Física

Los físicos encuentran tres agujeros negros en órbita que pueden romper la simetría del tiempo

Los físicos encuentran tres agujeros negros en órbita que pueden romper la simetría del tiempo

Imaginemos que está observando un planeta en su órbita. Imaginemos además que se puede acelerar el tiempo para observar el planeta en una especie de "avance rápido". En teoría, no podría saber, observando el movimiento del planeta, si el tiempo avanza o retrocede. Esto se debe a que, independientemente de la dirección en la que se mueva el tiempo, la física sigue las mismas leyes. Esta propiedad se conoce como simetría de tiempo. La simetría del tiempo describe cómo las leyes de la física funcionan de la misma manera, ya sea que el tiempo avance o retroceda.

En realidad, sin embargo, la simetría del tiempo no se puede romper para hacer retroceder el tiempo. Por ejemplo, una taza rota no se puede volver a montar de repente. Hasta ahora, los científicos explicaron esto señalando la gran cantidad de partículas involucradas. La copa tiene dos partículas para que puedan interactuar en el orden inverso exacto.

En física, esta incapacidad para retroceder en el tiempo surge del estudio de los problemas de n cuerpos. Estos involucran el problema de predecir los movimientos individuales de un número (n) de objetos celestes que interactúan gravitacionalmente entre sí.

Un ejemplo de esto se puede ver en nuestro sistema solar. Si quisiéramos trazar un mapa del movimiento de la Luna de la Tierra con respecto al Sol, tendríamos que tener en cuenta las posiciones relativas del Sol, la Luna y la Tierra, así como las fuerzas gravitacionales que provocan entre sí. Debido a que estamos teniendo en cuenta tres objetos, esto se llamaría un problema de 3 cuerpos.

Resulta que si hay más de dos cuerpos, el problema no se puede resolver con precisión: los movimientos de más de dos cuerpos no se pueden predecir con una precisión del 100 por ciento.

Además, cuando los científicos ejecutan simulaciones de n cuerpos al revés, no regresan al punto de partida. Hasta ahora, no sabían si esta incapacidad era el resultado de la naturaleza caótica de estos sistemas o si las simulaciones en sí no eran confiables.

Ahora, sin embargo, tres astrónomos pueden haber demostrado que, de hecho, es imposible retroceder en el tiempo y que solo se necesitan tres partículas para romper la simetría del tiempo. Un equipo dirigido por la astrónoma Tjarda Boekholt, de la Universidad de Aveiro, ha demostrado que la simetría del tiempo puede romperse mediante tres cuerpos que interactúan gravitacionalmente.

Los astrónomos pudieron calcular cómo se influirían entre sí las órbitas de tres agujeros negros, utilizando dos simulaciones.

En cada simulación, los investigadores cambiaron las posiciones iniciales de los agujeros negros para ver cómo afectaría su movimiento a lo largo del tiempo.

En la primera simulación, los agujeros negros parten de una posición de reposo y se acercan y se cruzan en órbitas complejas, antes de que un agujero negro finalmente deje la compañía de los otros dos. La segunda simulación comienza donde termina la primera e intenta hacer retroceder el tiempo hasta la posición inicial.

Los investigadores encontraron que el 5% de las veces, la simulación no se podía revertir. Todo lo que se necesitó para que esto sucediera fue una perturbación en el sistema del tamaño de una longitud de Planck. Esta es la unidad de longitud más pequeña posible, que mide 1,6 x 10 ^ -35 m.

Boekholt explicó los hallazgos diciendo: "El movimiento de los tres agujeros negros puede ser tan enormemente caótico que algo tan pequeño como la longitud de Planck influirá en sus movimientos. Las perturbaciones del tamaño de la longitud de Planck tienen un efecto exponencial y rompen la simetría temporal. . "

Este es un avance importante, ya que muestra que las simulaciones no tienen la culpa de la incapacidad de resolver el problema de los n cuerpos o de retroceder el tiempo. Parece que nunca podemos predecir qué parte de las simulaciones caerá dentro de ese 5%, y la conclusión es que los sistemas de n cuerpos son "fundamentalmente impredecibles".

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En otras palabras, según el coautor del estudio Portegies Zwart, "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 móviles, grandes o pequeños, planetas o agujeros negros, pueden escapar de la dirección del tiempo ".

Sus hallazgos se publican en la revista Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.


Ver el vídeo: El espacio tiempo alrededor de un agujero negro Documental (Enero 2022).