La physique a découvert une faille pour envoyer des messages dans le passé

À 14h00 précises, un terminal informatique dans un laboratoire de haute technologie reçoit un unique bit de données : un simple '1'. Le problème est que le chercheur qui utilise la machine ne saisit pas ces données et n'appuie pas sur « envoyer » avant 14h05. Pendant cinq minutes, une information a existé dans le présent alors qu'elle n'avait pas encore été créée. Cela ressemble à une réunion de scénario pour une suite de Christopher Nolan, mais les mathématiques de la relativité générale suggèrent qu'il ne s'agit pas seulement d'un trope hollywoodien ; c'est une possibilité légitime, quoique vertigineuse, de notre univers physique.

Le cœur de cette avancée réside dans ce que les physiciens appellent une courbe de genre temps fermée (CTC). Pour comprendre une CTC, il faut cesser de penser l'espace et le temps comme des entités distinctes et commencer à les voir comme le tissu unique et flexible connu sous le nom d'espace-temps. Habituellement, ce tissu est relativement plat, comme un drap de lit bien tendu. Mais Einstein nous a appris que la masse et l'énergie peuvent déformer ce drap. Si vous concentrez suffisamment de masse en un point — disons, un trou noir en rotation — vous ne vous contentez pas de faire un creux dans le drap ; vous pouvez réellement le tordre en une boucle. Si un chemin à travers l'espace-temps boucle sur lui-même, un objet suivant ce chemin pourrait, en théorie, revenir à un moment précédant le début de son voyage.

La géométrie du demi-tour temporel

Bien que l'idée d'une DeLorean physique filant à travers un trou de ver stimule l'imagination, la réalité du voyage dans le temps sera probablement beaucoup plus subtile et numérique. Les physiciens étudient désormais la façon dont l'information, plutôt que la matière, pourrait traverser ces boucles. Les nouvelles recherches suggèrent que nous n'avons pas nécessairement besoin d'un trou noir dans notre jardin pour tester les limites de cette théorie. L'attention s'est plutôt portée sur la « géométrie » des protocoles de communication qui imitent le comportement des CTC.

Il ne s'agit pas seulement d'envoyer les numéros gagnants du loto à votre moi plus jeune, même si c'est inévitablement la première pensée qui vient à l'esprit. Les implications pour l'informatique moderne sont stupéfiantes. Si nous pouvons « emprunter » de manière fiable la puissance de calcul du futur, ou vérifier un calcul avant même qu'il ne soit terminé, nous envisageons un bond exponentiel de la vitesse de traitement qui ferait passer l'actuel essor de l'IA pour un boulier. Cela crée une boucle de communication « parfaite » où la réponse à un problème peut coexister avec la question.

Leçons du trou noir Gargantua

L'image du « Tesseract » dans Interstellar — où le protagoniste interagit avec le passé par une manifestation physique du temps — était bien plus qu'une simple astuce de CGI. Elle reposait sur la modélisation mathématique rigoureuse de Kip Thorne, un prix Nobel qui a veillé à ce que la physique du film reste dans le domaine du plausible. Cette nouvelle recherche va plus loin que les travaux de Thorne en mettant de côté le cinéma pour examiner le transfert brut de données. Elle postule que si la gravité peut courber la lumière, elle peut certainement courber la ligne temporelle d'un photon.

Il y a cependant un piège, et c'est celui qui empêche les philosophes et les physiciens de dormir : le paradoxe du grand-père. Si vous envoyez un message dans le passé pour dire à votre moi plus jeune de ne pas envoyer le message, l'univers devrait, en théorie, se briser. La plupart des chercheurs penchent pour le « principe de cohérence de Novikov » pour résoudre ce problème. Ce principe suggère que vous ne pouvez envoyer que des messages qui font déjà partie de l'histoire du passé. Vous ne changez pas le passé ; vous le complétez. Si vous receviez un message du futur aujourd'hui, vous étiez de toute façon destiné à le recevoir, et vous étiez toujours destiné à être celui qui l'enverrait dans cinq minutes.

Cette logique de « boucle fermée » suggère un univers beaucoup plus déterministe que ce que nos cerveaux obsédés par le « libre arbitre » aiment admettre. Cela soulève également une possibilité étrange concernant la recherche d'intelligence extraterrestre. Si une civilisation était assez avancée pour maîtriser la communication basée sur les CTC, elle ne diffuserait pas d'ondes radio dans le vide spatial en espérant une réponse dans 40 000 ans. Elle s'enverrait des messages à travers sa propre ligne temporelle, créant un réseau d'information interne parfaitement efficace qui nous serait totalement invisible.

La batterie quantique et l'inversion temporelle

Bien qu'envoyer un « Bonjour » en 1994 reste un objectif lointain, nous voyons déjà l'application pratique de « l'inversion temporelle » dans la technologie quantique. Des expériences récentes sur les batteries quantiques ont montré que ces dispositifs peuvent être chargés plus efficacement en inversant effectivement le flux du temps au niveau subatomique. Dans le domaine quantique, la flèche du temps est étonnamment floue. En plaçant un système quantique dans un état de superposition — où il est simultanément « en mouvement vers l'avant » et « en mouvement vers l'arrière » — les chercheurs peuvent contourner la perte d'énergie qui affecte habituellement les batteries traditionnelles.

Il ne s'agit pas seulement d'une curiosité de laboratoire. C'est un changement fondamental dans la façon dont nous comprenons les « ingrédients » de la réalité. Pendant des décennies, la vision standard a été réductionniste : partir des particules, construire des atomes, construire des molécules, et éventuellement, vous obtenez des êtres humains et le temps. Mais si nous pouvons manipuler la direction du temps pour charger une batterie ou envoyer un signal, cela suggère que le temps et la conscience pourraient être plus fondamentaux pour l'univers que les particules elles-mêmes. Nous vivons peut-être dans une réalité où la séquence des événements n'est qu'une interface utilisateur, et nous venons enfin de trouver la console de développement.

Le scepticisme reste élevé, et à juste titre. De nombreux physiciens soutiennent que si les mathématiques des CTC fonctionnent sur le papier, les « conditions énergétiques » nécessaires pour les créer dans le monde réel sont impossibles à atteindre sans « matière exotique » — une matière dotée d'une masse négative que nous n'avons pas encore découverte. Il y a aussi le « facteur Hawking » ; le regretté Stephen Hawking a proposé la célèbre conjecture de protection chronologique, suggérant que les lois de la physique conspireront toujours pour empêcher le voyage dans le temps car, eh bien, nous n'avons pas été envahis par des touristes venant du futur.

Pourquoi l'univers pourrait ne pas nous laisser tricher

Il existe une tension finale, plus sombre, dans cette recherche. Si nous parvenons à envoyer des signaux vers le passé, même sur de courtes durées comme quelques millisecondes, cela rendrait instantanément obsolètes toutes les formes actuelles de cybersécurité. Le chiffrement moderne repose sur le fait qu'il est impossible de connaître une clé avant qu'elle ne soit générée. Si un pirate informatique peut recevoir la clé du futur, le mur « incassable » du chiffrement quantique s'effondre. Nous parlons effectivement d'une « course aux armements temporelle » où le vainqueur est celui qui peut voir une fraction de seconde plus loin dans le futur que son adversaire.

Nous sommes également contraints de prendre en compte les signaux biologiques que nos propres corps utilisent. De nouvelles recherches sur la communication entre organes suggèrent que nos cellules utilisent des « signaux secrets » pour réparer les tissus et ralentir le vieillissement, fonctionnant d'une manière qui ressemble étrangement à une boucle de rétroaction internalisée. Si notre biologie a déjà trouvé comment « anticiper » les dommages avant qu'ils ne surviennent, ce ne serait pas la première fois que la nature nous devance dans une percée physique. Nos organes pourraient « communiquer » à travers un minuscule écart temporel pour maintenir la stabilité du corps, une version biologique du principe de cohérence.

Pour l'instant, la capacité d'envoyer un message dans le passé reste une victoire théorique fragile. Elle existe dans les équations complexes de la relativité générale et les états vacillants des bits quantiques. Mais le fait que les lois de la physique permettent même de poser la question constitue un changement profond. Nous pensions autrefois être les maîtres de l'espace, explorant notre cage tridimensionnelle. Aujourd'hui, il semble que la quatrième dimension ne soit pas du tout une cage, mais juste un très long et très compliqué morceau de ficelle, et nous apprenons enfin à faire un nœud.

La prochaine fois que vous serez au pub et que quelqu'un se plaindra d'être en retard, vous pourrez lui dire avec certitude scientifique qu'être « en retard » est une question de perspective. S'il disposait d'un trou noir et d'un ensemble très spécifique de protocoles d'intrication quantique, il aurait pu arriver dix minutes avant même d'avoir quitté la maison. Ne vous attendez pas cependant à ce qu'il paie la tournée avec de l'argent qu'il n'a pas encore gagné.