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La disparition du temps en gravitation quantique 179
compte de l’évolution de la métrique spatiale dans le temps : on parle alors de
feuilletage de l’espace-temps.
Le temps joue un rôle problématique dans les approches canoniques. Cela
n’a rien d’étonnant : le temps de la mécanique quantique ou de la théorie
quantique des champs et le temps tel qu’il intervient en relativité générale ne
sont pas compatibles. En effet, le temps de la mécanique quantique est un
temps de nature substantielle. La variable tqui intervient dans l’équation de
Schrödinger, i̵
h∂ψ
∂t =Hψ, est le temps absolu newtonien : paramètre externe
et non dynamique.
En théorie quantique des champs, la situation est similaire puisque le temps
absolu est remplacé par l’espace-temps de Minkowski. Cet espace-temps est
également de nature substantielle puisqu’il constitue un « background », une
plate-forme externe et non dynamique qui n’interagit pas avec les champs en
considération.
Comme on va le voir, cette situation est radicalement différente en relativité
générale mais, avant cela, présentons brièvement le débat qui oppose temps
relationnel et temps substantiel.
1.2 Espace et temps substantiels vs. espace et temps
relationnels 2
La physique a longtemps été partagée entre deux conceptions radicalement
différentes de la nature de l’espace. Selon l’une, l’espace peut être conçu à
l’instar d’une arène ou d’une scène accueillant l’ensemble des corps matériels
ou, du moins, la catégorie très générale des « objets » peuplant l’univers 3.
L’espace existe alors en soi et les objets physiques se meuvent dans l’espace. On
reconnaît là la figure de l’espace absolu newtonien. Selon l’autre, l’espace est de
nature relationnelle. Cela veut dire que le monde est fait d’objets physiques,
mais cela ne signifie pas que les corps matériels sont dans le monde, bien
au contraire. L’espace n’est rien d’autre que la relation de contiguïté ou de
coexistence que les objets entretiennent respectivement. Selon la conception
substantielle, il y a dans l’univers deux types d’objets, les corps et l’espace,
alors que, selon la conception relationnelle, il n’y a que les entités physiques 4.
On peut se demander si, à l’instar de l’espace, le temps est de nature
substantielle ou de nature relationnelle. Le temps absolu newtonien est l’ar-
chétype d’une conception substantielle : il n’est pas affecté par les événements
2. D’après [Rovelli 2004] et [Saint-Ours 2006].
3. Loin de nous l’idée selon laquelle l’univers ne serait composé que de corps ma-
tériels au sens strict. Par objet, nous renvoyons à l’ensemble des « entités » physiques
susceptibles de peupler le monde : corps, champs, cordes, etc., cf. [Rovelli 2004].
4. Le terme de relationnel n’est pas équivalent à celui de relativiste. Par exemple,
la théorie de la relativité restreinte n’est pas une théorie relationnelle de l’espace et
du temps.