Le temps jaillit du désordre : quand les atomes révèlent leur horloge interne ✛

Original: "Testing the problem of time with cold atoms"
· Giovanni Barontini
arXiv:2509.07745 · 2025-09-09 · CC BY 4.0 · 1 min
Des physiciens montrent que le temps ne se mesure pas au tic-tac, mais à la croissance du désordre au sein d'un système.

Des chercheurs ont pris un nuage d'atomes plus froid que l'espace et l'ont coupé en deux avec un laser. Une moitié était visible, l'autre cachée. Au lieu d'une horloge, ils ont mesuré la croissance du désordre — l'entropie. Grâce à elle, tous les événements se sont alignés dans une chaîne bien nette, même lorsque la partie visible tantôt se dilatait, tantôt se contractait. Le désordre a joué le rôle d'aiguilles : plus il y a de chaos, plus on avance dans le temps. Dans une pièce sans fenêtres, le désordre croissant est le seul signe du temps. C'est sur ce principe que l'entropie a permis d'écrire une équation décrivant la partie invisible — l'ombre a trouvé une voix. L'idée avait été prédite dès les années 1960 par John Wheeler et Bryce DeWitt : le temps n'est pas absolu, il émerge des relations. C'est désormais un fait expérimental. Cette approche ouvre la voie à la compréhension du temps au cœur des trous noirs, au moment du Big Bang et là où la courbure de l'espace-temps est poussée à l'extrême.

Le désordre dans un système fermé ne diminue jamais — c'est ce qui donne au temps sa direction, du passé vers le futur.

\tau(\lambda) = \frac{\sigma}{k_B} \int_{\lambda} \frac{dS}{d\phi} |d\phi|
Le temps entropique τ est proportionnel à l'intégrale de la variation d'entropie dS le long de la trajectoire du champ φ, où σ est une unité de temps arbitraire, kB est la constante de Boltzmann.
i\hbar \partial_\tau \psi(\tau, a) = \Phi(\tau)\psi(\tau, a) + \Lambda(\tau) H_{\text{geom}}\psi(\tau, a)
L'évolution de la fonction d'onde ψ selon le temps entropique τ est déterminée par la phase globale Φ et la pompe entropique Λ, qui multiplie le hamiltonien géométrique H_geom.
Scientifiques
Ludwig BoltzmannRudolf ClausiusJacob BekensteinWilhelm WienCharles BennettJohn von Neumann
Notions
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