Les frontières du temps (vidéo)

Par Steve Légère.

le temps

« Le Temps nous égare Le Temps nous étreint Le Temps nous est gare Le Temps nous est train. »

 Jacques Prévert

Question fondamentale soumise par tous les peuples et depuis tout temps, qu’est-ce que le temps? Il n’est pas ici question de voyages dans le temps mais plutôt de voyage dans le présent, une sorte de temps fugace qui n’en n’est pas un, juste un lien, un trait d’union pour différencier le passé de l’avenir. Mais qu’est ce que le temps exactement, qu’est-ce qui le défini et lui donne une durée précise, placée par, et pour les hommes?

Voyons ce que dit Wikipédia:  » Le mot temps provient du latin tempus, de la même racine que grec temnein, couper, qui fait référence à une division du flot du temps en éléments finis. temples (templum) dérive également de cette racine et en est la correspondance spatiale (le templum initial est la division de l’espace du ciel ou du sol en secteurs par les augures). Enfin, « atome » (insécable) dérive également de la même racine. »

Ha ben, voilà, on y voit plus clair tout à coup, non? NON? … Non ! Vous avez raison, cherchons mieux ce qui défini le temps aujourd’hui, basé sur le mouvement atomique, il faudrait comprendre ce qu’est une seconde, ce qui défini l’intervalle entre deux secondes, car finalement rien n’empêche d’imaginer qu’une seconde dure deux secondes, et de rythmer son existence la dessus. Une heure dure deux heures, un an, deux ans, et après cinquante ans de vie on a déjà un siècle d’existence! On pourrait même pousser cet intervalle à 3 ou même 5 secondes, mais on aurait l’impression de ne pas avoir le temps de vivre à ce rythme là, car à l’âge de 10 ans, nous aurions déjà physiologiquement 50 ans, et la plupart d’entre nous mourrait tout simplement avant d’avoir 15 ans!

Alors serait-ce ça la raison de la durée du temps contemporain? Un compromis entre ce qui s’écoule et notre propre évolution physiologique? En fait, la façon dont le concept de temps est pensé a une implication très forte sur le résultat d’ensemble : le temps peut-être un paramètre immuable (mécanique classique), ou une grandeur malléable au gré des phénomènes (relativité générale).

On va simplifier en expliquant à quoi correspond une seconde, ou plus précisément à quoi correspond la durée comprise entre deux secondes (ce qui est plus rigoureux). Tout simplement, c’est au césium que l’on doit la durée établie pour définir une seconde, c’est la durée de 9 192 631 770 périodes de la radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l’état fondamental de l’atome de césium 133. Alors vous voilà plus avancés, hein? Moi non plus, pourquoi le césium? Ce n’est pas compliqué finalement. L’homme a toujours cherché à mesurer le temps, au tout début, par la course des étoiles et de la lune, les hommes savaient à peu près ou ils se trouvaient dans le cycle répétitif des saisons, petit à petit, ilsont mis au point des systèmes globaux pour définir un certain nombre de périodes ponctuant le temps entre chaque saison, puis peu à peu,  par la course du soleil qui projette son ombre en passant par le sablier, les hommes ont toujours cherché à être le plus précis qui soit pour définir ce qu’est le temps, et comment il s’écoule, mais le chemin est long

galiléeCi-dessus, Galilée et la première horloge de l’à peu près, basée (je fais simple, mais vrai) sur son propre pouls et le mouvement d’un pendule.

huygens

Ci-dessus, la première vraie horloge de Huygens, qui réctifie les erreurs de Galilée, en apportant le principe de la cycloïde (plus bas, dans les liens vous aurez le détail). en 1675, il invente le ressort spirale qui restera utilisé dans les montres jusque dans les années 1980… 

Après Huygens, il faudra attendre notre bon vingtième siècle pour atteindre un nouveau seuil  de précision du temps, avec le quartz. En effet, le phénomène périodique  (la vibration) d’un cristal de quartz est de  32 768 vibrations par seconde, cette même seconde définie par Huygens, qui par contre ne retarde presque pas. Jusqu’en 1967, une seconde est égale à l’année tropique divisée par 31 556 925,9747. (l’année tropique est la durée exacte entre deux équinoxes successifs, valant environ 365j5h48min46s soit 365*24*3600 + 5*3600 + 48*60 + 46 = 31 556 926s, mais en 1967, on va encore plus loin dans la précision, avec l’arrivée de l’horloge atomique, et c’est là que notre ami césium entre en jeu, la seconde est la durée nécessaire pour que se produisent au sein de l’atome de césium précédent 9 milliards 192 millions 631 mille 770 ‘oscillations! Chaque fois qu’il se produit 9 192 631 770 ‘oscillations, pour le physicien il s’est écoulé exactement 1 seconde. Une telle horloge dérive de 1 seconde tous les 3 000 ans!

Avant de conclure je dois quand même aussi vous dire que je n’ai pas expliqué pourquoi on utilise le césium 133… Alors on va le faire dès maintenant. En réalité, il fût décidé au départ d’utiliser l’atome de l’ammoniaque NH3:

atome de cesium cs 133 (astrosurf-pdf)

à présent, je vous laisse un petit documentaire sur le temps,  très sympathique avec de belles images. Après ça le temps n’aura plus de secrets pour vous, et vous pourrez commencer à vous questionner sur les voyages dans le temps, en sachant si vous en aurez le temps!

pour aller plus loin:

vous pouvez lire gratuitement en ligne ce livre qui vous explique le temps en 256 pages, donc forcément avec luxe de détails!
la mesure du temps (astrophysique).
la mesure du temps (par astrosurf – pdf)
Pour comprendre la cycloïde de Huygens, c’est par ici.
Et une petite explication sur le temps d’Albert Einstein :
En vous souhaitant à tous un excellent réveillon et une bonne entrée dans cette treizième année du vingt et unième siècle…
Steve Légère.
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