Concepts nomades - Le temps (2/2)

La flèche du temps apparût un peu à la même époque en physique avec le deuxième principe de la thermodynamique. Mais l'irréversibilité macroscopique trouvera une explication microscopique et réversible avec Boltzmann. Le paradigme en cours mécaniste et déterministe sera ainsi conforté par les statistiques. Il faudra attendre la fin du XXème siècle pour que l'irréversibilité redevienne un concept clé dans les domaines traitant de la dissipation d'énergie et d'organisation de structures qui lui sont liées (Prigogyne, Le Méhauté). L'irréversibilité existe bien au niveau microscopique et serait liée à la géométrie fractale de l'espace‑temps. Cette nouvelle approche permet d'ailleurs d'éliminer nombre de paradoxes de la mécanique quantique (Nottale). 
La liaison espace‑temps effectuée par Einstein dans sa théorie de la relativité avait ouvert la voie. Mais son espace-­temps restait différentiable et la flèche du temps n'apparait pas dans ces conditions. L'irréversibilité intrinsèque vient de la non différentiabilité. En effet chaque point se déplaçant dans l'espace des phases admet deux tangentes différentes donc une vitesse antérieure (-) et une vitesse postérieure (+). Incidemment la notion de trajectoire devient caduque et il est possible de définir une flèche du temps. En mécanique quantique, l'équation de la fonction d'onde mélange les deux vitesses (+) et (-), ce qui rend l'équation réversible. 
L'irréversibilité vient également de la structure en arbre qui sous‑tend les fractales. L'énergie semble se dissiper en effet dans les échelles spatiales : à chaque bifurcation de l'arbre durant la descente dans les échelles, un choix est fait lors du transfert d'énergie et cette information est perdue. Le processus réversible qui ferait remonter l'énergie le long de l'arborescence n'est plus possible, d'où apparition de l'irréversibilité (Le Méhauté).

A l'échelle microscopique, les processus physiques qui pour l'instant sont le mieux maîtrisés, c'est à dire simulables par ordinateur, sont ceux dont les constantes de temps sont proches de 10-8 à 10-5 seconde et dont les corrélations entre interactions moléculaires sont de courte portée. Il est alors possible d'extrapoler vers le comportement macroscopique dont les constantes de temps sont de l'ordre de la centaine de secondes. Si nous prenons l'exemple du comportement des polymères, un phénomène de ce type serait la diffusion de petites molécules d'oxygène au travers de caoutchoucs. Lorsque les corrélations entre unités polymériques sont de longue portée, l'extrapolation n'est plus possible et les théories doivent prendre en compte les phénomènes agissant à l'échelle mésoscopique avec des constantes de temps proches de 10‑6 à 10‑3 seconde. Des tentatives récentes donnent bon espoir quand aux possibilités de modélisation du comportement de copolymères ou de mélanges de polymères où les interactions entre les chaînes jouent un grand rôle (reptation, fractales,...).