Le temps s’écoule plus lentement en plaine qu’en montagne

Vous avez probablement déjà entendu parler du paradoxe des jumeaux. De quoi s’agit-il ? Imaginez deux jumeaux. L’un d’entre eux est envoyé dans l’espace à une vitesse proche de celle de la lumière tandis que l’autre reste bien sagement à l’attendre sur Terre. A son retour, un an se sera écoulé pour le frère parti dans l’espace contre deux pour celui resté sur Terre. Comment est-ce possible ? Tout simplement parce qu’avec la vitesse, le temps se contracte. Faute de vaisseau adapté et de technologies adéquates, cette expérience n’est pas près d’être réalisée. Pour autant, nul besoin d’aller dans l’espace pour en vérifier la véracité. 

En effet, même sur Terre, le temps ne s’écoule pas uniformément. Ainsi, comme pour le paradoxe des jumeaux, le temps s’écoule plus lentement pour un objet en mouvement que pour un objet immobile. Autre exemple : les horloges de précision modernes permettent d’affirmer que le temps s’écoule plus lentement en plaine qu’en montagne. La raison ? Le temps est ralenti par les masses ; et la Terre est une masse gigantesque. A la différence du paradoxe des jumeaux, le décalage temporel observé est minime et se calcule en nanosecondes. C’est la raison pour laquelle personne ne s’en était rendu compte avant que des avancées scientifiques ne le prouvent.

" L’idée d’un temps universel unique vient de Galilée et surtout de Newton. Bien que très intuitive, cette idée a été remise en cause par Einstein. Pour ce dernier, c’est l’existence d’une vitesse maximale de propagation de l’information dans l’univers, soit la vitesse de la lumière qui est d’environ 300 000 kilomètres par seconde, qui conduit à l’espace-temps. En clair, l’espace et le temps sont indissociables pour Einstein, ce qui induit le fait que le temps ne peut plus être unique même pour des horloges supposées parfaites. En réalité, il y a une multitude de temps propres", explique Pierre Spagnou, ingénieur, professeur de physique à l’ISEP et auteur de Les mystères du temps – De Galilée à Einstein.

Dans un futur proche, il sera possible de visualiser l’espace-temps 

Si les variations dans le passage du temps sont d’une amplitude très faible sur Terre, il n’en demeure pas moins qu’elles peuvent avoir un impact concret. "La localisation par GPS est calculée par l’estimation de la distance entre un récepteur et un satellite qui tourne autour de la Terre. Le signal se propage entre ces deux points à la vitesse de la lumière, décrit Pierre Spagnou. Mais il faut tenir compte du décalage entre les deux horloges car une horloge placée à bord d’un satellite avance au bout d’une journée de 40 microsecondes par rapport à une horloge terrestre. Or, un décalage de 40 microsecondes revient à un décalage de 12 km sur la position".

Plus encore, l’avancée de la science ouvre la voie à la géodésie chronométrique, soit le fait de mesurer une différence de potentiel gravitationnel en comparant les fréquences de deux horloges posées à différentes altitudes sur Terre. "Si l’altitude d’une des horloges fluctue, nous devrions bientôt être capables d’observer à distance une fluctuation de la fréquence de cette horloge. Cela signifie que nous pourrions mesurer de petites variations à la surface de la Terre. Par exemple, des séismes. Dans un futur proche, nous serons donc, en quelque sorte, capables de visualiser l’espace-temps, c’est juste incroyable", se réjouit le spécialiste. Pour les plus impatients, une solution : rester le plus immobile possible et éviter la montagne.