Fizika

Fiziki ugotavljajo, da tri krožne črne luknje lahko prekinejo časovno simetrijo

Fiziki ugotavljajo, da tri krožne črne luknje lahko prekinejo časovno simetrijo


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Predstavljajmo si, da opazujete planet v njegovi orbiti. Predstavljajmo si še, da lahko pospešite čas, da opazujete planet na nek način "hitro naprej". Teoretično iz opazovanja gibanja planeta ne bi mogli vedeti, ali čas teče naprej ali nazaj. To je zato, ker ne glede na smer, v katero se giblje čas, fizika sledi istim zakonom. Ta lastnost je znana kot časovna simetrija. Časovna simetrija opisuje, kako zakoni fizike delujejo na enak način, ne glede na to, ali se čas premika naprej ali nazaj.

V resnici pa časovne simetrije ni mogoče porušiti, da bi čas vrnili nazaj. Na primer, zlomljena skodelica se ne more nenadoma ponovno sestaviti. Do zdaj so znanstveniki to pojasnjevali s poudarjanjem velikega števila vključenih delcev. Skodelica ima dva številna delca, da lahko komunicirajo v natančno obratnem vrstnem redu.

V fiziki se ta nezmožnost vračanja časa izkaže iz preučevanja težav z n-telesom. Ti vključujejo problem predvidevanja posameznih gibanj števila (n) nebesnih predmetov, ki med seboj gravitacijsko medsebojno delujejo.

Primer tega lahko vidimo v našem sončnem sistemu. Če bi želeli začrtati gibanje Zemljine Lune glede na Sonce, bi morali upoštevati relativni položaj Sonca, Lune in Zemlje ter gravitacijske sile, ki jih povzročajo drug na drugega. Ker upoštevamo tri predmete, bi temu rekli 3-telesni problem.

Izkazalo se je, da če je teles več kot dveh, težave ni mogoče natančno rešiti - premikov več kot dveh teles ni mogoče napovedati s 100-odstotno natančnostjo.

Poleg tega se znanstveniki, ko simulacije n-telesa izvajajo nazaj, ne vrnejo na svoje izhodišče. Do zdaj niso vedeli, ali je ta nezmožnost posledica kaotične narave teh sistemov ali pa so same simulacije nezanesljive.

Zdaj pa so trije astronomi morda pokazali, da je čas dejansko nemogoče vrniti nazaj in da so potrebni le trije delci, da prekinejo časovno simetrijo. Ekipa pod vodstvom astronoma Tjarde Boekholt z Univerze v Aveiru je pokazala, da lahko časovno simetrijo prekinejo tri gravitacijsko delujoča telesa.

Astronomi so lahko z dvema simulacijama izračunali, kako bodo orbite treh črnih lukenj vplivale druga na drugo.

V vsaki simulaciji so raziskovalci premaknili začetne položaje črnih lukenj, da bi ugotovili, kako bo to vplivalo na njihovo gibanje skozi čas.

V prvi simulaciji se črne luknje začnejo iz počivajočega položaja in se v zapletenih orbitah premikajo drug proti drugemu in mimo njih, preden ena črna luknja končno zapusti družbo drugih. Druga simulacija se začne tam, kjer se prva konča, in poskuša čas vrniti v začetni položaj.

Raziskovalci so ugotovili, da v 5% primerov simulacije ni bilo mogoče razveljaviti. Vse, kar se je zgodilo, je bila motnja sistema v velikosti Planckove dolžine. To je najmanjša možna dolžinska enota, ki meri 1,6 x 10 ^ -35 m.

Boekholt je svoje ugotovitve pojasnil z besedami: "Gibanje treh črnih lukenj je lahko tako izredno kaotično, da bo nekaj tako majhnega, kot je Planckova dolžina, vplivalo na njihova gibanja. Motnje velikosti Planckove dolžine imajo eksponentni učinek in porušijo časovno simetrijo . "

To je pomemben preboj, saj kaže, da simulacije niso krive za nezmožnost reševanja problema n-telesa ali vračanja časa nazaj. Zdi se, da nikoli ne moremo napovedati, kateri del simulacij bo padel znotraj teh 5%, in sklep je, da so sistemi z n-telesom "v osnovi nepredvidljivi".

GLEJ TUDI: ELON MUSK ZAHTEVA STARLINK SATELITI NE BODO VPLIVALI NA ASTRONOMIJO, A RAZISKAVE DRUGAČE

Z drugimi besedami, po besedah ​​soavtorja študije Portegies Zwart: "Torej, da časa ne moremo obrniti nazaj, ni več le statistični argument. Skriva se že v osnovnih naravnih zakonih. Niti en sistem treh premikajočih se veliki ali majhni, planeti ali črne luknje, lahko uidejo v smeri časa. "

Njihove ugotovitve so objavljene v reviji Mesečna obvestila Royal Astronomical Society.


Poglej si posnetek: Neskončno vesolje (December 2022).