos vies – colorées et intéressant.”

Signes de ponctuation de la biographie:

  • Physicien de profession, actuellement professeur à l’Université de Lettonie, chef du Département de physique expérimentale et du Centre laser.
  • De 2007 à 2015, il a été recteur de l’Université de Lettonie.
  • Travaille dans le domaine de la physique quantique et est l’auteur de plus d’une centaine d’articles scientifiques publiés dans les principales revues de physique du monde et de plusieurs centaines de rapports de conférence.
  • Avec des collègues de Riga et de Berkeley, il a écrit deux monographies, publiées par “Cambridge University Press” et “Oxford University Press”, qui ont toutes deux été réimprimées.
  • Au cours de sa carrière, il a vécu et travaillé dans différents pays – la Chine et Taïwan, les États-Unis, le Canada, l’Angleterre, Israël et l’Allemagne.

Comment savoir avec certitude que le temps avance ? La question peut sembler amusante. Regardons l’horloge – là, l’aiguille des secondes avance visiblement, et plus lentement, mais elle est suivie par l’aiguille des minutes et des heures. Alors le temps passe, avance. Mais – est-ce si simple ?

Deux choses différentes sont nommées en un seul mot – le temps

Je me souviens de mes années d’école, comment, assis dans un fauteuil club dans le bureau de mon père (il parait qu’il y avait plus de temps dans mon enfance…), je me disais – comment savoir que le temps avance ? L’horloge sur le mur tourne. Et s’il n’y avait pas d’horloge ? Selon la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon. D’accord, mais s’il n’y avait pas de soleil ? Les électrons des atomes « orbitent » autour des noyaux atomiques. Mais s’il n’y avait rien, le temps existerait-il encore ?

Imaginez – il n’y a rien, seulement un vide infini. Toi et moi non plus. Le temps avance-t-il encore ? S’il continue de rouler, pouvez-vous le dire ?

Laissons cette question sans réponse un instant et revenons à une simple horloge qui mesure le temps. Il y a eu et il y a des philosophes qui soutiennent que ce que l’horloge mesure et ce que nous vivons chacun est le même temps.

Ce sont peut-être deux choses très différentes que nous appelons en un seul mot – le temps. Je suis sûr que chacun de nous a vécu des situations où le temps passe anormalement vite. C’est généralement lorsque nous faisons quelque chose avec beaucoup de passion et que le temps passe sans s’en apercevoir. Et aussi vice versa. Nous attendons de monter à bord d’un avion ou de faire la queue. Il y a un désir de “désactiver le temps” pendant un certain temps, d’avancer dans le temps, de sorte que la file d’attente soit déjà arrivée ou que l’avion ait déjà décollé.

D’ailleurs, il serait intéressant de savoir si cette possibilité existait, aurions-nous vraiment envie de faire un bond en avant dans le temps ? Et une partie de ma durée de vie limitée, comme jetée. Seriez-vous vraiment prêt à faire ça ?

Il n’y a pas de réponse correcte à toutes ces questions. Deux géants du monde intellectuel – le physicien Albert Einstein et le philosophe Henri Bergson – en ont débattu publiquement et en privé pendant de nombreuses années. Le temps réel est-il mesuré par une horloge impartiale, ou le temps est-il ce que chacun de nous expérimente émotionnellement ? Je pense que la réponse est probablement ailleurs. Nous appelons simplement deux choses différentes, chacune importante dans son propre contexte, en un mot – le temps.

Le temps avance

Cependant, qu’il s’agisse du temps subjectif que nous vivons ou du temps objectif mesuré par l’horloge, une chose est claire : le temps avance toujours. Il est impossible de reculer dans le temps. Comment pouvons-nous dire cela avec certitude? Premièrement, à notre connaissance, personne n’a réussi. Mais il y a un autre argument, encore plus important. Il y a une chose que nous voulons considérer dans notre vie comme la fondation du monde. Les événements ont des causes qui provoquent des effets. La cause précède TOUJOURS l’effet. Si ce n’était pas le cas, le monde deviendrait vraiment impossible.

Pour illustrer cela, je raconterai (dans mes souvenirs) un épisode du roman du fantaisiste et futuriste polonais Stanisław Lem, qui décrit un tel événement. L’équipage du vaisseau spatial était en route depuis de nombreuses années. Les gens ont commencé à se fatiguer et certains sont devenus des cinglés. Et puis un jour, l’un des membres de l’équipage est venu voir le commandant du vaisseau spatial avec ses pensées. Il a dit – j’ai longtemps réfléchi à ma vie et je suis arrivé à une conclusion difficile – j’ai réalisé que j’étais mon propre père…

Pensez à ce que dit cet homme et il sera facile de voir qu’il s’agit d’un exemple classique habillé en forme artistique lorsque l’effet précède la cause. La forme de cette histoire a été choisie pour rendre la situation aussi absurde que possible. Nous ne sommes certainement pas prêts à croire que quelqu’un puisse se révéler être son propre père, self-made.

Cela nous amène une fois de plus à nous demander pourquoi nous pouvons avancer et reculer dans l’espace, mais seulement avancer dans le temps. Pourquoi donc?

Les physiciens, du moins la plupart d’entre eux, pensent que la réponse à cette question réside dans le fait que tout système, toute chose et tout univers dans son ensemble passe d’un état plus ordonné à un état plus chaotique et moins ordonné. N’importe quoi, livré à lui-même, s’effondre, se désintègre. Ce mouvement de l’ordre au chaos n’est rien d’autre que le sens de la flèche du temps. On peut dire que le temps est le passage de l’ordre au chaos. Les physiciens, comme toute autre profession, ont mis au point leur propre terminologie ou, tout simplement, leur jargon. Ils appellent la mesure du désordre entropie et disent que la progression du temps est déterminée par le fait que l’entropie dans le monde augmente constamment.

Vous pourriez dire qu’il existe de nombreux contre-exemples. Chacun de nous peut se considérer comme un tel exemple. Nous sommes partis d’une seule cellule et, dans nos vies individuelles, nous sommes devenus des personnes relativement intelligentes (nous aimons donc penser à nous-mêmes). Oui c’est vrai. Mais c’est seulement tant que nous continuons à absorber continuellement de l’énergie en respirant et en mangeant. Mais un plus tôt, un autre plus tard, mais un jour nous arrêterons de le faire et atteindrons définitivement le moment où l’on dira de nous – tu es sorti de la poussière, tu resteras de la poussière… Nous revenons ici à l’idée que le temps est impossible sans matière, sans matière. Il n’y a pas de temps absolu “là-bas” où il n’y a rien.

Le temps est affecté par l’espace toutes les horloges n’affichent pas la même chose, mais sont correctes

Et enfin. Peut-être n’essaierons-nous pas de disloquer nos esprits en pensant à la nature très abstraite du temps. Restons sur le fait que le temps est ce que nos montres mesurent. Ils deviennent électroniques et de plus en plus précis par eux-mêmes, et de plus, nos appareils intelligents les coordonnent constamment avec des services de temps précis via le World Wide Web. Toutes nos horloges affichent donc la même heure. Personne n’est pressé et personne n’est en retard. Par exemple, dans les réunions en ligne, nous ne pouvons plus nous excuser – désolé, l’horloge de mon ordinateur avait quelques minutes de retard, j’ai donc raté le début de la réunion…

Mais voici une autre surprise. Il s’avère que notre horloge atomique très précise affichera des heures différentes en fonction de la vitesse à laquelle elle se déplace. Il y a aussi une raison intéressante à cela, à laquelle nous n’avons probablement pas pensé dans la vie de tous les jours. Toutes nos horloges mesurent le temps de manière intermédiaire, en fonction des processus qui se déroulent DANS LA CHAMBRE. Par exemple, l’horloge grand-père à la maison sur le mur compte combien de fois le beau pendule en laiton, affectueusement appelé le “pendule de l’horloge”, aura oscillé. Et quelle que soit l’horloge moderne, mécanique ou électronique, elle compte toujours certains processus cycliques dans l’espace d’une manière ou d’une autre.

C’est là que réside l’intrigue. Nous avons peut-être entendu dire que le susmentionné Albert Einstein a créé la théorie de la relativité. Voulez-vous demander pourquoi la théorie de la relativité? En quoi est-ce relatif ? Il s’avère que les propriétés d’un même espace, comme la longueur, sont relatives. Et si nous mesurons le temps à travers des processus spatiaux, alors le temps devient également relatif. Comment ça se passe ? Par exemple, si vous preniez chacun une horloge ancienne avec des “pendules” de la même longueur, vous les placeriez dans un vaisseau spatial et les “tireriez” à grande vitesse.

Ce que je verrais, c’est que le pendule de votre horloge ne serait plus aussi long que le mien. Mais les horloges avec des pendules de différentes longueurs comptent le temps différemment. Quel est le bon moment ? Il s’avère qu’il n’y a pas de réponse à cette question.

Les deux temps sont corrects. Dans le jargon des physiciens, cela signifie que chaque référentiel a son propre temps.

L’heure captée par le GPS n’est pas la même que celle que nous avons ici sur Terre

Il peut sembler que toute cette histoire est abstraite et n’a rien à voir avec notre vie quotidienne. C’est probablement en partie ainsi. Mais seulement partiellement et parce que quelqu’un d’autre y a déjà pensé pour nous. Un exemple pourquoi il est important dans notre vie quotidienne. Nous sommes nombreux à utiliser le système de positionnement global GPS, que ce soit en conduisant en voiture dans un lieu inconnu, au téléphone lors d’une randonnée touristique ou à la recherche d’une adresse en ville.

Nous n’entrerons pas dans les détails dans cet article, mais notre appareil GPS reçoit un signal d’au moins trois satellites artificiels de la Terre, détermine les heures d’arrivée de ces signaux et, les connaissant, calcule la position de l’appareil par rapport à ces satellites, et puis le recalcule par rapport à l’endroit sur Terre où vous vous trouvez. Afin de déterminer l’heure d’arrivée des signaux envoyés par les satellites, il est nécessaire de savoir à quelle heure il a été rejeté, à quelle heure l’horloge du satellite a indiqué. Cependant, le satellite se déplace à la fois à grande vitesse (environ 14 000 kilomètres par heure) et, plus important encore, dans le champ gravitationnel (force d’attraction) de la Terre. Les satellites GPS orbitent autour de la Terre à une altitude d’environ 20 000 km, où l’attraction gravitationnelle de la Terre est nettement inférieure à celle de la Terre. De plus, la force du champ gravitationnel de la Terre affecte la longueur dans l’espace et donc la vitesse d’horloge du satellite. Il est intéressant de noter que le changement de longitude dû à la vitesse de déplacement du satellite entraîne un retard de son horloge par rapport à l’horloge terrestre d’environ 7 microsecondes par jour, tandis que le champ gravitationnel, au contraire, accélère son mouvement d’environ 45 microsecondes par jour.

Tout devient difficile à comprendre, nous laisserons donc les calculs aux physiciens. Mais s’ils ne nous avaient pas appris à tenir compte de tout cela lors de l’utilisation d’appareils GPS, notre position sur Terre serait si imprécise que les appareils GPS ne seraient d’aucune utilité.

Cependant, grâce au développement de la physique et aux formules des physiciens, les créateurs du GPS ont pris en compte tous ces effets et nous pouvons profiter des commodités offertes par la technologie GPS.

Que nous apprend cette histoire ? Diverses choses, mais surtout qu’il est intéressant et utile de réfléchir parfois à ce qui semble évident et simple, par exemple, ce que nous voyons réellement lorsque nous regardons nos montres. Derrière elle se cache souvent beaucoup de choses intéressantes et passionnantes.

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