Física

Físicos descobrem que três buracos negros em órbita podem quebrar a simetria do tempo

Físicos descobrem que três buracos negros em órbita podem quebrar a simetria do tempo

Vamos imaginar que você está observando um planeta em sua órbita. Vamos ainda imaginar que você pode acelerar o tempo, para observar o planeta em uma espécie de "avanço rápido". Em teoria, você não seria capaz de saber, observando o movimento do planeta, se o tempo está avançando ou retrocedendo. Isso ocorre porque, independentemente da direção em que o tempo está se movendo, a física segue as mesmas leis. Esta propriedade é conhecida como simetria de tempo. A simetria do tempo descreve como as leis da física funcionam da mesma maneira, esteja o tempo avançando ou retrocedendo.

Na realidade, porém, a simetria do tempo não pode ser quebrada para voltar no tempo. Por exemplo, uma xícara quebrada não pode se recompor repentinamente. Até agora, os cientistas explicaram isso apontando para o grande número de partículas envolvidas. A xícara tem duas muitas partículas para que elas possam interagir na ordem inversa exata.

Na física, essa incapacidade de voltar no tempo emerge do estudo dos problemas de n-corpos. Isso envolve o problema de prever os movimentos individuais de um número (n) de objetos celestes que estão interagindo gravitacionalmente.

Um exemplo disso pode ser visto em nosso sistema solar. Se quiséssemos mapear o movimento da Lua da Terra em relação ao Sol, precisaríamos levar em consideração as posições relativas do Sol, da Lua e da Terra, bem como as forças gravitacionais que eles causam uns nos outros. Como estamos levando em consideração três objetos, isso seria chamado de problema de três corpos.

Acontece que, se houver mais de dois corpos, o problema não pode ser resolvido com precisão - os movimentos de mais de dois corpos não podem ser previstos com 100 por cento de precisão.

Além disso, quando os cientistas executam simulações de n-corpos ao contrário, eles não voltam ao ponto de partida. Até agora, eles não sabiam se essa incapacidade era resultado da natureza caótica desses sistemas, ou se as próprias simulações não eram confiáveis.

Agora, entretanto, três astrônomos podem ter mostrado que é, de fato, impossível voltar no tempo, e que são necessárias apenas três partículas para quebrar a simetria do tempo. Uma equipa liderada pelo astrónomo Tjarda Boekholt, da Universidade de Aveiro, mostrou que a simetria do tempo pode ser quebrada por três corpos em interação gravitacional.

Os astrônomos foram capazes de calcular como as órbitas de três buracos negros se influenciam, usando duas simulações.

Em cada simulação, os pesquisadores mudaram as posições iniciais dos buracos negros para ver como isso afetaria seu movimento ao longo do tempo.

Na primeira simulação, os buracos negros começam em uma posição de repouso e se movem em direção e além uns dos outros em órbitas complexas, antes que um buraco negro finalmente deixe a companhia dos outros dois. A segunda simulação começa onde a primeira termina e tenta voltar no tempo à posição inicial.

Os pesquisadores descobriram que 5% das vezes, a simulação não podia ser revertida. Para isso acontecer, bastou uma perturbação do sistema do tamanho de um comprimento de Planck. Esta é a menor unidade possível de comprimento, medindo 1,6 x 10 ^ -35 m.

Boekholt explicou as descobertas dizendo: "O movimento dos três buracos negros pode ser tão caótico que algo tão pequeno quanto o comprimento de Planck influenciará seus movimentos. Os distúrbios do tamanho do comprimento de Planck têm um efeito exponencial e quebram a simetria do tempo . "

Este é um avanço importante, pois mostra que as simulações não são responsáveis ​​pela incapacidade de resolver o problema dos n-corpos ou de voltar no tempo. Parece que nunca podemos prever qual parte das simulações ficará dentro desses 5%, e a conclusão é que os sistemas de n-corpos são "fundamentalmente imprevisíveis".

VEJA TAMBÉM: AS REIVINDICAÇÕES ELON MUSK SATÉLITES STARLINK NÃO IRÃO IMPACTAR ASTRONOMIA, MAS A PESQUISA DIZ O OUTRO

Em outras palavras, de acordo com o coautor do estudo Portegies Zwart, "então, não ser capaz de voltar no tempo não é mais apenas um argumento estatístico. Já está oculto nas leis básicas da natureza. Nem um único sistema de três objetos móveis, grandes ou pequenos, planetas ou buracos negros, podem escapar da direção do tempo. "

Suas descobertas são publicadas no jornal Os Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.


Assista o vídeo: O Efeito Fotoelétrico Explicado O Nobel de Einstein (Setembro 2021).