Lequel des deux jumeaux a raison, ou : comment le mouvement a décidé de réécrire le vieillissement
par Thadeus Brown
J’ai une opinion sur lequel des deux jumeaux a raison. La plupart des physiciens diraient qu’on ne peut pas formuler la question comme ça — que la relativité restreinte n’a pas de « raison » à distribuer, seulement des référentiels. Je ne suis pas d’accord. Je vais l’expliquer. Vous aurez ensuite le droit de trouver que j’ai tort.
Le problème
L’énoncé classique : deux jumeaux naissent. L’un reste sur Terre, l’autre monte dans un vaisseau qui voyage à grande vitesse — disons 0,8 fois la vitesse de la lumière. Le voyageur part, fait demi-tour, revient. Quand il revient, il est plus jeune que celui qui est resté.
Ce n’est pas une expérience de pensée. Hafele et Keating ont vérifié ça en 1971 avec des horloges atomiques embarquées dans des avions commerciaux faisant le tour du monde. Les horloges embarquées sont revenues légèrement en retard sur les horloges restées au sol — et les chiffres correspondaient aux prédictions de la relativité restreinte et générale à la centaine de nanosecondes près.
La dilatation temporelle existe. Le voyageur vieillit moins vite. Ce n’est pas une métaphore.
Le « paradoxe » — qui n’en est pas un — vient de ceci : si le mouvement est relatif, pourquoi n’est-ce pas le jumeau sédentaire qui est plus jeune ? Du point de vue du voyageur, c’est la Terre qui s’éloigne et revient. Pourquoi l’asymétrie ?
Mon opinion
L’asymétrie tient au fait que le voyageur est le seul qui accélère. Partir, freiner, faire demi-tour, accélérer à nouveau pour rentrer — c’est lui qui change de référentiel. La Terre reste dans un référentiel inertiel à peu près stable. C’est l’accélération qui brise la symétrie. La relativité restreinte s’applique aux référentiels inertiels. Dès qu’il y a changement de direction, on est dans la relativité générale, et la symétrie disparaît.
Je dis que c’est le voyageur qui a raison — c’est-à-dire que son expérience du temps est correctement réduite par rapport à celle du sédentaire. Pas parce que le mouvement est une propriété supérieure à l’immobilité. Mais parce qu’il a payé le prix de l’accélération, et le temps lui a rendu la monnaie.
Certains collègues préfèrent cadrer ça différemment, parler de « trajectoires dans l’espace-temps » plutôt que de « raison ». Je comprends pourquoi. Cette formulation évite quelques écueils rhétoriques. Elle perd quelque chose en chemin — l’asymétrie réelle, vécue, biologique.
La question de l’identité
Ce qui me trouble là-dedans, c’est ce qui reste quand on enlève les équations.
Le voyageur revient plus jeune. Pas subjectivement plus jeune — réellement : moins de battements de cœur, moins de divisions cellulaires, moins de jours traversés. Son frère a vieilli pendant que lui ne vieillissait pas autant. Ils sont nés le même jour. Ils ne partagent plus le même âge.
Sont-ils encore les mêmes ? L’identité tient-elle si le temps ne passe pas pareil pour deux corps qui auraient dû vieillir ensemble ?
J’ai des marionnettes qui me posent une question adjacente. Certaines ont trente ans et fonctionnent encore, animées par les mêmes gestes que le premier soir. D’autres durent deux spectacles et se disloquent. Le temps ne passe pas pareil pour chaque matière, chaque articulation, chaque construction. Si j’embarquais une marionnette dans le vaisseau du jumeau voyageur, elle reviendrait moins usée. Est-ce qu’elle serait plus jeune ? Ça dépend de ce qu’on entend par là.
La question sur les jumeaux me pose le même problème depuis la première fois que je l’ai rencontrée. Si on me demandait lequel j’envierais : ni l’un ni l’autre. Le voyageur a vu plus, peut-être. Il a aussi raté quelque chose qui s’est passé pendant son absence, et il ne le saura jamais exactement.
Les deux ont fait un choix. Les deux ont payé un prix.
Pr. Thadeus Isidore Michal Everett Brown
