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| Du lait versé dans du café se mélange irréversiblement au niveau macroscopique. Pourtant, au niveau des particules, toutes les réactions sont théoriquement réversibles. © L'Internaute |
A priori, le temps est irréversible. Une fois passé,
pas de retour en arrière possible. Pourtant, la
plupart des équations physiques, sont symétriques
par rapport à une translation dans le temps, à une
inversion temps.
C'est même le cas de toutes les équations qui
décrivent les phénomènes à une échelle microscopique.
Ainsi, si on passe l'enregistrement d'une interaction
physique se produisant à échelle microscopique,
il est impossible de dire si l'enregistrement est
passé à l'endroit ou à l'envers.
Conflit d'échelles
A l'échelle macroscopique, c'est autre chose :
du lait mélangé à du café ne redonnera jamais
du lait et du café. Un autre exemple peut-être moins
trivial mais quotidien est la transmission d'énergie
thermique : c'est toujours le corps le plus chaud
qui va donner sa chaleur au corps froid, jamais
l'inverse.
La deuxième loi de la thermodynamique, dont l'objet
est l'évolution de l'entropie au cours des échanges
de chaleur, postule que l'entropie d'un système
isolé ne peut qu'augmenter, et donne donc une
loi physique non symétrique par rapport au temps.
| "L'irréversibilité surgit comme une propriété émergente caractéristique des systèmes complexes" |
C'est Ludwig Boltzmann qui trouve une explication : il a recours aux lois statistiques. D'après lui, l'agrégation statistique des lois réversibles de la dynamique des particules conduit à une équation macroscopique irréversible. L'irréversibilité surgit au bout des calculs, comme une propriété émergente caractéristique des systèmes complexes.
En résumé : au niveau des particules, les équations sont réversibles, mais pas au niveau des systèmes complexes.
Une notion semble liée à l'irréversibilité : celle de la flèche du temps. Mais
attention à ne pas confondre irréversibilité et
flèche du temps : une loi physique peut être réversible
sur le papier, les évènements qui en sont l'illustration,
qu'ils se produisent à l'endroit ou à l'envers par
rapport au temps intuitif, n'en sont pas moins inscrits
dans le cours du temps, dans sa progression.
