En dépit de sa familiarité, la notion de temps suscite des difficultés de toutes sortes dont le nombre grandit à mesure que l'on tente de l'analyser. Par exemple il est très difficile de définir le temps. Pourtant les physiciens sont parvenus à faire du temps un concept opératoire. A partir de la mise en scène du dialogue entre une scientifique et un néophyte, la problématique du temps en physique est posée :
- qu'est-ce que le temps ? Comment se comparent et éventuellement s'opposent, le temps objectif (celui des montres) et le temps subjectif (celui de la conscience)?
- le temps s'écoule-t-il uniformément, existe-t-il un temps absolu et universel ? Le temps est-il réversible comme le suggère la mécanique de Newton ou irréversible en accord avec le second principe de la thermodynamique ?
- la relativité restreinte puis générale introduit la notion d'un espace-temps intimement lié à la matière et à l'énergie. Peut-on définir dans ce contexte un temps unique à l'échelle de l'univers?
- la question du temps en physique quantique : le fait d'opérer une mesure sur un système quantique introduit-il une irréversibilité ?