Une nouvelle théorie propose que le temps ait trois dimensions... Et nous pourrons bientôt la tester !

 Depuis plus d’un siècle, la physique moderne repose sur une idée simple : l’univers est constitué de quatre dimensions. Trois pour l’espace (hauteur, largeur, profondeur), une pour le temps. Cette vision de l’espace-temps, formulée par Einstein, a révolutionné notre compréhension du cosmos. Mais cette belle construction pourrait être… incomplète.

Un chercheur de l’Université d’Alaska Fairbanks, Gunther Kletetschka, propose une théorie radicale : et si le temps possédait lui aussi trois dimensions, au même titre que l’espace ? Une hypothèse qui semble sortie d’un roman de science-fiction, mais qui s’appuie sur des fondements mathématiques solides – et surtout, qui pourrait être testée expérimentalement.

Aujourd’hui, nous percevons le temps comme un fil tendu entre hier et demain. Un axe linéaire, sur lequel nos vies avancent inexorablement. Mais pour Kletetschka, cette représentation est trop limitée. Il suggère que le temps forme une structure tridimensionnelle, tout comme l’espace.

Dans cette nouvelle vision, l’espace serait une manifestation de cette matrice temporelle, un peu comme une peinture sur une toile invisible. « L’espace existe bien avec ses trois dimensions », précise le chercheur, " mais il n’est que la projection d’une réalité temporelle plus vaste. »

Concrètement, comment fonctionne un temps à trois dimensions ?

Imaginez que vous marchez sur un sentier : c’est le temps tel que nous le vivons – passé, présent, futur. Maintenant, imaginez un autre sentier perpendiculaire qui vous permettrait de rester au même moment… mais de changer d’univers, ou d’explorer d’autres versions possibles de cet instant.

C’est l’idée derrière la deuxième dimension temporelle. Et la troisième ? Elle permettrait d’expliquer comment l’on passe d’un "scénario" temporel à un autre. Résultat : au lieu d’un simple point sur une ligne, chaque moment de votre vie serait une sorte de volume temporel, avec plusieurs chemins possibles à explorer.

Cela bouleverse complètement notre rapport au temps. Et cela pourrait expliquer certains phénomènes mal compris en physique… voire même réconcilier des lois fondamentales qui, jusque-là, refusaient de coexister.

Le problème ? Ces deux théories sont incompatibles. Ce qui fonctionne dans l’une devient absurde dans l’autre. D’où la quête, presque mythique, d’une "théorie du tout" qui permettrait d’unifier les lois de l’univers.

C’est ici que la théorie de Kletetschka entre en jeu. En intégrant trois dimensions temporelles à la structure de l’univers, elle offrirait un nouveau cadre mathématique capable d’accueillir à la fois la relativité et la physique quantique.

Tout assemblage ou regroupement définit où les choses existent dans le temps de la même manière que les coordonnées spatiales définissent où les choses existent dans l'espace.

"Le cœur d’un requin sous la peau d’une lamproie" : un poisson sans dents ni mâchoires bouscule l’évolution

En reconstituant le cerveau, le cœur et les nageoires d’un poisson vieux de plus de 400 millions d’années, des chercheurs montrent que la lignée des vertébrés s’était déjà équipée pour la nage rapide bien avant d’avoir des mâchoires.

(Image : Reconstruction de Norselaspis glacialis, un poisson sans mâchoire âgé de 400 millions d'années. )

À première vue, Norselaspis glacialis ne paie pas de mine. Son crâne fossilisé, découvert il y a plusieurs années au Spitzberg sur l’archipel du Svalbard, est à peine plus grand qu’un ongle. Il semblait trop petit pour livrer beaucoup d’informations mais grâce à une microtomographie synchrotron, réalisée à la source suisse SLS, les chercheurs ont obtenu un modèle 3D d’une précision exceptionnelle. Il révèle l’anatomie interne de ce poisson du Dévonien inférieur (410 à 407 millions d’années). 

Le cœur d’un requin sous la peau d’une lamproie

"C’est comme si on ouvrait une capsule temporelle", explique, dans un communiqué, Tetsuto Miyashita, du Musée canadien de la Nature, qui a dirigé l’étude. Et ce qu’il y a découvert chamboule un scénario bien établi. Jusque-là, les paléontologues pensaient que la nage rapide et la prédation n’étaient apparues qu’après l’évolution des mâchoires. Or, Norselaspis glacialis affiche déjà des traits associés aux vertébrés à mâchoires : une oreille interne développée avec un vestibule haut ainsi que des otoconies (les cristaux impliqués dans l'équilibre chez les humains) encore en place.

Son système sensoriel semble donc capable de détecter les vibrations, de percevoir l’orientation et les accélérations. Dans ses orbites, les empreintes de 7 muscles oculaires révèlent aussi un contrôle visuel fin, preuve qu’un tel agencement était déjà présent chez les premiers vertébrés. 

( Image numérique 3D du crâne de Norselaspis montrant le cerveau et l'oreille interne. )

A l'intérieur du corps, les restes du cœur révèlent une pompe de grande taille reliée à un réseau de vaisseaux conçu pour alimenter rapidement tout le corps. "On pourrait dire que Norselaspis avait le cœur d’un requin sous la peau d’une lamproie", résume Tetsuto Miyashita.

Un sprinteur des grands fonds

Ses nageoires pectorales sont fixées sur une solide ceinture osseuse et sont orientées vers l’avant et le bas. Elles sont adaptées aux mouvements rapides, accélération, freinage ou changements de direction brusques. Ces caractéristiques étaient jusqu’ici associées à des poissons apparus plus tard, dotés de mâchoires et de dents pour capturer leurs proies. Les mâchoires, concluent les chercheurs dans un publication dans la revue Nature, n’ont pas déclenché la révolution des vertébrés, elles sont venues en profiter après coup.

Pour les auteurs, cette évolution précoce pourrait être liée à un grand bouleversement écologique, la "Nekton Revolution", un terme qui désigne les organismes aquatiques capables de se déplacer activement, contrairement au plancton passif. A cette époque (il y a environ 410 à 400 millions d’années), les créatures marines se sont mises à conquérir l'ensemble des milieux marins possibles, au large comme en profondeur. Dans ce contexte, Norselaspis apparaît comme un sprinteur des fonds marins, capable d’échapper aux menaces et de se faufiler entre les courants. "Nous manquions d’images intermédiaires pour comprendre l’ordre d’apparition de ces innovations", précise Michael Coates, de l’Université de Chicago. "Cette découverte change notre manière de voir les débuts des vertébrés".



 

La technicité est auto-constituante comme le choix initial d’une direction qu’effectue le voyageur perdu dans la forêt. Avant le geste de marcher, il n’y a pas de norme et tous les pas, en toutes les directions, sont à la fois équiprobables et équivalents. Mais dès qu’un pas est accompli, il devient norme pour le pas suivant, car le pas suivant est cumulatif par rapport à lui, et tous les pas faits dans la même direction s’ajoutent et mènent vers la lisière de la forêt. 

 

En fin de compte, le temps est intrinsèque à notre expérience du monde, et il est nécessaire à l'évolution. Si nous voulons que la physique soit capable d'expliquer la vie – et nous-mêmes –, il se peut que nous devions pour la première fois dans l'histoire de la physique considérer le temps comme une propriété matérielle.

La machine est ce par quoi l’homme s’oppose à la mort de l’univers ; elle ralentit, comme la vie, la dégradation de l’énergie, et devient stabilisatrice du monde. 

 

Le geste fait chose suscite la chose à être geste, évoque le geste déposé dans les structures. [...] Non harmonie mais attente et volonté qui, riche de potentiels, a besoin de l'organisateur qu'elle a produit elle-même. Nous sommes des êtres naturels qui avons dette de technique pour payer la nature qui est en nous; le germe de nature qui est en nous doit se dilater en technique autour de nous.

Depuis Aristote jusqu'à Descartes et de Descartes aux théories contemporaines de la notion d'instinct, les théories biologiques de la notion d'instinct, il y a vraiment une espèce de relation de thèse, antithèse, et de synthèse, le cartésianisme constituant l'antithèse de la théorie de l'Antiquité selon laquelle la réalité humaine et la réalité animale sont en continuité. Descartes affirme qu'elles ne sont pas en continuité. Finalement, la thèse contemporaine réaffirme à nouveau qu'elles sont en continuité, pas du tout par le renversement seulement du cartésianisme, mais en disant que ce qui est vrai de l'animal est vrai aussi de l'homme. Alors que les Anciens cherchaient à dire : ce qui est vrai de l'homme est vrai en quelque mesure de l'animal, surtout dans la mesure où il est un animal supérieur (c'est la théorie de la dégradation de Platon) ; après, le cartésianisme dit : ce qui est vrai de l'homme n'est vrai en aucune mesure de l'animal, l'animal fait partie de la res extensa, l'homme fait partie de la res cogitans, est défini par la res cogitans ; enfin, les thèses contemporaines consistent à dire : ce que nous découvrons au niveau de la vie instinctive, de la maturation, du développement comportemental dans la réalité animale, cela permet de penser aussi en une certaine mesure la réalité humaine, jusqu'à la vie sociale, qui existe en partie dans les groupements animaux et qui permet de penser certains types de relations, par exemple la relation d'ascendance-supériorité, dans l'espèce humaine. Il y a eu là un mouvement dialectique que nous essaierons de retracer.

Une nouvelle famille de facteurs d'hibernation des ribosomes bactériens

La vie cellulaire est soumise à de nombreux stress environnementaux qui nécessitent l'adaptation rapide des mécanismes moléculaires fondamentaux pour préserver la survie. Parmi ces mécanismes, la mise en hibernation des ribosomes, ces complexes essentiels à la synthèse des protéines, constituent une réponse cruciale permettant de conserver l'énergie et de protéger le matériel traductionnel en période d'austérité.

La présente étude  révèle une avancée majeure dans la compréhension de ce processus, grâce à l'identification d'une nouvelle famille de facteurs d'hibernation ribosomale chez les bactéries, incarnées par la protéine Balon, découverte dans la bactérie psychrophile Psychrobacter urativorans . Cette découverte bouleverse le paradigme établi sur l'hibernation des ribosomes, jusque-là principalement modelée à partir d'organismes modèles tels que Escherichia coli , qui ne possèdent pas cette protéine.

Découverte et caractérisation de Balon

Par une approche combinée alliant cryo-microscopie électronique de haute résolution, expériences génétiques et analyses biochimiques, les auteurs montrent que Balon se trouve au site A du ribosome, un lieu stratégique d'entrée des molécules lors de la traduction. Contrairement aux facteurs d'hibernation connus, Balon se distingue par son aptitude à fixer aussi bien les ribosomes vacants qu'actifs, c'est-à-dire ceux toujours engagés dans la lecture d'un ARNm et la synthèse protéique, associé au facteur de traduction EF-Tu.

Cette liaison induit une inactivation rapide et efficace des ribosomes, permettant une réaction quasi instantanée aux variations environnementales, notamment au froid ou lors de la phase stationnaire, où la croissance cellulaire ralentit considérablement. Ainsi, Balon introduit un nouveau paradigme : l'hibernation ribosomale peut débuter sans attendre l'arrêt complet de la traduction.

Distribution et rôle physiologique

Une exploration extensive du génome bactérien dévoile que près de 20% des espèces bactériennes, couvrant une grande diversité taxonomique, codent pour des homologues de Balon, y comprenant des pathogènes comme Mycobacterium tuberculosis . Loin d'être un facteur obscur réservé aux extrêmophiles, Balon apparaît comme une composante ubiquitaire et structurée du répertoire bactérien de réponse au stress.

Fonctionnellement, la protéine exerce des effets contrastés : elle freine légèrement la croissance cellulaire dans des conditions optimales, mais confère un avantage indéniable lors de la sortie de dormance, consolidant la reprise après un stress prolongé. Par ailleurs, Balon inhibe puissamment la synthèse protéique in vitro, ce qui souligne son rôle de régulateur essentiel de la machinerie traductionnelle.

Structure et mécanisme d'action

À l'échelle structurale, Balon présente une architecture singulière, apparentée aux facteurs de traduction archéo-eucaryotes du type aeRF1, tels que le facteur de terminaison aeRF1 et le facteur de secours Pelota. Cependant, Balon porte des modifications fonctionnelles majeures qui lui confèrent sa spécificité et ses propriétés uniques, dont l'absence de certains motifs typiques de reconnaissance d'ARNm.

Il interagit au site de décodage et au centre catalytique du ribosome tout en exploitant une boucle protéique particulière pour immobiliser la protéine ribosomale bL27, neutralisant ainsi la capacité du ribosome à catalyser la formation des liaisons peptidiques et prévenant la libération prématurée des peptides naissants.

La coopération avec EF-Tu, connue pour son rôle dans la livraison des aminoacyl-ARNt, est ici détournée dans un contexte de stress. Balon se lie préférentiellement à la forme GDP de EF-Tu, contrastant avec la manière dont les autres facteurs et ARNt interagissent avec EF-Tu sous sa forme liée au GTP, impliquant un mécanisme d'assemblage inédit et une fonction élargie pour EF-Tu lors de la réponse au stress.

Implications biologiques et perspectives

Cette étude invite à repenser profondément les modèles actuels de l'hibernation ribosomale, exposant une complexité inattendue et une diversité jusque-là insoupçonnée des facteurs bactériens d'hibernation. L'existence de Balon éclaire notamment la capacité d'hiberner des ribosomes encore en cours d'élongation, un mécanisme particulièrement adapté aux bactéries à faible taux de croissance, chez lequel les cycles de traduction sont prolongés.

En outre, la découverte de ce lien entre Balon et EF-Tu ouvre des pistes inédites pour comprendre comment les cellules bactériennes perçoivent et intègrent les signaux énergétiques et métabolismes liés à la disponibilité en GTP et GDP, ainsi que d'autres nucléotides comme le ppGpp, dans la régulation de la traduction.

Enfin, compte tenu du rôle crucial d'EF-Tu comme cible d'antibiotiques et de la contribution de Balon à la survie bactérienne en conditions défavorables, cette nouvelle famille de facteurs d'hibernation pourrait constituer une cible intéressante pour le développement de nouvelles stratégies antimicrobiennes.

Cette synthèse met en lumière la portée révolutionnaire des travaux présentés, attestant d'une avancée dans la compréhension des mécanismes cellulaires conservateurs face au stress, et illustrant la richesse fonctionnelle encore largement inexplorée des bactéries. Cette découverte méthodologique et conceptuelle illustre également la nécessité d'étendre les études à des organismes non modèles pour saisir la diversité biologique réelle.



 

Il faut que la fonction de l’objet soit comprise et pensée ; autrement dit, il faut une éducation technique pour que la beauté des objet techniques puisse apparaître comme insertion des schèmes techniques dans une univers, aux point-clefs de cet univers.