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| 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 donde la computadora avanza en el tiempo. Después de 35 millones de años (situación a la izquierda), todavía no hay desviación. La línea roja cubre completamente la línea blanca. Después de 37 millones de años (en el medio), las órbitas se desvían ligeramente y la línea blanca se hace visible. La simetría del tiempo 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 que orbitan entre sí. Los investigadores, liderados por la astrónoma holandesa Tjarda Boekholt, publicaron sus hallazgos en la edición de abril de la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La mayoría de las leyes básicas en física no tienen problemas con la dirección en la que corren. Son, como lo llaman los científicos, simétricos con respecto al tiempo, o simétricos en el tiempo. En la práctica, sin embargo, todo el mundo sabe que el tiempo no puede simplemente retroceder. Por ejemplo, una copa que cae en cien pedazos realmente no vuelve a su mano de manera espontánea y sin daños. Hasta ahora, los científicos explicaron la falta de simetría del tiempo por la interacción estadística entre un gran número de partículas. Tres astrónomos ahora muestran que solo tres partículas son suficientes para romper la simetría del tiempo.
Tjarda Boekholt (Universidad de Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Universidad de Leiden) y Mauri Valtonen (Universidad de Turku, Finlandia) calcularon las órbitas de tres agujeros negros que se influyen entre sí. Esto se hace en dos simulaciones. En la primera simulación, los agujeros negros comienzan desde el reposo. Luego se mueven uno hacia el otro 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 escapa y trata de regresar el tiempo a la situación inicial.
El coautor Portegies Zwart agrega: "Por lo tanto, no poder retroceder el tiempo ya no es solo un argumento estadístico. Ya está oculto en las leyes básicas de la naturaleza. No hay un solo sistema de tres objetos en movimiento, grandes o pequeños, planetas o agujeros negros, pueden escapar de la dirección del tiempo".
La mayoría de las leyes básicas en física no tienen problemas con la dirección en la que corren. Son, como lo llaman los científicos, simétricos con respecto al tiempo, o simétricos en el tiempo. En la práctica, sin embargo, todo el mundo sabe que el tiempo no puede simplemente retroceder. Por ejemplo, una copa que cae en cien pedazos realmente no vuelve a su mano de manera espontánea y sin daños. Hasta ahora, los científicos explicaron la falta de simetría del tiempo por la interacción estadística entre un gran número de partículas. Tres astrónomos ahora muestran que solo tres partículas son suficientes para romper la simetría del tiempo.
Tjarda Boekholt (Universidad de Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Universidad de Leiden) y Mauri Valtonen (Universidad de Turku, Finlandia) calcularon las órbitas de tres agujeros negros que se influyen entre sí. Esto se hace en dos simulaciones. En la primera simulación, los agujeros negros comienzan desde el reposo. Luego se mueven uno hacia el otro 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 escapa y trata de regresar el tiempo a 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 decimales. Por lo tanto, el último 5% no se trata 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. El investigador principal Boekholt: "El movimiento de los tres agujeros negros puede ser tan 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 el tiempo ya no es solo un argumento estadístico. Ya está oculto en las leyes básicas de la naturaleza. No hay un solo sistema de tres objetos en movimiento, grandes o pequeños, planetas o agujeros negros, pueden escapar de la dirección del tiempo".
Más información: TCN Boekholt et al. Sistemas de tres cuerpos gravitacionales caóticos gigantescos y su irreversibilidad a la longitud de Planck, Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society (2020). DOI: 10.1093/mnras/staa452
