Paradoxe temporel -Temporal paradox

Cet article porte sur les contradictions apparentes dans le concept de voyage dans le temps. Pour la controverse sur l'origine des oiseaux, voir paradoxe temporel (paléontologie) .

Un paradoxe temporel , un paradoxe temporel ou un paradoxe du voyage dans le temps est un paradoxe , une contradiction apparente ou une contradiction logique associée à l'idée du temps et du voyage dans le temps . La notion de voyage dans le temps vers le futur est conforme à la compréhension actuelle de la physique via la dilatation relativiste du temps, les paradoxes temporels découlent de circonstances impliquant un voyage dans le temps hypothétique vers le passé et sont souvent utilisés pour démontrer son impossibilité. En physique, les paradoxes temporels se divisent en deux grands groupes : les paradoxes de cohérence illustrés par le paradoxe du grand-père ; et les boucles causales . D'autres paradoxes associés au voyage dans le temps sont une variante du paradoxe de Fermi et des paradoxes du libre arbitre qui découlent de boucles causales telles que le paradoxe de Newcomb .

Boucle causale

Article principal: boucle causale
En haut : trajectoire originale de boule de billard. Milieu : la boule de billard émerge du futur et délivre de son passé une frappe qui empêche la boule passée d'entrer dans la machine à voyager dans le temps. En bas : la boule de billard n'entre jamais dans la machine à voyager dans le temps, ce qui donne lieu au paradoxe, remettant en question la façon dont son moi plus ancien pourrait jamais émerger de la machine à remonter le temps et détourner son cours.

Une boucle causale est un paradoxe du voyage dans le temps qui se produit lorsqu'un événement futur est la cause d'un événement passé, qui à son tour est la cause de l'événement futur. Les deux événements existent alors dans l'espace-temps , mais leur origine ne peut être déterminée. Une boucle causale peut impliquer un événement, une personne ou un objet, ou une information. Les termes paradoxe du boot-strap, paradoxe de la prédestination ou paradoxe ontologique sont parfois utilisés dans la fiction pour désigner une boucle causale.

Paradoxe du grand-père

Le paradoxe de la cohérence ou paradoxe du grand-père se produit lorsque le passé est modifié de quelque manière que ce soit, créant ainsi une contradiction. Un exemple courant donné est de voyager dans le passé et d'intervenir dans la conception de ses ancêtres (comme provoquer la mort du parent au préalable), affectant ainsi la conception de soi. Si le voyageur temporel n'était pas né, il ne lui serait pas possible d'entreprendre un tel acte en premier lieu. Par conséquent, l'ancêtre vit de la progéniture de l'ancêtre de la prochaine génération du voyageur temporel, et éventuellement du voyageur temporel. Il n'y a donc pas de résultat prévu à cela. Les paradoxes de cohérence se produisent chaque fois que changer le passé est possible.

Une solution possible est qu'un voyageur temporel peut faire tout ce qui s'est produit, mais ne peut rien faire qui ne se soit pas produit. Faire quelque chose qui ne s'est pas produit entraîne une contradiction. C'est ce qu'on appelle le principe d'auto-cohérence de Novikov .

Premiers exemples

Une forme du paradoxe est décrite dans une lettre imprimée dans le numéro de juillet 1927 de Amazing Stories , qui suggère qu'un voyageur temporel pourrait tirer et tuer son jeune moi. Un scénario similaire est présenté dans "Paradox" de Charles Cloukey ( Amazing Stories Quarterly , été 1929), dans lequel le protagoniste a la possibilité d'éviter les événements qui l'ont renvoyé dans le temps. Reliant cette situation difficile à d'autres personnages, le voyageur temporel offre un exemple hypothétique dans lequel il aurait pu voyager dans l'enfance de son grand-père pour le tuer. L'un des auditeurs remarque qu'il a déjà entendu « cet argument de grand-père ». Plus tard cette année-là, une note éditoriale dans Science Wonder Stories invitait les lecteurs à discuter du problème de voyager 200 ans en arrière pour tirer sur son arrière-arrière-arrière-grand-père.

Au début des années 1930, le sujet était fréquemment abordé dans les colonnes de lettres de divers magazines de science-fiction américains . Une lettre de 1931 Amazing Stories caractérise la question comme "l'argument séculaire d'empêcher votre naissance en tuant vos grands-parents". Les premières histoires de science-fiction traitant du paradoxe sont la nouvelle Ancestral Voices de Nathaniel Schachner , publiée en 1933, et la livre Future Times Three de René Barjavel , bien qu'un certain nombre d'autres ouvrages des années 1930 et 1940 aient abordé le sujet à des degrés divers de détail.

Variantes

Le paradoxe du grand-père englobe tout changement dans le passé et se présente sous de nombreuses variantes. Physicien John Garrison et al. donner une variante du paradoxe d'un circuit électronique qui envoie un signal à travers une machine à voyager dans le temps pour s'éteindre, et reçoit le signal avant de l'envoyer. Un paradoxe équivalent est connu en philosophie sous le nom de «paradoxe rétro-suicide» ou «auto-infanticide», remontant dans le temps et tuant une version plus jeune de soi (comme un bébé). Une autre variante du paradoxe du grand-père est le «paradoxe hitlérien» ou «paradoxe du meurtre d'Hitler», un trope assez fréquent dans la science-fiction, dans lequel le protagoniste voyage dans le temps pour assassiner Adolf Hitler avant qu'il ne puisse déclencher la Seconde Guerre mondiale et l' Holocauste . Plutôt que d'empêcher nécessairement physiquement le voyage dans le temps, l'action supprime toute raison du voyage, ainsi que toute connaissance que la raison a jamais existé. De plus, les conséquences de l'existence d'Hitler sont si monumentales et globales que pour toute personne née après la guerre, il est probable que sa naissance ait été influencée d'une certaine manière par ses effets, et donc l'aspect lignager du paradoxe s'appliquerait directement dans certains cas. chemin.

Certains préconisent une approche d'univers parallèle au paradoxe du grand-père. Lorsque le voyageur temporel tue son grand-père, le voyageur tue en fait une version de l'univers parallèle du grand-père, et l'univers original du voyageur temporel est inchangé; il a été avancé que puisque le voyageur arrive dans l'histoire d'un univers différent et non dans sa propre histoire, il ne s'agit pas d'un «véritable» voyage dans le temps. Dans d'autres variantes, les actions des voyageurs temporels n'ont aucun effet en dehors de leur propre expérience personnelle, comme le montre la nouvelle d' Alfred Bester , The Men Who Murdered Mohammed .

Paradoxe de Fermi

Article principal: Voyage dans le temps § Absence de voyageurs dans le temps du futur

Le paradoxe de Fermi peut être adapté au voyage dans le temps et formulé "si le voyage dans le temps était possible, où sont tous les visiteurs du futur?" Les réponses varient, allant de l'impossibilité de voyager dans le temps à la possibilité que les visiteurs du futur ne puissent atteindre aucun point arbitraire du passé, ou qu'ils se déguisent pour éviter d'être détectés.

Paradoxe de Newcomb

Article principal: paradoxe de Newcomb

Le paradoxe de Newcomb est une expérience de pensée montrant une apparente contradiction entre le principe d'utilité espérée et le principe de dominance stratégique . L'expérience de pensée est souvent étendue pour explorer la causalité et le libre arbitre en permettant des "prédicteurs parfaits": si des prédicteurs parfaits de l'avenir existent, par exemple si le voyage dans le temps existe en tant que mécanisme pour faire des prédictions parfaites, alors les prédictions parfaites semblent contredire le libre arbitre parce que les décisions apparemment prises avec le libre arbitre sont déjà connues du parfait prédicteur.

Analyse philosophique

Même sans savoir si le voyage dans le temps vers le passé est physiquement possible, il est possible de montrer en utilisant la logique modale que changer le passé entraîne une contradiction logique. S'il est nécessairement vrai que le passé s'est produit d'une certaine manière, alors il est faux et impossible que le passé se soit produit d'une autre manière. Un voyageur temporel ne serait pas capable de changer le passé tel qu'il est ; ils n'agiraient que d'une manière déjà cohérente avec ce qui s'est nécessairement passé.

La considération du paradoxe du grand-père a conduit certains à l'idée que le voyage dans le temps est par sa nature même paradoxal et donc logiquement impossible. Par exemple, le philosophe Bradley Dowden a avancé ce type d'argument dans le manuel Logical Reasoning , affirmant que la possibilité de créer une contradiction exclut entièrement le voyage dans le temps vers le passé. Cependant, certains philosophes et scientifiques pensent que le voyage dans le temps dans le passé ne doit pas être logiquement impossible à condition qu'il n'y ait aucune possibilité de changer le passé, comme le suggère, par exemple, le principe d'auto-cohérence de Novikov . Dowden a révisé son point de vue après en avoir été convaincu lors d'un échange avec le philosophe Norman Swartz .

Relativité générale

L'examen de la possibilité d'un voyage dans le temps en arrière dans un univers hypothétique décrit par une métrique de Gödel a conduit le célèbre logicien Kurt Gödel à affirmer que le temps pourrait lui-même être une sorte d'illusion. Il suggère quelque chose dans le sens de la vue du temps de bloc , dans laquelle le temps n'est qu'une autre dimension comme l'espace, tous les événements étant à tout moment fixés dans ce "bloc" à quatre dimensions.

Boucles causales

Article principal: boucle causale

Un voyage dans le temps en arrière qui ne crée pas de paradoxe de grand-père crée une boucle causale. Le principe d'auto-cohérence de Novikov exprime une vision de la façon dont le voyage dans le temps en arrière serait possible sans la génération de paradoxes. Selon cette hypothèse, la physique dans ou à proximité de courbes temporelles fermées (machines à voyager dans le temps) ne peut être cohérente qu'avec les lois universelles de la physique, et donc seuls des événements auto-cohérents peuvent se produire. Tout ce qu'un voyageur temporel fait dans le passé doit avoir fait partie de l'histoire depuis le début, et le voyageur temporel ne peut jamais rien faire pour empêcher le voyage dans le temps de se produire, car cela représenterait une incohérence. Novikov et al. a utilisé l'exemple donné par le physicien Joseph Polchinski pour le paradoxe du grand-père, celui d'une boule de billard se dirigeant vers une machine à voyager dans le temps. Le moi plus âgé de la balle émerge de la machine à voyager dans le temps et frappe son moi plus jeune afin que son moi plus jeune n'entre jamais dans la machine à voyager dans le temps. Novikov et al. ont montré comment ce système peut être résolu d'une manière auto-cohérente qui évite le paradoxe du grand-père, bien qu'il crée une boucle causale. Certains physiciens suggèrent que les boucles causales n'existent qu'à l'échelle quantique, d'une manière similaire à celle de la conjecture de protection de la chronologie proposée par Stephen Hawking , de sorte que les histoires à plus grande échelle ne sont pas bouclées. Une autre conjecture, l' hypothèse de la censure cosmique , suggère que chaque courbe temporelle fermée passe par un horizon d'événements , ce qui empêche l'observation de telles boucles causales.

Seth Lloyd et d'autres chercheurs du MIT ont proposé une version étendue du principe de Novikov selon laquelle la probabilité se plie pour empêcher les paradoxes de se produire. Les résultats deviendraient plus étranges à mesure que l'on s'approche d'un acte interdit, car l'univers doit favoriser les événements improbables pour empêcher les événements impossibles.

La physique quantique

Certains physiciens, tels que Daniel Greenberger et David Deutsch , ont proposé que la théorie quantique permette un voyage dans le temps où le passé doit être cohérent. Deutsch soutient que le calcul quantique avec un retard négatif - voyage dans le temps en arrière - ne produit que des solutions auto-cohérentes, et la région qui viole la chronologie impose des contraintes qui ne sont pas apparentes par le raisonnement classique. En 2014, des chercheurs ont publié une simulation validant le modèle de Deutsch avec des photons. Deutsch utilise la terminologie des "univers multiples" dans son article dans un effort pour exprimer les phénomènes quantiques, mais note que cette terminologie n'est pas satisfaisante. D'autres ont compris que cela signifiait que le voyage dans le temps «deutschien» implique que le voyageur temporel émerge dans un univers différent, ce qui évite le paradoxe du grand-père.

L'approche des univers multiples en interaction est une variante de l'interprétation à plusieurs mondes (MWI) d'Everett de la mécanique quantique. Il s'agit de voyageurs temporels arrivant dans un univers différent de celui dont ils sont issus ; il a été avancé que, puisque les voyageurs arrivent dans l'histoire d'un univers différent et non dans leur propre histoire, il ne s'agit pas d'un «véritable» voyage dans le temps. Stephen Hawking a fait valoir que même si le MWI est correct, nous devrions nous attendre à ce que chaque voyageur connaisse une seule histoire cohérente, de sorte que les voyageurs temporels restent dans leur propre monde plutôt que de voyager dans un autre. Allen Everett a fait valoir que l'approche de Deutsch "implique la modification des principes fondamentaux de la mécanique quantique; cela va certainement au-delà de la simple adoption du MWI", et que même si l'approche de Deutsch est correcte, cela impliquerait que tout objet macroscopique composé de plusieurs particules serait séparé lorsque voyageant dans le temps, avec différentes particules émergeant dans différents mondes.

Cependant, il a été montré dans un article de Tolksdorf et Verch que la condition d'auto-cohérence CTC de Deutsch peut être remplie avec une précision arbitraire dans tout système quantique décrit selon la théorie quantique relativiste des champs sur des espaces-temps où les CTC sont exclus, jetant des doutes sur la question de savoir si la condition de Deutsch est vraiment caractéristique des processus quantiques imitant les CTC au sens de la relativité générale . Dans un article ultérieur, les mêmes auteurs ont montré que la condition de point fixe CTC de Deutsch peut également être remplie dans tout système soumis aux lois de la mécanique statistique classique , même s'il n'est pas construit par des systèmes quantiques. Les auteurs concluent que, par conséquent, la condition de Deutsch n'est pas spécifique à la physique quantique, ni ne dépend de la nature quantique d'un système physique pour qu'elle puisse être remplie. En conséquence, Tolksdorf et Verch concluent en outre que la condition de Deutsch n'est pas suffisamment spécifique pour permettre des déclarations sur les scénarios de voyage dans le temps ou leur réalisation hypothétique par la physique quantique, et que la tentative de Deutsch d'expliquer la possibilité de son scénario de voyage dans le temps proposé en utilisant les nombreux- l'interprétation mondiale de la mécanique quantique est trompeuse.

Une proposition alternative a ensuite été présentée par Seth Lloyd basée sur la post-sélection et les intégrales de chemin. En particulier, l'intégrale de chemin porte sur des champs à valeur unique, ce qui conduit à des historiques auto-cohérents.

Voir également

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