Dos simulaciones por computadora de tres agujeros negros que se influyen entre sí. La línea roja es la simulación en la que la computadora retrocede en el tiempo. La línea blanca es la simulación en la que la computadora avanza en el tiempo. Después de 35 millones de años (situación de la izquierda), todavía no hay desviación. La línea roja cubre completamente la línea blanca. Después de 37 millones de años (medio), las órbitas se desvían ligeramente y la línea blanca se hace visible. La simetría temporal se rompe porque las perturbaciones del tamaño de la longitud de Planck tienen un efecto exponencial. Después de 40 millones de años (derecha), la desviación es obvia. Crédito:Astronomie.nl/Tjarda Boekholt
Si tres o más objetos se mueven uno alrededor del otro, la historia no se puede revertir. Esa es la conclusión de un equipo internacional de investigadores basado en simulaciones por computadora de tres agujeros negros orbitando entre sí. Los investigadores, dirigido por la astrónoma holandesa Tjarda Boekholt, publicar sus hallazgos en la edición de abril de la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
La mayoría de las leyes básicas de la física no tienen ningún problema con la dirección en la que se ejecutan. Son, como lo llaman los científicos, simétrico con respecto al tiempo, o simétrico en el tiempo. En la práctica, sin embargo, todo el mundo sabe que el tiempo no puede simplemente retroceder. Por ejemplo, una taza que cae en cien pedazos realmente no vuelve a tu mano espontáneamente y sin daños. Hasta ahora, Los científicos explicaron la falta de simetría temporal mediante la interacción estadística entre un gran número de partículas. Tres astrónomos muestran ahora que solo tres partículas son suficientes para romper la simetría temporal.
Tjarda Boekholt (Universidad de Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Universidad de Leiden) y Mauri Valtonen (Universidad de Turku, Finlandia) calculó las órbitas de tres agujeros negros que se influyen entre sí. Esto se hace en dos simulaciones. En la primera simulación, los agujeros negros parten del reposo. Luego se acercan y se cruzan en órbitas complicadas. Finalmente, un agujero negro deja la compañía de los otros dos. La segunda simulación comienza con la situación final de dos agujeros negros y el tercer agujero negro que se escapó e intenta retroceder el tiempo hasta la situación inicial.
Resulta que el tiempo no se puede revertir en el 5% de los cálculos. Incluso si la computadora usa más de cien lugares decimales. Por lo tanto, el último 5% no es una cuestión de mejores computadoras o métodos de cálculo más inteligentes, como se pensaba anteriormente.
longitud de Planck
Los investigadores explican la irreversibilidad utilizando el concepto de longitud de Planck. Este es un principio conocido en física que se aplica a fenómenos a nivel atómico y menores. Investigador principal Boekholt:"El movimiento de los tres agujeros negros puede ser tan enormemente caótico que algo tan pequeño como la longitud de Planck influirá en los movimientos. Las perturbaciones del tamaño de la longitud de Planck tienen un efecto exponencial y rompen la simetría del tiempo".
El coautor Portegies Zwart agrega:"Por lo tanto, no poder retroceder en el tiempo ya no es solo un argumento estadístico. Ya está oculto en las leyes básicas de la naturaleza. Ni un solo sistema de tres objetos en movimiento, grande o pequeño, planetas o agujeros negros, puede escapar de la dirección del tiempo ".