En cinq minutes : qu’est-ce qu’un paradoxe du voyage dans le temps ?
Un paradoxe du voyage dans le temps est une énigme qui surgit lorsque quelqu’un remonte dans le passé et semble briser la chaîne d’événements qui l’y a envoyé. L’idée est ancienne. H. G. Wells publie La Machine à explorer le temps en 1895, et depuis, les écrivains se tordent l’esprit sur la cause et l’effet. Cette page fait partie de notre thème Histoire de la science-fiction.
Trois énigmes comptent surtout. Le paradoxe du grand-père demande ce qui arrive si l’on empêche sa propre naissance. Le paradoxe de la boucle causale demande d’où vient une chose qui n’a pas de commencement. L’effet papillon demande jusqu’où un petit changement dans le passé peut se propager. Chacune met à l’épreuve une règle que nous tenons d’ordinaire pour acquise : la cause précède l’effet, et tout effet a une cause.
Le voyage vers le passé n’a jamais été démontré. Ces énigmes restent pourtant utiles, car elles obligent physiciens et conteurs à préciser ce qu’ils entendent exactement par « changer » l’histoire.
Le paradoxe du grand-père : s’effacer soi-même
Le paradoxe du grand-père est le plus célèbre. Imaginez que vous remontiez le temps et que vous empêchiez votre grand-père d’avoir des enfants. Votre parent ne naît pas, et vous non plus. Mais si vous n’êtes jamais né, vous n’avez pas pu remonter le temps pour l’en empêcher. L’histoire se mord la queue : vous ne pouvez le faire que si vous ne pouvez pas le faire.
Ce paradoxe porte sur la cohérence. Un passé modifié et un présent qui se souvient de l’ancien passé ne peuvent pas être vrais dans une même histoire. C’est pourquoi il est devenu le test de référence de toute idée de voyage dans le temps : si une théorie autorise le voyage, elle doit dire ce qui se passe à ce moment-là.
Il existe deux grandes familles de réponses. L’une affirme que le passé ne peut pas vraiment être modifié, car quelque chose s’y oppose toujours. L’autre soutient que changer le passé ouvre une nouvelle branche de l’histoire, tandis que votre monde d’origine reste tel qu’il était. Les deux sont développées plus bas.
Le paradoxe de la boucle causale : des choses sans commencement
Le paradoxe de la boucle causale ne contient aucune contradiction dans l’histoire, ce qui le rend plus étrange encore. Imaginez un compositeur qui rapporte une vieille partition dans le passé et la remet à lui-même, plus jeune. Le jeune la recopie, la publie, devient célèbre, vieillit, puis rapporte la même partition dans le passé. Qui a écrit cette musique ? La partition existe, et pourtant elle n’a jamais été composée.
Le nom vient de l’expression anglaise qui consiste à se soulever en tirant sur ses propres lacets (« bootstraps »), ce qui est impossible. Objets ou informations pris dans une boucle fermée semblent se hisser eux-mêmes à l’existence. Un proche parent est le paradoxe de prédestination, où le voyage dans le passé est lui-même la cause des événements qui rendent ce voyage possible. Rien n’est brisé, mais personne ne peut dire où la boucle commence.
L’effet papillon : petites causes, grands effets
L’effet papillon n’est pas à proprement parler un paradoxe. C’est une affirmation sur la sensibilité. Le météorologue Edward Lorenz a découvert que, dans un système complexe comme l’atmosphère, une infime différence au départ peut se transformer en grande différence plus tard. L’expression s’est popularisée dans les années 1970.
Appliqué au voyage dans le temps, cela signifie qu’écraser un insecte, ou prononcer une seule phrase, pourrait changer tout l’avenir. La nouvelle de Ray Bradbury « Un coup de tonnerre » (1952) reprend cette idée : un chasseur parti à l’époque des dinosaures écrase un papillon, et le présent où il revient a changé de manière subtile mais troublante. Notre article sur l’effet papillon explique en quoi l’usage scientifique et l’usage littéraire diffèrent.
La question de fond est de savoir quelle part de l’histoire est fixée et quelle part relève du hasard. Personne ne peut faire l’expérience, et c’est pourquoi cette idée fonctionne mieux comme ressort narratif que comme prédiction.
Comment les récits évitent les paradoxes
Les auteurs ont recours à quatre grands schémas. Dans le passé figé, tout ce que vous faites a toujours fait partie de l’histoire, de sorte que vos actes créent le monde d’où vous venez. Dans la chronologie ramifiée, changer le passé crée une nouvelle branche, et votre monde d’origine demeure intact. Dans la réécriture, le présent change aussitôt et seule la nouvelle version subsiste. Dans le modèle de l’observateur, vous pouvez visiter le passé, mais sans rien toucher.
Savoir quel schéma un récit emploie aide à le lire. Les histoires à passé figé parlent souvent du destin et de l’acceptation, celles à réécriture de la responsabilité de ce qu’on a changé. Beaucoup de films et de romans mélangent les schémas, et les meilleurs gardent leurs propres règles cohérentes d’un bout à l’autre.
Repérer l’endroit où une histoire enfreint sa propre règle est un bon exercice pour s’entraîner à raisonner sur la cause et l’effet.
Ce que dit la vraie science
Commençons par ce qui a été mesuré. Le temps ne s’écoule pas au même rythme partout. Selon la relativité, les horloges qui se déplacent vite, ou qui se trouvent plus profondément dans un champ de gravité, battent plus lentement que les autres. Les horloges des satellites GPS doivent être corrigées chaque jour pour cela, d’environ 38 microsecondes au total. Avancer dans le temps à une vitesse différente est donc bien réel, même si l’effet est minuscule.
Le voyage vers le passé, c’est autre chose. On ne l’a jamais observé. En théorie, la relativité générale admet certaines solutions comportant des courbes temporelles fermées, c’est-à-dire des trajectoires dans l’espace-temps qui reviennent à un instant antérieur. Le mathématicien Kurt Gödel en a décrit une, dans un univers en rotation, en 1949. En 1988, Michael Morris, Kip Thorne et Ulvi Yurtsever ont soutenu qu’un trou de ver traversable pourrait en principe être transformé en machine à voyager dans le temps. Ce sont des possibilités mathématiques. Rien n’indique que notre univers contienne de telles structures, et elles exigeraient probablement une matière exotique que personne n’a trouvée.
Les physiciens ont proposé plusieurs issues aux paradoxes. Le physicien russe Igor Novikov et ses collègues ont formulé le principe d’autocohérence : seules les histoires sans contradiction peuvent se produire. Si vous essayez d’empêcher votre grand-père d’avoir des enfants, quelque chose vous en empêche toujours, et le passé que vous visitez est celui qui a mené à vous. En 1991, David Deutsch a recouru à la mécanique quantique pour suggérer que modifier le passé conduirait à une autre branche de l’histoire. En 1992, Stephen Hawking a avancé la conjecture de protection de la chronologie, selon laquelle les lois de la physique empêcheraient toujours la formation de machines à remonter le temps. Aucune de ces idées n’est tranchée.
Gardez donc trois niveaux bien séparés : le fait mesuré (les horloges ne vont pas au même rythme), la possibilité mathématique (les courbes temporelles fermées) et l’expérience de pensée (le paradoxe du grand-père).
Où le retrouve-t-on dans la fiction ?
Robert A. Heinlein a écrit certaines des histoires de boucles temporelles les plus influentes. « By His Bootstraps » (1941) suit un homme qui rencontre plusieurs versions de lui-même au sein d’une même boucle. Attention, spoiler : la phrase suivante dévoile le retournement d’une nouvelle. « —All You Zombies— » (1959) met en scène une personne qui se révèle être toute sa propre famille, et reste l’exemple type du paradoxe de la boucle causale.
Le roman de Heinlein Une porte sur l’été (1957) est une entrée en matière plus accessible. Son héros, l’ingénieur Dan Davis, est trahi, subit une hibernation d’environ trente ans, puis utilise une machine à voyager dans le temps pour réparer ce qui a été fait. Le voyage temporel y suit des règles bien ordonnées ; en le lisant avec les paradoxes en tête, on voit où l’auteur referme ses boucles.
« Un coup de tonnerre » de Bradbury (1952) est l’histoire classique de l’effet papillon. Au cinéma, Retour vers le futur joue avec la rencontre modifiée des parents d’un personnage, et Terminator avec une boucle où des gens et des objets venus du futur provoquent des événements dans le passé. Les deux ne sont cités que pour mémoire.
Idées reçues
« Les paradoxes prouvent que le voyage dans le temps est impossible. » Ils montrent surtout qu’il est difficile à rendre cohérent. Des idées comme le principe d’autocohérence tentent de lever la contradiction. Le voyage vers le passé n’a été démontré ni possible ni impossible.
« L’effet papillon veut dire que tout changement a d’énormes conséquences. » L’idée d’origine est que de petites différences peuvent grandir dans les systèmes complexes, pas qu’elles le font toujours.
« Le paradoxe de la boucle causale se contredit lui-même. » L’histoire reste cohérente. L’énigme tient seulement à ce que personne ne sait expliquer où l’objet ou l’idée a commencé.
« Changer le passé réécrit aussitôt vos souvenirs. » C’est une convention de récit, pas quelque chose que décrit la physique.
À lire ensuite
Pour la contradiction classique, lisez Paradoxe du grand-père. Pour les choses sans origine, essayez Paradoxe de la boucle causale. Pour voir comment de petites causes grandissent, consultez Effet papillon. Et si vous préférez savourer l’idée sous forme de récit, commencez par Une porte sur l’été, un roman de voyage dans le temps aux règles bien ordonnées.
