Dans un laboratoire britannique, loin des grandes machines spectaculaires, une expérience minuscule s’attaque à une question vertigineuse : d’où vient le temps, si l’univers n’a rien à l’extérieur pour le mesurer ? Sans aucune aide d’horloge cosmique suspendue quelque part, ni de tic-tac universel. Il ne reste qu’un système fermé, livré à lui-même.
À Birmingham, Giovanni Barontini ne s’est pas contenté de poser la question, il l’a miniaturisée, presque enfermée dans un dispositif de laboratoire. Pas d’univers au sens habituel, évidemment, mais une version réduite, façonnée à partir d’un condensat de Bose-Einstein. Un étrange nuage d’atomes, refroidis à un point où leur comportement cesse d’être familier, où l’individuel s’efface.
Là, quelque chose bascule. Les particules ne jouent plus chacune leur rôle ; elles se fondent en une seule entité, compacte, cohérente, difficile à saisir intuitivement. Une matière qui ne ressemble plus tout à fait à ce que l’on connaît, ni solide, ni fluide, mais un état suspendu, presque irréel.
Tout repose sur une idée simple en apparence : construire un système qui n’a rien en dehors de lui. Le condensat est piégé, isolé au maximum. Puis, une fine barrière laser le divise en deux régions. Deux moitiés d’un même monde. Barontini observe l’une, la « partie brillante » et ignore délibérément l’autre, qu’il baptise « secteur sombre ».
Ce geste, presque trivial, devient le cœur de l’expérience. Car en ignorant une moitié du système, il introduit une perte d’information. Et c’est précisément là que quelque chose d’inattendu surgit.
Dans la partie observée, les atomes oscillent, franchissent la barrière, reviennent. Des cycles apparaissent, presque comme des respirations. L’image est tentante : une expansion, un effondrement. Le physicien lui-même évoque un « Big Bang » lorsque les atomes affluent, un « Big Crunch » lorsqu’ils refluent. Ce n’est pas une métaphore gratuite, mais une manière de décrire un rythme interne qui n’a besoin d’aucune référence extérieure.
LE TEMPS QUI NAÎT DU DÉSORDRE
Habituellement, le temps sert à ordonner les événements. Ici, il n’existe pas au départ. Alors Barontini change de perspective. Il ne regarde plus les secondes, mais l’entropie, cette mesure du désordre, ou plus précisément de la manière dont l’énergie se répartit.
Chaque échange d’entropie entre les deux moitiés devient une unité de temps. Tant que quelque chose circule, le temps « avance ». Lorsque les échanges ralentissent, le temps s’étire. Et lorsque l’équilibre est atteint, plus rien ne bouge : le temps, littéralement, s’arrête.
Le résultat n’est pas qu’une curiosité conceptuelle. Cette « horloge interne » permet de reconstruire les phénomènes observés avec une précision étonnante. Même les équations fondamentales de la mécanique quantique, comme celle de Schrödinger, réapparaissent sous cette forme dérivée. Comme si le temps n’était pas un ingrédient de départ, mais un produit secondaire.
Il y a quelque chose de presque dérangeant dans cette conclusion. Le temps, et même son sens, cette impression qu’il s’écoule du passé vers le futur pourraient naître d’un manque d’information. Observer, ce serait déjà renoncer à tout voir. Et ce renoncement créerait la dynamique que nous appelons « temps ».
Dans l’expérience, le choix d’ignorer le « secteur sombre » n’est pas un détail méthodologique. C’est une condition essentielle. Sans cette ignorance, pas d’entropie mesurable, pas de flux, pas de temps.
L’idée n’est pas nouvelle sur le plan théorique. Depuis des décennies, certaines approches de la gravité quantique suggèrent que le temps n’est pas fondamental, mais relationnel qu’il émerge des interactions internes d’un système. Ce qui change ici, c’est qu’on peut enfin le voir, le mesurer, le manipuler.
Le laboratoire devient alors un terrain d’essai pour des questions qui, jusqu’ici, relevaient presque de la métaphysique. Si un nuage d’atomes peut simuler un univers miniature, rien n’empêche d’imaginer des versions plus ambitieuses : analogues de trous noirs, reconstitutions des premiers instants du cosmos, ou scénarios d’effondrement final.
Rien de tout cela ne prouve que notre univers fonctionne exactement ainsi. Mais une chose se précise : le temps pourrait ne pas être ce cadre immuable que l’on croyait. Il pourrait dépendre de ce que l’on regarde et surtout de ce que l’on choisit de ne pas voir. Pour ne rien manquer de l’actualité liée à la physique quantique, inscrivez-vous à la newsletter btlv.
François Deymier (rédaction btlv source Physical Review Research – photo home page @btlv via adobe stock)
