Peut-on voyager dans le temps ?

Résumé : Qui n'a jamais rêvé d'aller faire une bise à Cléopâtre, serrer la main de Mozart ou faire un bond en avant de 3 000 ans ? Téléportation quantique, traversée de trous de ver, remontée du temps avec l'antimatière... la relativité générale et la mécanique quantique peuvent-elles nous faire espérer voir bientôt des machines à voyager dans le temps dans le commerce ?

Cet ouvrage aborde le thème classique de la physique statistique par la méthode pédagogique du dénombrement des états d'énergie microscopiques. Après avoir passé en revue les divers résultats de la théorie des systèmes sans interactions, divers cas plus généraux sont abordés comme la transition gaz-liquide, le ferromagnétisme ou la théorie du proche équilibre. Ce cours s'insère parfaitement dans la suite logique de l'enseignement de la physique de premier cycle et met en oeuvre les résultats essentiels de la théorie quantique. Il permet d'appréhender l'origine microscopique d'un grand nombre de propriétés macroscopiques essentielles d'un système qui caractérisent son état d'équilibre (température, énergie, pression, etc.). La prise en compte des interactions à l'échelle microscopique et l'étude du proche équilibre viennent compléter ce panorama pour préparer des cours plus avancés comme l'étude physique des solides ou celle des plasmas. Cet ouvrage est le fruit d'un cours donné par les auteurs à L'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées (ENSTA Paristech).

A moins de vivre très vieux, votre existence n'excèdera pas trois milliards de secondes. Cette durée nous fait prendre conscience du temps qui passe. Mais passe-t-il vraiment ? Les chercheurs s'interrogent : et si cette sensation du temps qui s'écoule n'était qu'une illusion ? Le temps est-il une entité physique véritable ou émane-t-il des relations entre les objets ? Ces questions fondamentales sont aussi anciennes que la philosophie elle-même et malgré les avancées spectaculaires de la physique, les interrogations demeurent. Des horloges atomiques au destin de l'univers, du voyage dans le futur au coeur des trous noirs les chercheurs, physiciens ou philosophes, mènent l'enquête, à la recherche du temps.

Gabriel Chardin est physicien au DAPNIA, le département de recherche en Astrophysique, Physique des particules et Physique nucléaire du CEA, à Saclay. Il est responsable de l'expérience EDELWEISS de recherche de la Matière cachée, dans le Laboratoire souterrain de Modane. Il est l'auteur d'un grand nombre de publications scientifiques, en particulier sur la recherche de la Matière Cachée ainsi que sur l'antimatière. Au Pommier, il est l'auteur de la Petite Pomme Peut-on voyager dans le temps ? et de L'Antimatière (Le Pommier-Poche, 2006). L'Univers semble présenter une "flèche du temps". Nous nous souvenons du passé mais pas du futur... Derrière cette réflexion apparemment banale se retrouve l'une des incertitudes fondamentales en physique. A quoi peut-on attribuer cette asymétrie temporelle ? Existe-t-il des processus microscopiques qui présentent une "flèche du temps" ? L'explication de l'asymétrie temporelle est-elle au contraire macroscopique ? Que signifie le second principe de la thermodynamique ? La gravitation joue-t-elle un rôle fondamental dans ce second principe ? Des observateurs intelligents ou "démons de Maxwell" peuvent-ils défier le second principe ? Est-il paradoxal pour un observateur de revenir sur ses pas dans l'espace-temps ? Cette petite pomme présente les progrès de notre compréhension sur ces questions depuis une quarantaine d'années.