Si vous pouviez choisir une destination temporelle, iriez-vous revoir un moment passé ou découvrir le monde de demain ? Selon une analyse du physicien Hongsheng Zhang, le voyage dans le temps vers son propre passé serait impossible dans une vaste catégorie d’univers théoriques. L’aller vers le futur, lui, s’accorde avec des effets de la relativité déjà mesurés.
Cette distinction ne transforme pas la science en agence de voyage temporel : elle sépare une possibilité physique vérifiée — avancer plus lentement dans le temps que les autres — d’un retour vers hier qui reste hypothétique. Pour un déplacement bien réel, en revanche, on peut toujours miser sur un accessoire de voyage pratique.
Voyage dans le temps : pourquoi le retour vers le passé pose problème
Pour expliquer son argument, Zhang décrit l’espace-temps comme un ensemble de couches ordonnées par lesquelles la lumière se propage. Dans cette représentation, les objets suivent une direction temporelle cohérente : ils peuvent avancer à des rythmes différents, mais ne peuvent pas simplement rebrousser chemin jusqu’à leur point de départ.
La vitesse de la lumière joue ici un rôle central dans la structure causale de l’univers. La démonstration proposée ne repose ni sur une matière exotique ni sur un dispositif quantique particulier ; elle examine plutôt la façon dont les directions temporelles s’organisent dans certains modèles. Une théorie scientifique peut ainsi écarter une possibilité dans un cadre donné sans prouver que tous les univers doivent obéir aux mêmes conditions.
Courbes temporelles fermées et paradoxes temporels
En relativité générale, une trajectoire qui revient au même lieu et au même instant est appelée courbe temporelle fermée. De telles solutions apparaissent dans certaines configurations mathématiques des équations d’Einstein, notamment autour de trous noirs en rotation, mais leur existence dans les équations ne signifie pas qu’un voyageur pourrait les emprunter en toute sécurité.
Les travaux de Zhang, qui n’avaient pas encore été évalués par les pairs selon les informations rapportées, décrivent deux mécanismes susceptibles de contourner l’argument général. Le premier est une torsion de la structure lumineuse : si les trajectoires de lumière s’enroulent de manière particulière, les couches temporelles régulières nécessaires à la démonstration ne se construisent plus comme un escalier orienté dans un seul sens.
Autour d’un trou noir en rotation, la masse entraîne l’espace-temps avec elle. Cet effet, appelé entraînement des référentiels, a été mesuré autour de la Terre par la mission Gravity Probe B, dont les résultats ont été annoncés en 2011. Dans les régions extrêmes décrites par certains modèles de trous noirs, la géométrie peut prendre une forme bien plus complexe ; cela ne constitue toutefois pas une preuve qu’une machine à remonter le temps soit réalisable.
La forme de l’espace-temps pourrait-elle permettre un retour temporel ?
Le second mécanisme envisagé concerne la géométrie globale de l’univers. On peut imaginer un escalier dont chaque marche monte normalement, mais dont le parcours complet ramène au point de départ, comme dans une illusion d’optique inspirée d’Escher. L’itinéraire reste orienté vers l’avant à chaque étape, tandis que la forme d’ensemble referme la boucle.
Plusieurs dispositifs théoriques, notamment ceux reposant sur des trous de ver, utilisent une idée comparable : relier deux régions de l’espace-temps de telle sorte qu’un parcours puisse former une boucle temporelle. Mais ces scénarios supposent des conditions physiques très particulières, et leur compatibilité avec la matière et les lois de la nature reste une question ouverte. Le modèle montre une échappatoire mathématique, pas un itinéraire que l’on pourrait réserver.
Cette distinction est essentielle pour comprendre le débat : Zhang précise que son résultat ne dit pas si la nature autorise réellement ces exceptions. Un voyage vers des lieux inconnus évoque les voyages hors des sentiers battus, mais aucune excursion terrestre ne reproduit les boucles de l’espace-temps envisagées par les physiciens.
Relativité restreinte · expérience pédagogique
Deux horloges, deux durées
Faites varier la vitesse du voyageur et comparez le temps écoulé pour lui avec celui mesuré par une horloge de référence.
Durée indiquée par chaque horloge
À cette vitesse, l’horloge du voyageur indique moins de temps que celle de référence.
Plus la vitesse approche celle de la lumière, plus le temps propre du voyageur s’écoule lentement par rapport à l’horloge de référence. Il peut ainsi rejoindre un futur où davantage de temps s’est écoulé pour les autres.
À retenir : cette illustration simplifiée de la relativité restreinte ne calcule pas un trajet réel. Elle ne signifie pas qu’un retour vers le passé est possible ; les effets d’accélération et de demi-tour ne sont pas pris en compte.
Aller vers le futur : la dilatation du temps est bien réelle
Pour avancer vers le futur des autres, il n’est pas nécessaire de fermer une boucle temporelle. La relativité prévoit que le temps s’écoule plus lentement pour une personne qui se déplace à très grande vitesse, ou qui se trouve dans un champ de gravité différent de celui d’un observateur. À son retour, son horloge peut donc afficher un peu moins de temps écoulé que celle restée sur Terre.
Les astronautes de la Station spatiale internationale en font l’expérience à une échelle infime : leur vitesse orbitale et les différences de gravité modifient leur rythme temporel, au point qu’ils reviennent plus jeunes de quelques millièmes de seconde que s’ils étaient restés au sol. Cet effet de dilatation du temps est mesurable, même s’il ne permet pas de sauter des décennies comme dans un film de science-fiction.
Pour Camille, personnage fictif qui rêverait de vérifier l’avenir avant de faire un choix, la leçon serait simple : une horloge peut ralentir son avancée, mais aucun résultat ne lui promet de retourner modifier une décision passée. Le voyage vers demain appartient aux conséquences établies de la relativité ; le retour vers hier demeure une possibilité mathématique très encadrée, et non une technologie démontrée.
