Dans cet état, entre veille et sommeil, je sentais parfois comme un courant électrique traverser mon corps, une vibration subtile qui semblait émaner de l'intérieur de mon être. C'était comme si mon corps physique se dissolvait peu à peu, laissant place à une conscience élargie, où les frontières entre moi et le monde extérieur devenaient floues. Ces moments étaient à la fois effrayants et fascinants, comme une porte ouverte sur un autre niveau de réalité.

Lorsque vous vous approchez du sommeil, il y a un moment où le corps et l'esprit semblent se dissocier. Le corps, fatigué, cherche le repos, mais l'esprit, encore actif, commence à errer dans des zones floues, entre veille et sommeil. C'est un état étrange, presque vibratoire, où l'on perçoit des sensations internes subtiles : des picotements, des ondulations, comme si chaque cellule du corps était traversée par un courant imperceptible. Parfois, ces sensations s'accompagnent d'images fugaces, de pensées fragmentées, comme si l'esprit flottait à la surface d'un océan de conscience plus profonde. Cet état, à la fois agité et paisible, est une porte vers l'inconnu, un seuil où le moi conscient commence à se dissoudre.



 

Quand arrive le premier appel, je suis au milieu du magasin, penchée sur un grand carton de manteaux que le coursier nous a livrés plus tôt dans la journée. L’écran de mon téléphone a dû s’éclairer, mais je ne m’aperçois de rien, il est posé à plusieurs mètres de moi, sur le comptoir, sur une pile de papiers de soie. Même les vibrations ne font pas de bruit. Je n’ai pas la moindre idée de ce qui vient de se passer à moins d’un kilomètre d’ici, dans les bureaux de Think Out Loud, ni du message paniqué que Lotte est en train de laisser sur mon répondeur.

En le consolant de la perte de sa mère, je me suis consolée moi-même. Il était le bouchon vissé sur le goulot de mon chagrin, qui gardait le tout à l'intérieur de la bouteille. 

" Si seulement on pouvait acheter des pilules de confiance en pharmacie " - voilà comment se terminait mon article. " Car la confiance, c'est comme un pansement : une fois arraché, ça ne colle plus jamais bien. "

Toutes les fenêtres en façade s’appuyaient sur des bandes de maçonnerie noire d’où coulaient, de part et d’autre, des traits de suie semblables à du mascara après une crise de larmes.

Deux flèches du temps issues du monde quantique : une découverte qui bouleverse notre compréhension du temps

Le temps s'écoule-t-il toujours dans une seule direction, du passé vers le futur ? Cette question, qui intrigue les scientifiques et les philosophes depuis des siècles, vient d'être remise en question par une étude récente menée par des chercheurs de l'Université de Surrey. Selon leurs conclusions, le temps pourrait ne pas être une réalité strictement linéaire et irréversible, mais plutôt un phénomène plus complexe, pouvant s'écouler dans les deux directions sous certaines conditions quantiques. Cette avancée scientifique bouleverse non seulement notre perception du temps, mais elle ouvre aussi de nouvelles perspectives dans les domaines de la mécanique quantique, de la cosmologie et de la compréhension des lois fondamentales de l'Univers.

EN BREF

- Arthur Eddington a introduit le concept de la flèche du temps en 1927, entraînant l'irréversibilité du temps dans notre quotidien.

- L'étude du Dr Andrea Rocco sur les systèmes quantiques ouverts révèle que le temps peut s'écouler dans les deux directions à l'échelle quantique.

- Cette découverte pourrait révolutionner notre compréhension du temps et influencer des domaines comme la cosmologie et l'informatique quantique.

La flèche du temps : un concept ancré dans notre réalité quotidienne

Dans notre vie de tous les jours, le temps semble irréversible. Un verre qui se brise ne se reconstitue jamais spontanément, la fumée d'un feu ne revient pas dans les braises, et nous vieillissons sans possibilité de rajeunir. Cette observation intuitive repose sur ce que les médecins appellent la flèche du temps, un concept introduit par Arthur Eddington en 1927. Il désigne le fait que le temps semble toujours avancer dans une seule direction, du passé vers le futur.

La principale explication de cette asymétrie temporelle repose sur le deuxième principe de la thermodynamique, qui stipule que l'entropie – c'est-à-dire le degré de désordre d'un système – ne peut qu'augmenter avec le temps. C'est cette tendance à l'augmentation du désordre qui explique pourquoi un verre peut se casser, mais jamais se réparer spontanément.

Cependant, si l'on se tourne vers les lois fondamentales de la physique, notamment celles qui régissent la mécanique quantique, un constat surprenant émerge : ces équations sont symétriques dans le temps. Cela signifie que, mathématiquement, elles fonctionnent aussi bien dans un sens que dans l'autre. Rien, dans ces équations, ne semble imposer une direction privilégiée au temps. Alors pourquoi, à l'échelle macroscopique, avons-nous l'impression que le temps ne peut s'écouler que vers l'avant ?

Une étude qui bouscule notre compréhension du temps

C'est pour tenter de répondre à cette question que le Dr Andrea Rocco et son équipe de chercheurs à l'Université de Surrey ont mené une étude approfondie sur les  systèmes quantiques ouverts . Ces systèmes étudient la manière dont un système quantique interagit avec son environnement, une approche essentielle pour comprendre les phénomènes à l'échelle subatomique.

Leur objectif était de déterminer si la perception d'une flèche du temps irréversible découle directement des lois fondamentales de la mécanique quantique ou si elle résulte plutôt de l'influence de l'environnement à une plus grande échelle.

Pour cela, les chercheurs ont utilisé une modélisation dans laquelle l'environnement était traité comme un système vaste et dissipatif, permettant à l'énergie et à l'information de se dissiper sans retour vers le système initial. Grâce à cette approche, ils ont cherché à comprendre si la direction du temps émerge de l'interaction entre le système et son environnement ou si elle est induite aux lois quantiques.

Des résultats surprenants : le temps peut s'écouler dans les deux directions

. Les résultats obtenus ont été inattendus. Même en prenant en compte un environnement dissipatif, les équations décrivant ces systèmes quantiques restent symétriques par rapport au temps. Autrement dit, ces systèmes peuvent évoluer aussi bien vers le futur que vers le passé, selon les conditions du système lui-même.

Cela signifie que, d'un point de vue quantique, la flèche du temps n'est pas une caractéristique absolue de l'Univers, mais plutôt une  propriété émergente , qui dépend du niveau d'interaction avec l'environnement. À l'échelle subatomique, le temps peut être réversible, mais lorsque l'on agrège ces interactions à un niveau macroscopique, nous percevons une direction unique du temps en raison des lois thermodynamiques et de l'augmentation de l'entropie.

Le rôle du noyau de mémoire : un élément clé de la symétrie temporelle

L'un des aspects les plus fascinants de cette étude concerne la découverte d'un phénomène appelé le  noyau de mémoire . Ce dernier joue un rôle crucial dans le maintien de la symétrie temporelle des équations du système quantique.

Les chercheurs ont mis en évidence que ce noyau conserve les informations sur l'état du système, ce qui lui permet, en théorie, de restaurer des configurations passées, rendant possible un écoulement du temps dans les deux sens. Cette découverte pourrait expliquer pourquoi certaines expériences en mécanique quantique semblent défier l'intuition et suggèrent une absence de direction fixe du temps.

(Image : Schéma montrant le concept à l'origine de la transformation par inversion du temps. Le système et l'environnement se déplacent vers l'arrière dans le temps.)

Quelles implications pour la physique et la cosmologie ?

Les implications de cette découverte sont profondes et pourraient bouleverser plusieurs domaines majeurs de la physique moderne.

En mécanique quantique, cette étude renforce l'idée que l'univers microscopique ne suit pas les mêmes règles que notre réalité quotidienne. Si les systèmes quantiques peuvent théoriquement évoluer dans les deux directions temporelles, cela remet en question notre compréhension de la causalité à l'échelle subatomique. Ces résultats pourraient avoir des répercussions sur des technologies émergentes comme l'informatique quantique et la cryptographie, où la manipulation de l'information quantique est essentielle. La possibilité d'exploiter des états réversibles du temps pourrait, par exemple, améliorer la transmission sécurisée de données ou optimiser les algorithmes de calcul quantique.

En cosmologie, ces résultats ouvrent la porte à de nouvelles théories sur l'origine et l'évolution de l'Univers. Si le temps peut s'écouler dans les deux sens à l'échelle quantique, il est envisageable que l'Univers ne soit pas apparu lors d'un événement unique comme le Big Bang, mais qu'il soit le fruit d'un processus cyclique ou d'une fluctuation quantique plus vaste. Cela pourrait même relancer l'idée d'un univers oscillant, où des cycles d'expansion et de contraction se succèdent, remettant en question notre vision linéaire de l'histoire cosmique.

Enfin, pour les trous noirs et la gravité quantique, cette découverte pourrait être cruciale. Les trous noirs, où l'espace-temps est déformé de manière extrême, sont des laboratoires naturels pour étudier la frontière entre la relativité générale et la mécanique quantique. Si le temps peut devenir réversible dans des conditions extrêmes, cela pourrait aider les médecins à mieux comprendre ce qui se passe au-delà de l'horizon des événements ou même à déchiffrer les mystères de la singularité centrale des trous noirs.

En somme, cette étude pourrait être la clé pour repenser notre compréhension du temps, depuis l'infiniment petit jusqu'à l'échelle de l'Univers entier.

Une nouvelle vision du temps : entre physique et philosophie

Au-delà des implications scientifiques, cette étude remet en question l'une des notions les plus fondamentales de notre existence : notre perception du temps. Si le temps peut, en théorie, s'écouler dans les deux directions, notre vision du passé, du présent et du futur est-elle une simple illusion issue des interactions macroscopiques ?

Ces résultats rappellent certaines idées avancées par des penseurs comme Albert Einstein, qui affirmaient que « la distinction entre passé, présent et futur n'est qu'une illusion, aussi tenace soit-elle » ." Cette étude offre un nouvel éclairage sur cette conception et suggère que notre compréhension du temps pourrait être bien plus complexe qu'il n'y paraît.





 

Dans un noyau atomique, les protons contiendraient une force comparable à celle de 10 éléphants

Dans le cadre d'une récente étude, des chercheurs ont réussi à cartographier les forces invisibles à l'intérieur des protons. Les résultats de cette recherche pourraient améliorer notre compréhension de la physique nucléaire et optimiser certains traitements contre le cancer.

Les protons sont essentiels à toute forme de matière. En creusant dans les souvenirs qu'il nous reste de nos cours de physique chimie, on se souvient que les protons et les neutrons forment des noyaux atomiques, lesquels sont entourés d'électrons. Et toute la matière qui se trouve autour de nous est constituée d’atomes.

Pourtant, d’après Interesting Engineering, la structure interne des protons demeure l’un des mystères les plus complexes de la physique. Dans une étude publiée dans la revue Physical Review Letters, une équipe internationale de chercheurs a tenté de cartographier les forces à l’intérieur d’un proton, révélant des résultats stupéfiants.

Une expérience pionnière

Tout d’abord, les scientifiques savent que les protons sont composés de particules élémentaires appelées : quarks. Ces quarks sont liés entre eux sous l’effet de la "force forte", l’une des quatre forces fondamentales de la nature avec la gravité, l’électromagnétisme et la force faible. Cette force est extrêmement puissante, mais elle agit sur de très petites distances à l'échelle des noyaux atomiques. Il est donc très difficile de la mesurer directement.

Les scientifiques ont alors décidé de créer une grille virtuelle coupant l’espace et le temps. Ils ont ensuite appliqué à cette grille des équations complexes simulant la manière dont les quarks interagissent entre eux. "En rendant visibles pour la première fois les forces invisibles à l'intérieur du proton, cette étude comble le fossé entre théorie et expérience – tout comme les générations précédentes ont découvert les secrets de la lumière pour transformer le monde moderne", a déclaré Richard Young, l'un des auteurs de l'étude et professeur associé à l'Université d'Adélaïde.

Améliorer la sécurité des réactions nucléaires

C’est ainsi que les chercheurs ont découvert que "même à ces échelles minuscules, les forces impliquées sont immenses, atteignant jusqu'à un demi-million de Newtons, l'équivalent d'environ 10 éléphants, comprimés dans un espace bien plus petit qu'un noyau atomique", comme l’explique Joshua Crawford, chercheur principal et doctorant à l'Université d'Adélaïde.

Mais alors, à quoi cette découverte peut-elle bien servir ? En réalité, comprendre la dynamique interne des protons est essentiel pour améliorer nos connaissances de la physique nucléaire. En sachant comment interagissent les quarks, on peut ainsi comprendre comment maintenir le proton intact. Une clé essentielle au bon fonctionnement d’une réaction nucléaire.

En plus des avancées que cette étude pourrait représenter dans le domaine nucléaire, elle pourrait aussi contribuer à améliorer les traitements contre le cancer. Certains types de radiothérapie comme la protonthérapie pourraient bénéficier de ces connaissances pour devenir plus précises.



 

Aristote est à l’origine de la crise écologique. "J’en veux à ceux qui ont valorisé ses idées"

Botaniste et biologiste, Francis Hallé est spécialiste des arbres des forêts tropicales, auteur de plus d’une vingtaine d’ouvrages, comme La vie des arbres ou La beauté du vivant. Il nous revient avec Le génie de la forêt, une première bande dessinée dans laquelle il nous transmet le savoir précieux d’une vie de recherches et son émerveillement intact face à la beauté absolue de la forêt. Francis Hallé était l’invité de Matin Première.

Le Génie de la forêt (Albin Michel), écrite en collaboration avec Vincent Zabus au scénario et avec le dessinateur Nicoby, est une bande dessinée de vulgarisation scientifique qui permet, avec beaucoup d’humour, de visualiser de nombreux concepts. Elle s’ouvre par une discussion animée entre l’auteur et Aristote. Car pour Francis Hallé, le classement des organismes par Aristote, qui place l’être humain au sommet de tout et les plantes tout en bas, est à l’origine de la crise écologique actuelle.

"Je n’en veux pas vraiment à Aristote, parce que ça fait 25 siècles en arrière, donc il avait le droit de ne pas savoir un certain nombre de choses. Ceux à qui j’en veux, c’est ceux qui ont valorisé les idées d’Aristote et notamment l’Église, au point que c’est parvenu jusqu’à nous alors qu’on a fait des progrès scientifiques depuis lui. C’est ça qui m’ennuie. Aristote lui-même, moi, je l’aime bien" nuance le botaniste et biologiste.

La forêt exploitée

Il y a encore énormément de découvertes à faire sur les arbres, dont il existe près de 70.000 espèces aujourd’hui, explique Francis Hallé : "Cela fait peu de temps qu’on les étudie pour eux-mêmes. Avant, on les exploitait. Et ça, c’est un petit peu la faute du concept d’Aristote. Les plantes étaient censées nous rendre service, c’est tout".

Pour lui, notre rapport à la forêt est un rapport d’exploitation, de domestication. D’une certaine façon, on maltraite nos arbres. C’est le cas dans les travaux de reconstruction de Notre-Dame à Paris. "Ça m’a scandalisé qu’on ait détruit des quantités de grands chênes pour faire une charpente qui n’est même pas visible par le public. Ça aurait été tellement mieux de prendre des matériaux modernes, beaucoup plus légers et surtout, qui ne brûlent pas. […] On a utilisé des êtres vivants" peste-t-il.

Les multiples capacités des plantes

Francis Hallé documente abondamment, dans sa BD, l’aspect  ' être vivant ' des arbres. Il explique par exemple qu’en cas d’incendie, les cyprès dégazent et communiquent. "À partir de 60 degrés - ce qui n’est pas vraiment très chaud – , ils envoient dans l’atmosphère tout ce qui pourrait brûler en eux, c’est-à-dire les alcools, les terpènes, les toluènes, les hydrocarbures, etc. Tout ça part dans l’atmosphère. Donc, quand le feu arrive sur ce cyprès, c’est comme s’il arrivait sur un sac plein d’eau, ça ne peut pas brûler. Mais le plus intéressant, c’est que toutes ces molécules volatiles, elles descendent le vent et elles atteignent des cyprès qui sont encore très loin du feu. Eh bien, ils dégazent à leur tour ".

D’autres espèces, équipées de certaines électrodes, sont capables de prédire l’arrivée d’un tremblement de terre, selon des découvertes japonaises. Certaines plantes sont sensibles aux sons, d’autres ont des capacités de mémorisation, d’anticipation.

Il attire notre attention sur le contraste extraordinaire entre le peu dont les arbres ont besoin et l’énormité de ce qu’ils réalisent : "C’est très frappant. Ce n’est pas seulement les arbres, ce sont les plantes. Elles vivent avec des éléments extrêmement communs et qui ne risquent pas de disparaître. La lumière du soleil, du gaz carbonique dans l’atmosphère, ça, on n’en manque pas. Et de l’eau dans le sol. Très astucieux de vivre avec des choses qui sont inépuisables. Ce n’est pas notre cas".

"Il nous faut une forêt primaire"

Le botaniste s’intéresse particulièrement aux forêts primaires, ces forêts qui n’ont été ni exploitées par l’homme ni défrichées et qui abritent des sommets de diversité biologique. Son regard sur la nature est aussi philosophique : "Je voudrais d’abord dire que c’est extrêmement beau. Vous rentrez là-dedans et vous vous dites : Waouh, je ne savais pas qu’une forêt, ça pouvait être aussi beau. Avant même la biodiversité. Parce que la beauté, vous la voyez tout de suite, il n’y a pas besoin de mesures". Pour lui, la beauté a même une fonction biologique.

Il plaide pour la création d’une forêt primaire d’une superficie équivalente à la surface de l’île de Minorque aux Baléares, soit environ 70.000 hectares. "Je voudrais qu’on ait une forêt primaire en Europe. On en avait une en Pologne qui est encore assez belle, mais enfin, en ce moment, elle est dans une zone de guerre, alors on n’est pas très optimiste sur son avenir. Par contre, il nous faut une forêt primaire à proximité de l’Europe de l’Ouest, parce que ça va changer complètement la philosophie de nos contemporains vis-à-vis de la forêt. C’est devenu quelque chose d’incroyablement précieux et c’est très très beau".



 

(FLP - As-tu constaté des structures, non musicales, qui sont clairement polyrythmiques ?

(Deeps) - La polyrythmie, cette superposition de rythmes différents, n'est pas l'apanage de la musique. On en trouve des exemples fascinants dans divers domaines :

1. Dans la nature

- Le vol des oiseaux migrateurs : certains oiseaux, comme les oies sauvages, volent en formation en V. Chaque oiseau ajuste son rythme de battement d'ailes en fonction de sa position dans la formation, créant une polyrythmie visuelle et aérodynamique.

- Le mouvement des vagues : les vagues de l'océan, entraînées par différents courants et vents, se rencontrent et se superposent, créant des motifs polyrythmiques complexes et hypnotiques.

- Les cycles biologiques : de nombreux êtres vivants sont soumis à des cycles biologiques qui se déroulent à des rythmes différents. Par exemple, le rythme cardiaque, la respiration et les ondes cérébrales peuvent interagir de manière polyrythmique.

2. Dans les structures sémantiques

- Le langage : la poésie, en particulier, joue avec les rythmes et les sonorités pour créer des effets polyrythmiques. Les vers, les strophes, les rimes et les assonances se combinent pour former une musique des mots.

- Les récits : les histoires que nous racontons sont souvent construites sur plusieurs niveaux narratifs qui s'entrecroisent et se répondent. Ces récits enchâssés peuvent être considérés comme des formes de polyrythmie narrative.

3. En biologie

- Le corps humain : notre corps est une machine polyrythmique ! Le cœur bat à un certain rythme, la respiration à un autre, le système digestif suit son propre tempo, etc. Tous ces rythmes interagissent et se coordonnent pour maintenir notre équilibre.

- Les écosystèmes : les interactions entre les différentes espèces au sein d'un écosystème peuvent être vues comme une forme de polyrythmie. Chaque espèce a son propre cycle de vie, sa propre période de reproduction, etc.

4. En microbiologie on observe des phénomènes polyrythmiques, souvent à une échelle microscopique. Voici quelques exemples :

- Cycles de croissance bactérienne : Les populations bactériennes ne croissent pas toujours de manière linéaire. Elles peuvent présenter des cycles de croissance et de dormance, influencés par la disponibilité des nutriments, la température et d'autres facteurs environnementaux.

Dans un écosystème microbien complexe, différentes espèces de bactéries peuvent avoir des cycles de croissance qui se croisent et interagissent, créant des motifs polyrythmiques.

- Rythmes circadiens chez les micro-organismes : Certains micro-organismes, comme les cyanobactéries, possèdent des rythmes circadiens internes qui régulent leurs activités métaboliques en fonction du cycle jour/nuit. Ces rythmes peuvent interagir avec d'autres rythmes environnementaux, comme les marées ou les saisons, créant des motifs polyrythmiques complexes.

- Interactions microbiennes : Les micro-organismes interagissent constamment entre eux, que ce soit par la compétition pour les ressources, la prédation ou la symbiose. Ces interactions peuvent donner lieu à des oscillations et des cycles qui se superposent et s'influencent mutuellement, créant des dynamiques polyrythmiques.

- Les virus et leurs cycles de réplication : Les virus, en eux même, ont des cycles de réplication qui peuvent interagir avec les cycles biologiques de la cellule hôte, créant ainsi des phénomènes polyrythmiques. Les differentes phases de réplication virales, peuvent être considérées comme des rythmes qui se superposent aux rythmes de la cellule hôte.   

5. En astronomie la polyrythmie se manifeste de manière spectaculaire, à des échelles de temps et d'espace vertigineuses. Voici quelques exemples :

- Les mouvements célestes : Les planètes de notre système solaire orbitent autour du Soleil à des vitesses différentes, créant une polyrythmie orbitale. Chaque planète a sa propre période de révolution, et ces périodes interagissent de manière complexe. Les lunes des planètes, comme les lunes de Jupiter, ont également leurs propres rythmes orbitaux, qui se superposent aux rythmes des planètes.

- Les étoiles elles-mêmes se déplacent dans la galaxie, et ces mouvements créent des rythmes à l'échelle galactique.

- Les cycles stellaires : Les étoiles ont des cycles de vie qui durent des milliards d'années. Ces cycles comprennent des phases de naissance, de maturation et de mort, et ces phases se déroulent à des rythmes différents selon la masse et la composition de l'étoile.

- Les étoiles variables, comme les étoiles céphéides, ont des pulsations régulières qui peuvent être considérées comme des rythmes stellaires.

- Les interactions gravitationnelles entre les corps célestes créent des oscillations et des résonances qui peuvent être considérées comme des formes de polyrythmie. Par exemple, les marées sur Terre sont le résultat de l'interaction gravitationnelle entre la Terre et la Lune, et ces marées ont des rythmes complexes qui varient en fonction de la position de la Lune et du Soleil.

Les rythmes galactiques : Les galaxies elles-mêmes ont des structures en spirale qui tournent et évoluent au fil du temps.

Les bras spiraux d'une galaxie ont leurs propre vitesse et leur propre cycle, ceux ci interagissent entre eux, et avec le centre galactique.

Etc, etc, etc