Un physicien construit un univers miniature et observe le temps émerger sans horloge

Le professeur Giovanni Barontini, physicien à l'université de Birmingham, a construit un univers miniature en laboratoire et l'a utilisé pour observer l'émergence du temps. Il a refroidi un nuage d'environ 24 000 atomes jusqu'à quelques milliardièmes de degré au-dessus du zéro absolu, où les effets quantiques deviennent particulièrement marqués.

Le système a été divisé par deux faisceaux laser en une région lumineuse, observée, et une région sombre, non observée, et conçu pour se dilater puis se contracter — une vague imitation d'un Big Bang et d'un Big Crunch.

En suivant la façon dont les atomes se redistribuaient entre les deux régions de ce système quantique isolé, Barontini a identifié une mesure interne de progression qu'il appelle le « temps entropique », qui avance dans une direction constante et permet de replacer les événements dans le bon ordre sans se référer à une horloge extérieure.

Barontini a déclaré que ces travaux démontrent que « le temps peut être défini par les changements survenant au sein d'un système plutôt que comme l'horloge extérieure qui tic-tac à laquelle nous pensons habituellement ».

Ces résultats, publiés dans la revue Physical Review Research, apportent la première preuve expérimentale contrôlée que le temps peut être défini par des changements internes au sein d'un système plutôt que par une horloge extérieure — une idée qui touche directement aux théories de la gravité quantique, où le temps n'apparaît pas comme une caractéristique intégrée.

L'expérience ne réécrit pas la physique du jour au lendemain, mais elle constitue l'une des démonstrations de laboratoire les plus claires à ce jour que le temps pourrait, en fin de compte, être une conséquence des processus physiques plutôt que leur cause.