Dans notre expérience quotidienne, le temps semble toujours s’écouler dans une seule direction : du passé vers le futur. Cette irréversibilité contraste avec les lois fondamentales de la physique, qui sont souvent réversibles. Le lien entre cette asymétrie temporelle et l’entropie constitue l’un des aspects centraux de la physique du temps.

L’entropie est une grandeur qui mesure le degré de désordre ou le nombre de configurations possibles d’un système. Selon le second principe de la thermodynamique, l’entropie d’un système isolé tend à augmenter avec le temps. Cette loi introduit une direction privilégiée dans l’évolution des phénomènes physiques.

Lorsque l’entropie augmente, les processus deviennent irréversibles. Un objet chaud se refroidit dans un environnement plus froid, mais l’inverse ne se produit pas spontanément. Un verre brisé ne se reconstitue pas de lui-même. Ces phénomènes ne violent pas les lois microscopiques, mais ils sont extrêmement improbables à grande échelle.

À l’échelle des particules, les interactions fondamentales peuvent être inversées dans le temps sans contradiction. Pourtant, lorsque de très nombreux constituants sont impliqués, la probabilité favorise les états les plus désordonnés. L’augmentation de l’entropie reflète donc un passage d’états ordonnés vers des états plus probables.

La flèche du temps que nous percevons serait ainsi liée à des conditions initiales particulières de l’Univers, caractérisées par une entropie très faible. Depuis cet état initial, l’Univers évolue vers des configurations de plus en plus désordonnées, donnant naissance à l’irréversibilité du temps.

En conclusion, l’entropie fournit une explication physique à la direction du temps. Elle relie l’écoulement irréversible du temps aux lois statistiques qui gouvernent les systèmes complexes, montrant que la flèche du temps n’est pas inscrite dans les équations fondamentales, mais émerge du comportement collectif de la matière.