La flèche du temps est un concept qui définit l’écoulement unidirectionnel du temps. En d’autres termes, elle indique que le temps ne s’écoule que dans une seule direction, du passé vers le futur. Bien que l’idée soit vieille de plusieurs dizaines d’années, les scientifiques doivent encore faire des progrès considérables pour élucider les mystères qui se cachent derrière ce phénomène. Une nouvelle étude vient de faire la lumière sur ce concept, en “décomposant” la flèche du temps pour observer les interactions entre les différentes parties du système.
La flèche du temps découle de la deuxième loi de la thermodynamique, qui explique que les arrangements microscopiques des systèmes physiques ont tendance à passer de l’ordre au désordre. Selon cette théorie, si un système devient plus désordonné, il lui est difficile de retrouver son chemin et de revenir à un état ordonné. Cela rend également la flèche du temps plus forte, selon la théorie.
Dans cette étude, les chercheurs, de l’Initiative for the Theoretical Sciences (ITS) du CUNY Graduate Center, ont cherché des moyens de décomposer la flèche du temps en observant des parties spécifiques du système et les interactions entre elles. Les neurones fonctionnant dans une rétine peuvent être un exemple de telles parties. L’équipe a observé un moment unique et a démontré que la flèche du temps peut être décomposée en différents morceaux. Ceux-ci comprennent ceux produits par des parties travaillant individuellement, par paires, en triplets et dans des configurations plus complexes.
Suite à cette découverte, les chercheurs ont examiné les expériences existantes sur la réponse des neurones de la rétine d’une salamandre à différents films. Un film montrait un seul objet se déplaçant dans la scène, tandis qu’un autre présentait toute la complexité observée dans la nature.
Dans les deux films, les chercheurs ont remarqué que la flèche du temps provenait d’interactions simples entre des paires de neurones plutôt que de groupes importants et complexes. En outre, il a également été observé que la rétine affichait une flèche du temps plus forte pendant un mouvement aléatoire que dans une scène naturelle.
“Nos résultats constituent un premier pas vers la compréhension de la manière dont la flèche du temps que nous expérimentons dans la vie quotidienne émerge de ces détails plus microscopiques”, a déclaré Christopher Lynn, un chercheur postdoctoral du programme ITS. Il est l’un des auteurs de l’article publié dans Physical Review Letters.
Lynn a ajouté que les résultats pourraient s’avérer utiles pour les chercheurs en neurosciences et espère qu’ils permettront de déterminer si la flèche du temps fonctionne différemment dans les cerveaux neuroatypiques.
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