espace-temps, durée propre et simultanéité (nouvelle version)

Wildon Carr: " the principle of relativity definitely decides for us that our universe is monadic, and that our science does not derive its validity from a reality independent of the monade, but from a power inherent in the monade to co-ordinate ever-varying points of view." 1921

Einstein, on le sait peut-être, a révolutionné la cosmologie en pensant l'univers, et son unité, comme relation possible, physique, entre les événements. En un mot il est parti de la causalité et bien sûr de la propagation de la lumière. Quels événements appartiennent au passé d'un événement-repère, par exemple ma conscience en ce moment, ou plutôt ma perception, et quels événements appartiennent à mon avenir? Lesquels enfin ne sont ni part de mon passé, ni part de mon avenir, et peuvent par conséquent être considérés comme simultanés à ma perception actuelle, ou à un quelconque événement donné (ponctuel) - en effet, malgré Wildon Carr, il ne s'agit pas ici de psychologisme bergsonien...

Ainsi si l'événement a n'a pas d'effectivité possible sur b, et réciproquement, ils sont simultanés en un sens neuf du terme - il est possible qu'un mobile physique se déplace de telle façon qu'un observateur solidaire de ce mobile conclue à la simultanéité de ces deux événements. L'intervalle entre ces deux événements a donc un caractère clairement spatial, et ce n'est pas relatif à cet observateur, c'est absolu.

Le temps, ou plutôt l'espace-temps, ne se définit donc pas que par la succession, et ce qui est successif pour A ne le sera peut-être pas pour B, ou même l'ordre des temps s'inversera!

D'où l'exemple fameux du train qui se déplace à une vitesse proche de celle de la lumière. Soit un observateur A dans le train, et un observateur B sur le quai, deux autres voyageurs O et O'  lancent un signal lumineux, les deux observateurs devront nécessairement reconstruire tout autrement l'ordre des événements, et bien sûr la mesure du temps d'un même processus (la vitesse d'un même processus variera pour A et pour B, à l'exception notable de la vitesse de la lumière, constante cosmologique).

O se place à l’avant du train, A au milieu et O' à l’arrière du train. B se tient au bord de la voie ferrée. A l’instant même où A passe devant B, ces deux personnes reçoivent deux signaux lumineux respectivement émis par O et par O'. Qui a allumé sa lampe le premier ? A et B ne répondront pas de la même façon à cette question.

Mais supposons une monade sans porte ni fenêtre. Pour elle, la durée est sa propre durée, et elle est vécue comme indifférente aux événements extérieurs, qu'elle ne connaît pas en tant que tels. Le temps de la physique s'oppose à cette durée, en ce sens qu'il est construction d'un unique espace-temps, il ne faut pas l'oublier, cet espace-temps unique est en somme l'univers objectif, qui se diffracte certes en une multitude d'espaces et de temporalités relatifs à chaque événement donné (car les longueurs, ici celle du train, sont également relatives à l'observateur).

Or la durée propre est irréversible quand au point de vue géométrique pur (Poincaré et Minkowski) distinct de la causalité  empirique, rien ne prouve a priori que le temps est irréversible. En effet, pourquoi tel processus ne pourrait-il pas être perçu comme renversé, allant du point de vue de a de l'avenir de b vers le passé de b? Affaire de calcul, rien de plus. En tout cas, dans l'exemple du train, l'ordre des événements, sinon un seul et même processus, se voit inversé. Certes, la causalité permet de definir un futur absolu d'un événement donné. Cependant chaque moment d'un flux lumineux est à un intervalle nul de tout autre moment de ce même rayon. Il pourrait donc être considéré comme s'écoulant dans les deux directions à la fois...

Affaire de métaphysique autant que de physique: posons-nous les réalités individuelles comme le réel en dernière instance du temps, le contenu qui rend compte et explique le temps, l'espace, et l'espace temps? Dans ce cas, leprocessus inversé ne peut être qu'illusion, et la thermo-dynamique est en somme plus vraie que la construction einsteinienne. Ou bien posons nous comme réalité dernière la forme, la mathématicité du temps physique, c'est-à-dire l'espace-temps? L'espace-temps est une notion purement géométrique et il relativise pour ainsi dire le temps lui-même (qui n'a plus de lui-même)! Et aussi l'espace! Relativise-t-il pour autant la réalité individuelle? C'est ce que ne croit pas le logicisme, héritier lointain du nominalisme médiéval.

Sinon, pour un platonicien, rien ne s'oppose à l'interprétation de tel phénomène quantique comme le double de tel autre, mais renversé à la manière d'un fleuve qui remonterait vers la source. C'est une simple question de rapport entre deux processus, et entre deux points de vue (deux référentiels). Et certes ce rapport constitutif de l'espace-temps, je veux dire distinct de la "perspective" de chaque particule sur l'autre, est la réalité, en tout cas un aspect de l'univers, cette fois "en soi". 

Le leibnizien que je suis est tenté de ne voir dans le temps et surtout l'espace-temps, c'est-à-dire dans l'univers einsteinien, que la synthèse, la mise en ordre, certes objective et non simplement universelle (c'est-à-dire qu'elle n'est pas seulement subjectivement nécessaire comme chez Kant) de la diversité, de la multiplicité. La durée propre, c'est la monade, en tant qu'elle s'étend dans le temps, dure. L'espace-temps, c'est la compossibilité d'un divers, et parfois l'incompatibilité de ce divers, qui ne peut alors perdurer, on le verra deux lignes plus bas!

Au coeur de cette durée, il n'y a pas la psychologie comme chez Leibniz puis Bergson, mais plutôt le calcul de probabilité, plus exactement la mystérieuse superposition quantique de plusieurs possibilités, états qui semblent coexister jusqu'au moment où ils deviennent incompatibles.

Mais il est fort possible, et même certain, à lire Gell-Mann, que l'existence d'autres particules joue un rôle dans le devenir d'une particule donnée, de la décohérence des états devenus incompatibles. Nous sommes donc, entre la temporalité propre (la physique quantique, qui tend aussi à nier le temps au niveau microscopique, en dehors du moins des interactions) et l'espace-temps (la cosmologie einsteinienne) pris dans un cercle, pas forcément vicieux.