Universiteit Leiden

nl en

Waarom de tijd terugdraaien vaak niet kan

Als er drie of meer objecten om elkaar heen bewegen, is de geschiedenis al niet meer terug te draaien. Dat concludeert een internationaal team van onderzoekers met onder meer Leids sterrenkundige Simon Portegies Zwart uit onderzoek naar drie om elkaar heen draaiende zwarte gaten. Ze publiceren hun bevindingen in het aprilnummer van het vakblad the Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

De meeste basiswetten in de natuurkunde hebben geen probleem met de richting waarin ze verlopen. Ze zijn, zoals wetenschappers dat noemen, tijdsymmetrisch. Uit de praktijk weet echter iedereen dat de tijd niet zomaar is terug te draaien. Een kopje dat in honderd stukjes valt, vliegt niet spontaan weer heel je hand in.

Tot nu toe verklaarden wetenschappers het ontbreken van tijdsymmetrie door de statistische interactie tussen grote aantallen deeltjes. Drie sterrenkundigen laten nu zien dat niet heel veel, maar slechts drie deeltjes al genoeg zijn om de tijdsymmetrie te doorbreken.

Banen van drie zwarte gaten

Tjarda Boekholt (Universiteit van Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) en Mauri Valtonen (Universiteit van Turku, Finland) rekenen in hun publicatie de banen voor van drie zwarte gaten die elkaar beïnvloeden. Dat gaat in twee simulaties. In de eerste simulatie beginnen de zwarte gaten vanuit rust. Vervolgens bewegen ze naar elkaar toe en langs elkaar heen in de vorm van chaotische banen. Daarna verlaat één zwart gat het gezelschap. De tweede simulatie begint met de eindsituatie van twee zwarte gaten en het ontsnapte derde zwarte gat en probeert de tijd terug te draaien naar de beginsituatie.

Geen kwestie van beter rekenen

In 5 procent van de berekeningen blijkt de tijd niet terug te draaien, ook niet als de computer meer dan honderd decimalen gebruikt. Die laatste 5 procent zijn dus geen kwestie van betere computers of slimmere rekenmethodes, zoals tot nu toe werd gedacht.

De onderzoekers verklaren de onomkeerbaarheid met behulp van het begrip Plancklengte. Dat is een in de natuurkunde bekend principe dat geldt voor verschijnselen op atoomniveau en kleiner. Hoofdonderzoeker Boekholt: 'De beweging van de drie zwarte gaten kan zo gigantisch chaotisch zijn, dat zoiets kleins als de Plancklengte een rol gaat spelen. De tijdsymmetrie wordt doorbroken doordat verstoringen ter grootte van de Plancklengte exponentieel doorwerken.'

Geen ontsnappen mogelijk

Medeauteur Portegies Zwart voegt toe: 'Het niet kunnen terugdraaien van de tijd is dus niet alleen meer een statistisch argument. Het zit al verborgen in de basiswetten van de natuur. Geen enkel systeem van drie bewegende objecten, groot of klein, planeten of zwarte gaten, kan ontsnappen aan de richting van de tijd.'

bron en (c) beeld: Astronomie.nl / Tjarda Boekholt

Deze video kan niet worden getoond omdat u geen cookies heeft geaccepteerd.

Verlaat onze website om deze video te bekijken.
Deze website maakt gebruik van cookies.  Meer informatie.