Vieillir moins vite ou plus vite ? Ce que nous dit la relativité sur le temps qui passe
Introduction
Dans le film Interstellar, Cooper passe quelques heures sur la planète Miller, très proche du trou noir Gargantua. Une heure sur cette planète correspond à sept années sur Terre. Cet effet spectaculaire n’est pas de la science-fiction : il repose sur la théorie de la relativité générale d’Einstein. Mais alors, où vieillit-on le plus vite ? Et où vieillit-on le moins vite ?
La dilatation du temps : deux causes, un seul effet
Le temps ne s’écoule pas à la même vitesse partout. Deux grands phénomènes influencent le rythme auquel nous vieillissons :
La gravité (relativité générale) : plus un objet est massif et proche de vous, plus le temps ralentit pour vous.
La vitesse (relativité restreinte) : plus vous vous déplacez rapidement, plus le temps ralentit pour vous aussi.
Ces deux effets ont été observés expérimentalement, notamment avec des horloges atomiques embarquées sur des satellites GPS. Sans correction relativiste, ces horloges décaleraient la position de plusieurs kilomètres par jour.
Les lieux où l’on vieillit le plus lentement
Près d’un trou noir : Le champ gravitationnel est extrêmement fort. Le temps ralentit à tel point qu’une heure peut correspondre à des années ailleurs. C’est le cas dans Interstellar.
Dans une fusée à très grande vitesse (proche de celle de la lumière) : C’est l’effet du paradoxe des jumeaux. Le voyageur qui se déplace très vite vieillit moins que celui qui reste sur Terre.
Au sol, sur Terre : même ici, une horloge au niveau de la mer avance très légèrement moins vite qu’une horloge sur une montagne, en raison de la gravité.
Les lieux où l’on vieillit le plus rapidement
Dans l’espace profond, loin de toute gravité : Le temps y passe plus rapidement qu’au sol sur Terre.
Sur une montagne : Vous vieillissez très légèrement plus vite que dans une vallée (effet gravitationnel plus faible).
Sans vitesse ni champ gravitationnel fort : Moins il y a de perturbations, plus le temps s'écoule "vite".
Conclusion
Dans l’univers, le temps n’est pas absolu. Il varie selon où vous êtes et à quelle vitesse vous vous déplacez. La relativité décrit un monde où l’on peut, en théorie, voyager dans le futur simplement en s’approchant d’un trou noir ou en voyageant à des vitesses extrêmes. En pratique, c’est encore de la science-fiction, mais sur le plan physique, c’est bien réel.
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