Çoğu fizik kanunu, zamanın hangi yöne gittiğini umursamıyor. İleri, geri … her neyse, kanunlar aynı şekilde işliyor. Newton fiziği, genel görelilik – zamanın matematikle hiçbir ilgisi yoktur: buna zamanı tersine çevirme simetrisi denir.
Gerçek evrende işler biraz karmaşıklaşır. Ve şimdi Portekiz'deki Aveiro Üniversitesi'nden gökbilimci Tjard Beckholt liderliğindeki bir bilim insanı ekibi, zamanı tersine çevirme simetrisini kırmak için yalnızca üç kütleçekimsel olarak etkileşen cisim gerektiğini kanıtladı.
Makalelerinde, “Şimdiye kadar, dinamik yıldız sistemlerindeki kaos ile geri çevrilemezlik seviyesi arasındaki nicel ilişki belirsizliğini korudu” diye yazdılar.
Bu makalede, başlangıçta standart çift duyarlıklı aritmetiğin ötesine geçen doğru ve kesin bir n-cisim kodu kullanarak serbest düşüşte üç gövdeli kaotik sistemleri inceliyoruz. Sayısal güç yasası olarak geri çevrilemez çözümlerin oranının azaldığını gösteriyoruz. '
N-cismi sorunu, astrofizikte bilinen bir sorundur. Yerçekimsel olarak etkileşen bir sisteme daha fazla vücut eklediğinizde ortaya çıkar.
Newton'un hareket yasalarına ve Newton'un evrensel çekim yasasına göre, merkezi bir nokta etrafında yörüngedeki benzer büyüklükteki iki cismin hareketleri, matematiksel modelleme için nispeten basittir.
Ancak, başka bir vücut eklediğiniz anda işler daha karmaşık hale gelir. Bedenler birbirlerinin yörüngelerini çekimsel olarak bozmaya başlar ve etkileşime bir kaos unsuru katar. Bu, özel durumlar için çözümler bulunmasına rağmen, Newton fiziği veya genel görelilik içinde bu etkileşimleri kesin olarak tanımlayan hiçbir formül olmadığı anlamına gelir.
Evrendeki kaos bir özelliktir, hata değil.
N-cisim simülasyonları yaparken, fizikçiler bazen sonuçlarında zamanın geri çevrilemezliği yaşarlar – başka bir deyişle, simülasyonları ters yönde çalıştırmak onları orijinal başlangıç noktalarına döndürmez.
Bunun, bu sistemlerin kaosunun bir sonucu mu yoksa güvenilirlikleri konusunda belirsizliğe yol açan simülasyon problemleri mi olduğu hala bilinmemektedir.
Bu yüzden Beckholt ve meslektaşları bunu çözmek için bir test geliştirdiler.
“Newton'un hareket denklemleri zaman içinde tersine çevrilebildiğinden, doğrudan entegrasyon ve ardından aynı zamanda ters entegrasyon, sistemin orijinal uygulamasını (hızların işaretlerinde bir farklılık olsa da) geri yüklemelidir,” diye yazdılar.
Bu nedenle, tersinirlik testi sonucu kesin olarak biliniyor.
Sistemdeki üç cisim kara deliklerdir ve iki senaryoda test edilmiştir. İlk durumda, kara deliklerden biri sistemden ayrılmadan önce karadelikler karmaşık yörüngelerde birbirine doğru hareket etmeye başladı.
İkinci senaryo, ilkinin bittiği ve zamanda geriye doğru gittiği yerde başlar ve sistemi orijinal durumuna geri yüklemeye çalışır.
Zamanın yüzde 5'inde simülasyon yapılamayacağını buldular. Tek gereken, sisteme Planck uzunluğu kadar, 0.000000000000000000000000000000000016 metrede mümkün olan en kısa uzunluk olan bir müdahaleydi.
Beckholt, “Üç kara deliğin hareketi o kadar kaotik olabilir ki, hareket Planck'ın uzunluğundan daha az bir şeyden etkilenecektir.” Planck uzunluğunun boyutundaki tedirginlikler üstel bir etkiye sahiptir ve zamanın simetrisini bozar.
Yüzde beş o kadar fazla olmayabilir, ancak simülasyonlarınızdan hangisinin yüzde beşe düşeceğini asla tahmin edemeyeceğiniz için, araştırmacılar n-vücut sistemlerinin 'temelde tahmin edilemez' olduğu sonucuna vardılar.
Portegis Zwart, “Zamanı geri çevirememek artık istatistiksel bir argüman değil,” dedi. Bu zaten doğanın temel kanunlarında gizlidir. Büyük veya küçük, gezegenler veya kara deliklerden oluşan üç hareketli nesneden oluşan hiçbir sistem zamanın yönünden kaçamaz. '
Çalışma Royal Astronomical Society's Monthly Notices'da yayınlandı.
