Qu'est-ce que le "paradoxe du grand-père assassiné" et comment le résoudre

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Qu'est-ce que le "paradoxe du grand-père assassiné" et comment le résoudre
Qu'est-ce que le "paradoxe du grand-père assassiné" et comment le résoudre
Anonim

Le voyage dans le temps est l'un des concepts de science-fiction les plus intrigants. Mais elle soulève de nombreuses questions - tant pour les physiciens que pour les philosophes - et peut aussi conduire à divers paradoxes. Le «paradoxe du grand-père assassiné» en fait partie.

Le paradoxe du grand-père assassiné
Le paradoxe du grand-père assassiné

Le concept de voyage dans le temps est largement utilisé dans la littérature et le cinéma, quel que soit le genre. Souvent au centre de toutes ces histoires se trouvent les changements apportés par le voyageur aux événements du passé, qui conduisent à de véritables catastrophes dans le futur. Il convient de se souvenir au moins de l'histoire de Ray Bradbury "And Thunder Rocked".

Ce dilemme, également connu sous le nom de paradoxe du grand-père assassiné, représente la principale objection des physiciens et des philosophes au voyage dans le temps: la violation possible de la causalité. Et tandis que le voyage dans le temps est encore une spéculation, les résultats probables de la violation de la causalité et la façon dont la nature peut les empêcher sont vivement débattus parmi des scientifiques tels que Stephen Hawking et Kip Thorne.

Qu'est-ce que le "paradoxe du grand-père assassiné"

Le paradoxe du grand-père assassiné représente une situation hypothétique dans laquelle un voyageur temporel voyage dans le temps et fait quelque chose qui le fait ne jamais exister (généralement la mort accidentelle du grand-père du voyageur est considérée) ou un événement qui rend son voyage impossible … Le paradoxe est dû au fait que cette personne n'est jamais née. Et puisqu'il ne l'a jamais été, comment a-t-il pu remonter le temps et tuer grand-père ? Ainsi, l'idée même de voyage dans le temps conduit à une possible violation de la causalité - la règle selon laquelle une cause précède toujours un effet.

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Imaginons un scénario dans lequel un jeune inventeur talentueux - appelons-le Eugene - crée une machine à remonter le temps en 2018. Comme Eugène n'a jamais connu son grand-père, il décide de voyager dans le temps pour le rencontrer. Après des recherches minutieuses, il découvre exactement où était son grand-père - encore jeune et célibataire - à 15h43 le 22 novembre 1960. Il entre dans la machine à remonter le temps et commence son voyage.

Malheureusement, Zhenya prend tout au pied de la lettre, et quand il a découvert où serait son grand-père, il s'est rendu à cet endroit même. Il « atterrit » là où son grand-père devrait être en ce moment… avec un résultat très prévisible. Après avoir fait un rapide test ADN, il se rend compte qu'il s'agit bien du père de son père, remonte dans la voiture et attend sa disparition.

Que faire ensuite

Les physiciens et les philosophes ont proposé plusieurs solutions au paradoxe. Le principe d'auto-cohérence de Novikov, développé dans les années 1970 par le physicien russe Igor Dmitrievich Novikov (Evolution of the Universe, 1979), suggère d'utiliser des lignes géodésiques pour décrire la courbure du temps (à peu près comment la courbure de l'espace est décrite dans la théorie générale d'Einstein de la relativité). Ces courbes fermées, semblables au temps, ne briseront aucune relation causale qui se trouve sur la même courbe. Le principe suppose également que le voyage dans le temps ne sera possible que dans les zones où ces courbes fermées sont présentes - par exemple, en présence de trous de ver, comme décrit par Kip Thorne et ses collègues dans leur article de 1988 Wormholes, Time Machines, and the Weak Energy Condition. (Les trous de ver, les machines à remonter le temps et la condition d'énergie faible). Dans ce cas, les événements seraient cycliques et cohérents. Ceci, à son tour, implique que les voyageurs du temps ne seraient pas en mesure de changer le passé - que ce soit à travers une sorte de barrières physiques ou le manque de capacité à faire un tel choix. Ainsi, peu importe à quel point Evgueni a essayé, il n'aurait pas pu faire atterrir sa voiture à ce moment-là, même s'il était soudainement déterminé à tuer son grand-père.

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Cette idée a ensuite été développée par les étudiants de Caltech Fernando Esheverria et Gunnar Klinghammer en collaboration avec Kip Thorn. Dans leur article, ils présentaient une boule de billard lancée dans le passé à travers un trou de ver le long d'une trajectoire qui finirait par l'empêcher d'y entrer. Ils ont fait valoir que les propriétés physiques du trou de ver modifieraient la trajectoire de la balle de telle sorte qu'elle ne pourrait pas interférer avec elle-même, ou que la balle ne pourrait pas entrer dans le trou de ver en raison d'une interférence réelle de l'extérieur.

Ainsi, si vous suivez la théorie de Novikov, toute action entreprise par le voyageur temporel devient un fait accompli, et les observateurs de ces événements sont empêchés de voir l'horizon de Cauchy.

De retour en 2018, notre Evgeny découvre que la maison de sa famille a disparu, ainsi que d'autres traces de son existence. Après avoir lu la théorie de Novikov et les boules de billard des scientifiques de Caltech, il maudit l'univers pour son inaction. Et à ce moment, il se rend compte que l'Univers n'est peut-être pas intervenu, car cela nécessitait une action corrective. Il retourne à la machine à remonter le temps pour changer ses propres actions et sauver son avenir.

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La solution de Novikov peut sembler un peu tirée par les cheveux, car elle nécessite certainement de nombreux mécanismes encore inconnus de la physique. C'est pour cette raison que la communauté scientifique rejette cette solution au « paradoxe du grand-père assassiné ».

Pourrait-il y avoir une solution plus économique au paradoxe, construite sur des aspects déjà existants de la physique introduits par d'autres théories ? Il s'avère qu'une hypothèse comme l'interprétation des mondes multiples de la mécanique quantique peut le fournir. L'interprétation multi-mondes de la mécanique quantique est pressée d'aider !

L'interprétation des mondes multiples de la mécanique quantique a été proposée par Hugh Everett III dans les années 1950 comme solution au problème d'effondrement de la fonction d'onde observé dans la célèbre expérience de la double fente de Young.

Lorsqu'il traverse la fente, l'électron peut être décrit par une fonction d'onde avec une probabilité finie de passer soit par la fente 1 soit par la fente 2. Lorsqu'un électron apparaît à l'écran, il ressemble à une onde floue. Et dans d'autres cas, il se manifeste comme une particule. C'est ce qu'on appelle l'effondrement de la fonction d'onde. En d'autres termes, l'onde semble disparaître et une particule reste à sa place. Ceci, à son tour, est un facteur clé dans l'interprétation de Copenhague de la mécanique quantique. Mais les scientifiques n'ont pas compris pourquoi la fonction d'onde s'est effondrée.

Everett a posé une autre question: la fonction d'onde s'effondre-t-elle du tout ?

Il a présenté une situation dans laquelle la fonction d'onde continue de croître de façon exponentielle sans s'effondrer. En conséquence, l'univers entier acquiert l'un des deux états possibles: le « monde » dans lequel la particule est passée par la fente n° 1, et le « monde » dans lequel la particule est passée par la fente n° 2. Everett a soutenu que le même La "division" des états se produit dans tous les événements quantiques, dont les résultats multiples existent dans différents mondes dans un état de superposition. La fonction d'onde nous semble s'effondrer, puisque nous vivons dans l'un de ces mondes qui ne sont pas capables d'interagir les uns avec les autres.

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Ainsi, quand Eugène arrive en 1960, l'univers est divisé. Il n'est plus dans le monde d'où il vient (que ce soit le monde n°1). Au lieu de cela, il a créé et occupé un nouveau monde. Lorsqu'il voyage dans le futur, il suit la chronologie de ce monde. Il n'y a jamais existé et, en fait, n'a jamais tué son grand-père. Son grand-père continue d'exister en bonne santé dans le n°1 mondial.

Résumer

Bien entendu, aucune des solutions et hypothèses proposées ne fait du voyage dans le temps une réalité. La théorie de la relativité restreinte d'Einstein et les limitations de la vitesse d'un objet avec une masse posent de sérieux obstacles à cela. Cependant, ils apportent des solutions intéressantes au casse-tête. Ironiquement, la solution la plus plausible au "paradoxe du grand-père assassiné" vient d'une seule hypothèse physique, qui a donné lieu à des histoires encore plus fantastiques que de nombreuses autres idées et hypothèses exprimées par les scientifiques au cours du siècle dernier.

Curieusement, l'interprétation des mondes multiples peut également répondre à une autre énigme associée au voyage dans le temps. Si une telle technologie va jamais être autre chose que de la fiction, où sont tous les voyageurs du temps ? Pourquoi ne sont-ils toujours pas venus nous parler de leur découverte ?

La réponse probable est que nous vivons dans un monde primordial dans lequel les machines à remonter le temps sont destinées à être créées. Et les inventeurs et leurs compagnons de voyage se retrouvent tout simplement dans d'autres mondes, qu'ils génèrent eux-mêmes. Si cela est vrai, alors l'invention de la machine à remonter le temps conduira notre monde au fait que de nombreux physiciens et inventeurs en disparaîtront.

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