Två datorsimuleringar av tre svarta hål som påverkar varandra. Den röda linjen är simuleringen där datorn går tillbaka i tiden. Den vita linjen är simuleringen där datorn rör sig framåt i tiden. Efter 35 miljoner år (läget till vänster), det finns fortfarande ingen avvikelse. Den röda linjen täcker helt den vita linjen. Efter 37 miljoner år (mitten), banorna avviker något och den vita linjen blir synlig. Tidssymmetrin är bruten eftersom störningar av storleken på Plancklängden har en exponentiell effekt. Efter 40 miljoner år (höger), avvikelsen är uppenbar. Kredit:Astronomie.nl/Tjarda Boekholt
Om tre eller fler föremål rör sig runt varandra, historien kan inte vändas. Det är slutsatsen från ett internationellt forskarlag baserat på datorsimuleringar av tre svarta hål som kretsar runt varandra. Forskarna, ledd av den holländska astronomen Tjarda Boekholt, publicera sina resultat i aprilnumret av tidskriften Månatliga meddelanden från Royal Astronomical Society .
De flesta grundläggande lagar i fysiken har inga problem med i vilken riktning de löper. Dom är, som forskare kallar det, symmetrisk med avseende på tid, eller tidssymmetrisk. I praktiken, dock, alla vet att tiden inte bara kan vridas tillbaka. Till exempel, en kopp som faller i hundra bitar flyger verkligen inte tillbaka i din hand spontant och oskadad. Tills nu, forskare förklarade bristen på tidssymmetri med den statistiska interaktionen mellan ett stort antal partiklar. Tre astronomer visar nu att endast tre partiklar räcker för att bryta tidssymmetrin.
Tjarda Boekholt (University of Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Leidens universitet) och Mauri Valtonen (Åbo universitet, Finland) beräknade banorna för tre svarta hål som påverkar varandra. Detta görs i två simuleringar. I den första simuleringen, de svarta hålen börjar från vila. Sedan rör de sig mot varandra och förbi varandra i komplicerade banor. Till slut lämnar ett svart hål de två andras sällskap. Den andra simuleringen börjar med slutsituationen av två svarta hål och det undkomna tredje svarta hålet och försöker vrida tillbaka tiden till utgångsläget.
Det visar sig att tiden inte går att vända i 5 % av beräkningarna. Även om datorn använder mer än hundra decimaler. De sista 5 % är därför inte en fråga om bättre datorer eller smartare beräkningsmetoder, som tidigare trott.
Planck längd
Forskarna förklarar irreversibiliteten med hjälp av konceptet Plancklängd. Detta är en princip känd inom fysiken som gäller fenomen på atomnivå och mindre. Ledande forskare Boekholt:"Rörelsen för de tre svarta hålen kan vara så enormt kaotisk att något så litet som Plancklängden kommer att påverka rörelserna. Störningarna i storleken på Plancklängden har en exponentiell effekt och bryter tidssymmetrin."
Medförfattaren Portegies Zwart tillägger:"Så att inte kunna vrida tillbaka tiden är inte längre bara ett statistiskt argument. Det är redan gömt i naturens grundläggande lagar. Inte ett enda system av tre rörliga objekt, stor eller liten, planeter eller svarta hål, kan fly tidens riktning."
