Mesure du temps

MESURE DU TEMPS

L'angoisse du temps qui passe trouve-t-elle un viatique, se dilue-t-elle dans le souci d'une mesure de plus en plus fine de la durée? Notre enquète va couvrir en quelques lignes cinq mille ans d'histoire.

Les pyramides babyloniennes, aussi appelées "ziggourats", auraient permis d'observer les astres et d'établir un premier calendrier. Aux environs de 1500 avant J.-C., les Egyptiens ont mis au point le gnomon,

un simple bâton planté en terre qui permet d'évaluer l'heure en fonction de l'ombre qu'il projette. Le gnomon constitue l'ancêtre du cadran solaire.

Les Egyptiens ont aussi inventé la clepsydre,

sorte d'horloge à eau toujours utilisée au Moyen-Age et à la Renaissance, notamment par Galilée pour effectuer ses mesures de vitesse de mobiles.

Le sablier date aussi de cette époque.

Jules César a inventé le calendrier qui porte son nom, le calendrier julien,

par l'introduction des années bissextiles. Mais en 1582, le pape Grégoire XIII met au point/invente le calendrier grégorien

- ça ne s'invente pas -; c'est le calendrier que nous utilisons encore aujourd'hui.

Au XVIè siècle apparaît la montre mécanique, avec le physicien Huygens.

Mais la première montre individuelle vraiment fiable à la seconde près sera la H-1 créée par le charpentier John Harrison en 1785.

Les horloges placées au sommet des églises et des beffrois deviennent des carillons qui rythment la vie sociale jusqu'à la première révolution industrielle. Beaucoup plus près de nous, la montre à quartz a considérablement augmenté la précision de la mesure du temps avec ses cent mille vibrations par seconde. Mais ce n'est rien à côté de la précision fournie par une horloge atomique. L'étalon de mesure du temps est actuellement fourni par l'atome de césium 133.

Pour atteindre une précision de l'ordre de la picoseconde dans la mesure du temps, il a fallu redéfinir ce qu'est l'unité de temps conventionnelle: la seconde. Auparavant, la seconde était la 86400ème partie du jour. Aujourd'hui, c'est la durée de 9192631770 périodes de radiation correspondant à la transition entre les deux niveaux hyperfins de l'état fondamental de l'atome de césium 133. Quant à l'unité de longueur, le mètre, elle dépend de cette unité de temps: elle est la longueur du trajet parcouru dans le vide par la lumière pendant une durée de 1/299792458ème de seconde. Ces définitions ont peut-être l'air bien compliquées mais elles font référence à quelque chose de simple: la fréquence. La fréquence, c'est le nombre de vibrations par unité de temps dans un phénomène périodique, qui se répète régulièrement. Les 9192631770 périodes de radiation représentent 9192631770 vibrations pendant une seconde.

On fera remarquer qu'il fallait savoir ce que valait 1" avant de pouvoir la faire correspondre à ces 9192631770 vibrations!

En effet, on est parti de la 86400ème partie du jour, et on a remarqué que cela correspondait aux 9192631770 périodes de radiation. L'intérêt de cette nouvelle façon de mesurer la seconde, c'est qu'elle est très stable, beaucoup plus stable que ce qu'indiquaient les horloges jusque là.

Mais le point essentiel de ce chapitre est la notion de "temps de Planck", soit une limite absolue dans la possibilité de diviser le temps. Résultat d'une formule dans laquelle interviennent les trois constantes fondamentales de la physique, G, h et c, le temps de Planck signifie que l'on ne peut diviser le temps au-delà de 10^-43s.