Le temps ne "coule" pas — Pourquoi seul le futur arrive-t-il ? Un nouveau scénario de la flèche du temps engendrée par "l'information"

1) « Le temps qui passe » était censé être une évidence

La trotteuse avance, le matin arrive et la nuit tombe. Nous vivons comme si nous étions à bord d'un train à sens unique « passé → présent → futur ». Nous naissons, vieillissons et mourons — l'ordre ne s'inverse pas. C'est pourquoi le temps semble être un élément fondamental « présent depuis le début », comme l'air.

Cependant, la physique s'est débattue avec cette « évidence » depuis plus de 100 ans. Le temps peut certes être mesuré. Mais expliquer « ce qu'est le temps » de manière unifiée dans le langage des équations fondamentales du monde devient soudainement suspect.

2) La relativité dilate le temps, la théorie quantique le prend comme un « postulat »

Le premier choc fut la théorie de la relativité. Le temps n'est pas un flux absolu commun à tous, il varie selon la gravité et le mouvement. Le fait que des observateurs en mouvement ne puissent pas synchroniser leur « simultanéité » a silencieusement détruit notre intuition. Le temps s'est uni à l'espace pour former un tissu quadridimensionnel appelé « espace-temps ».

D'un autre côté, la mécanique quantique est plus pragmatique. Les équations quantiques décrivent « comment elles changent par rapport au temps », mais ne parlent pas de l'origine du temps lui-même. Le temps est emprunté silencieusement comme une « horloge de fond » externe.

C'est là qu'un sérieux désaccord surgit. Lorsque l'on tente de réunir gravité (relativité) et quantique (mécanique quantique) dans une « théorie unifiée », le temps peut disparaître des équations. L'univers apparaît comme une « image figée » — c'est le célèbre « problème du temps ».

3) « Le temps avance parce que l'entropie augmente » manque d'un dernier coup

L'explication classique de la flèche du temps est la thermodynamique. Un verre se brise et se disperse, mais les morceaux ne se rassemblent pas d'eux-mêmes. La direction où le désordre (entropie) augmente semble être le « futur ». On pourrait dire que le fait que la mémoire ne se forme que dans le passé est lié à l'irréversibilité.

Cependant, il reste un « devoir ». Les lois fondamentales microscopiques (équations quantiques) ne distinguent pas le passé du futur. La direction du temps devient visible lorsqu'on inclut les statistiques de nombreuses particules et leurs interactions avec l'environnement. Plus compliqué encore est le problème des conditions initiales : pourquoi l'univers a-t-il commencé avec une faible entropie ? Alors qu'il y a beaucoup plus d'états désordonnés, pourquoi l'univers a-t-il eu un début étrangement « ordonné » ?

4) Émerge alors la « révolution de l'information » — l'information n'est pas « juste un registre »

La « révolution silencieuse » récente a mis l'information au premier plan. Autrefois, l'information était un outil pratique pour organiser les états et les probabilités (une note mathématique). Mais là où la thermodynamique, la quantique et la gravité se croisent, traiter l'information comme une simple abstraction fait surgir des contradictions.

Un exemple emblématique est le trou noir. Si un trou noir s'évapore thermiquement par rayonnement de Hawking, l'information des objets tombés semble « perdue en chaleur ». Cependant, la théorie quantique n'autorise pas la disparition complète de l'information. Cela conduit à la conclusion que « l'information n'est pas arbitraire. Elle est la physique elle-même ». Effacer l'information a un coût énergétique, et la conservation et l'enregistrement nécessitent des ressources physiques — l'information n'est pas le registre du monde, elle en fait partie.

De plus, les discussions reliant la gravité et la thermodynamique ont également soutenu cette idée. Une approche a émergé pour dériver la géométrie (courbure) de l'espace-temps à partir des principes d'entropie et d'information, suggérant que la gravité pourrait être une « propriété émergente » plutôt qu'une « force fondamentale ». Tout comme la température émerge du comportement des molécules, la gravité et l'espace-temps pourraient émerger d'un niveau plus profond.

5) L'espace-temps est un « support de mémoire » — l'univers n'oublie pas les événements

Le cœur de l'article est ici. L'espace-temps est considéré comme un support pour enregistrer l'information. Ce n'est pas l'espace-temps continu et lisse décrit par la relativité, mais une couche composée d'« éléments discrets » de capacité finie où les traces de l'information quantique restent — c'est l'image proposée.

L'important est que « l'enregistrement » n'est pas une métaphore. Les interactions laissent toujours des traces d'information dans l'environnement. En théorie, on pourrait inverser les équations, mais en pratique, il est presque impossible de rembobiner complètement en incluant l'« information dispersée autour ». Un verre brisé ne revient pas en arrière simplement parce qu'il est « désordonné », mais parce que l'événement est inscrit partout dans l'univers.

Ainsi, l'univers intègre non seulement « ce qui est », mais aussi « ce qui s'est passé ». Les régions avec de nombreuses interactions contiennent de nombreuses traces d'information, tandis que les régions avec peu d'interactions sont proches de la « page blanche ». L'espace-temps n'est pas une scène neutre, mais un participant qui contraint et façonne les événements futurs.

6) Le temps n'est pas un « arrière-plan » mais un « résultat » — l'accumulation irréversible d'information crée l'ordre

C'est ici que l'on s'approche de la « véritable nature du temps ». Au lieu de poser le temps dès le début, on fait émerger l'ordre temporel à partir de l'« inscription irréversible d'information » des événements.

L'idée est simple. À chaque interaction, l'information est gravée dans l'univers. Cette information gravée ne peut pas être effacée « globalement » sous les contraintes de la thermodynamique et de la quantique. Cette « augmentation des enregistrements indélébiles » fournit l'ordre naturel des événements = la flèche du temps. Les états précoces ont peu d'enregistrements, les états tardifs en ont beaucoup. La différence entre le futur et le passé apparaît comme une asymétrie où l'univers possède des informations sur le passé mais pas sur le futur.

Le charme provocateur de ce cadre réside dans le fait qu'il ne dépend pas trop du « coup de dés des conditions initiales de l'entropie ». Sans supposer d'abord pourquoi l'univers a commencé avec une faible entropie, on peut dire que « tant que des interactions se produisent et que l'information est irréversiblement gravée, le temps avance ».

7) Même la matière noire comme « trace d'information » ? — Un parfum d'unification ambitieuse

En poussant plus loin, on dit que cette « accumulation d'information » affecte également la gravité. Si la courbure de l'espace-temps dépend non seulement de la masse et de l'énergie, mais aussi de la distribution de l'information quantique (en particulier l'intrication), alors les régions ayant enregistré de nombreuses interactions passées pourraient se courber plus fortement (se comportant comme si la gravité était plus forte).

L'auteur suggère que la « gravité invisible » requise par la rotation des galaxies pourrait être interprétée non pas comme des particules inconnues (matière noire), mais comme un « effet résiduel de l'information accumulée dans l'espace-temps ». La matière noire, l'énergie noire et la flèche du temps pourraient provenir du même « enregistrement irréversible d'information » — cette phrase symbolise l'ambition de l'article.

Bien sûr, c'est là que le débat devient le plus intense. La matière noire est un « faisceau de phénomènes » observé en astronomie et cosmologie, et bien que l'explication ne soit pas limitée à l'hypothèse des particules, des tests rigoureux sont nécessaires pour toute alternative. Plus l'unification est séduisante, plus la barre des tests est haute.

8) Ne pas se contenter de dire que c'est « philosophique » : comment tester

La théorie du temps est souvent qualifiée de « plus philosophique que scientifique ». Cependant, l'article tente de s'engager sur la voie de la testabilité.

D'abord, les trous noirs. Si l'information ne disparaît pas, l'information des objets tombés devrait être gravée dans l'espace-temps « avant » l'horizon et laisser des traces même après l'évaporation. Le rayonnement de Hawking pourrait ne pas être complètement aléatoire, mais refléter subtilement l'« historique » du trou noir. Bien que difficile avec la technologie actuelle, il y a une cible à viser, affirme-t-on.

Ensuite, le laboratoire. Dans des systèmes contrôlés comme les ordinateurs quantiques, il est montré qu'une « flèche du temps effective » peut être générée en fonction de la manière dont l'information est inscrite, diffusée et récupérée, même si les équations fondamentales sont réversibles. Le fait qu'il y ait des tentatives de descendre le débat à l'échelle de l'expérience de laboratoire est significatif.

9) Réactions sur les réseaux sociaux : ce qui a frappé, c'est l'idée que « l'univers inscrit le temps en lui-même »

Lorsque cet article s'est répandu, les réactions des gens se sont divisées en deux grands points.

L'un est la « phrase forte et poétique ». La phrase de conclusion, selon laquelle « le temps est ce que l'univers continue d'inscrire en lui-même », est souvent citée. En effet, sur X (anciennement Twitter), on trouve des posts exprimant leur surprise face à ce renversement de la conception du temps, en citant cette phrase.

L'autre est le sentiment de « tout-en-un ». La tentative de mettre non seulement la flèche du temps, mais aussi la matière noire et l'énergie noire sur le même plan est perçue comme stimulante. Dans les extraits de posts sur X, on voit des mouvements de partage mentionnant que la matière noire, l'énergie noire et la flèche du temps proviennent d'un même processus.

Dans les communautés orientées technologie, il est intéressant de voir comment la métaphore se transforme rapidement en une direction « ingénierie ». Dans les fils de discussion de Hacker News, on trouve des commentaires humoristiques comparant l'univers à un « système de gestion de versions », ou percevant la vitesse de la lumière comme une « latence de transmission d'information à travers l'espace ». De plus, une question simple mais perspicace est posée : « Si les interactions s'accumulent, les vieilles galaxies deviennent-elles des trous noirs ? ».

Et surtout, les impressions directes des « personnes touchées » sont visibles. Lorsque des commentaires comme « C'est la première fois que je lis une théorie qui coud ensemble le temps avec l'information et la gravité, c'est incroyablement convaincant » apparaissent, les lecteurs sont attirés vers la direction « difficile mais fascinante ».

En revanche, l'engouement sur les réseaux sociaux est amplifié par la « force des mots », indépendamment de la rigueur du contenu lui-même. Le temps et la cosmologie possèdent déjà un fort champ magnétique de romantisme. C'est pourquoi la question de savoir si cela devient une « théorie descendante vers la vérification » ou une « histoire d'unification séduisante » sera déterminée par le développement théorique et l'accumulation d'observations et d'expériences à venir.

10) Conclusion : Vers une physique qui ne prend pas le temps comme « postulat »

Ce que propose cet article, c'est un passage d'une vision du monde où le temps est posé comme une « chose qui coule » dès le début, à une vision où le temps est érigé comme une « augmentation des enregistrements de l'univers ». L'espace-temps conserve l'information, et les interactions laissent des traces indélébiles. C'est pourquoi les événements ont un ordre, et nous appelons cela « le temps qui passe ».

Si cette perspective est authentique, la flèche du temps, le problème de l'information des trous noirs, l'émergence de la gravité, et même la matière noire et l'énergie noire pourraient être reliés par un seul fil. Bien sûr, plus on essaie de les relier, plus la vérification devient difficile. Cependant, l'effort pour pousser la question « le temps n'est pas un arrière-plan » avec l'information en tant que quantité physique concrète mérite au moins d'être appelé une « révolution silencieuse ».

URL de la source

• Référence au problème du temps, à l'émergence du temps à partir de l'inscription irréversible d'information, aux implications pour la matière noire, et à la discussion sur la testabilité
  https://phys.org/news/2026-01-fundamental-reality-quiet-revolution-physics.html

• Fil de discussion sur Hacker News (en tant qu'exemple de réaction sur les réseaux sociaux, voir la métaphore de l'univers = gestion de versions, l'association de la vitesse de la lumière = latence de transmission d'information, et les commentaires de questions et de surprises)##HTML_TAG_