Dit persbericht staat ook op:
Nederlands:
https://www.astronomie.nl/nieuws/tijd-terugdraaien-bij-natuurwetten-blijkt-niet-altijd-mogelijk-2239
Engels:
https://www.astronomie.nl/physics-laws-cannot-always-turn-back-time-77
P E R S B E R I C H T
Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie (NOVA)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
23 maart 2020
Tijd terugdraaien bij natuurwetten blijkt niet altijd mogelijk
Als er drie of meer objecten om elkaar heen bewegen, is de geschiedenis al
niet meer terug te draaien. Dat stelt een internationaal team van
onderzoekers geleid door de Nederlandse sterrenkundige Tjarda Boekholt. De
sterrenkundigen deden computersimulaties met 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
echt 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.
Tjarda Boekholt (Universiteit van Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart
(Universiteit Leiden) en Mauri Valtonen (Universiteit van Turku, Finland)
rekenden de banen uit 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.
Het blijkt dat in 5% van de berekeningen de tijd niet is terug te draaien.
Ook niet als de computer meer dan honderd decimalen gebruikt. Die laatste
5% 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."
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."
E I N D E P E R S B E R I C H T
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Meer informatie
Contact:
Dr. Tjarda Boekholt (Universidade de Coimbra, Portugal)
mobiel: +351 964143739
tjardaboekholt@xxxxxxxxx
http://gravitation.web.ua.pt/tjarda.boekholt
Prof. dr. Simon Portegies Zwart
Hoogleraar computationele astrofysica
Sterrewacht Leiden, Universiteit Leiden
mobiel: 0614 994 841
spz@xxxxxxxxxxxxxxxxxx
http://home.strw.leidenuniv.nl/~spz
Artikel:
'Gargantuan chaotic gravitational three-body systems and their
irreversibility to the Planck length'. Door: T.C.N. Boekholt, S.F.
Portegies Zwart, M. Valtonen. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical
Society, Volume 493, Issue 3, April 2020, Pages 3932–3937
origineel: https://doi.org/10.1093/mnras/staa452
gratis preprint: https://arxiv.org/abs/2002.04029
Beeld (bijgevoegd, grotere afbeelding via de links hieronder):
Twee computersimulaties van drie zwarte gaten die elkaar beïnvloeden. De
rode lijn is de simulatie waarbij de computer terug in de tijd gaat. De
witte lijn is de simulatie waarbij de computer vooruit in de tijd gaat. Na
35 miljoen jaar (links) is er nog geen afwijking. De rode lijn bedekt de
witte lijn compleet. Na 37 miljoen jaar (midden) wijken de banen iets af en
wordt de witte lijn zichtbaar. De tijdsymmetrie wordt doorbroken doordat
verstoringen ter grootte van de Plancklengte exponentieel doorwerken. Na 40
miljoen jaar (rechts) is de afwijking overduidelijk. (c)
Astronomie.nl/Tjarda Boekholt
Video van de simulatie:
https://youtu.be/c2Mbx5BKyfM
Drie fases zonder annotatie:
https://www.astronomie.nl/upload/images/2020/03/Drie%20fases%20zonder%20annotatie%20credit%20astronomie_nl%20-%20Tjarda%20Boekholt.jpg
Drie fases met annotatie:
https://www.astronomie.nl/upload/750x422/images/2020/03/Drie%20fases%20geannoteerd%20NL%20credit%20astronomie_nl%20-%20Tjarda%20Boekholt.jpg
Bewegende gif:
https://www.astronomie.nl/upload/images/2020/03/Chaotic%20Triple%20animated%20credit%20astronomie_nl%20-%20Tjarda%20Boekholt.gif
Opgemaakt persbericht op www.astronomie.nl
---------------------------------------------------------------------------------------------------
--
Marieke Baan en David Redeker | Nederlandse Onderzoekschool voor Astronomie
(NOVA) | NOVA Informatiecentrum | Science Park 904 | Postbus 94249 | 1090
GE Amsterdam | vast: 020 525 7480 | Marieke mobiel: 0614 322 627 | David
mobiel: 0644 588 969 | h.m.baan@xxxxxx | d.redeker@xxxxxx |
www.astronomie.nl
Attachment:
Chaotic Triple animated credit astronomie_nl - Tjarda Boekholt.gif
Description: GIF image
Attachment:
klein - Drie fases geannoteerd NL credit astronomie_nl - Tjarda Boekholt.jpg
Description: JPEG image
Attachment:
klein - Drie fases zonder annotatie credit astronomie_nl - Tjarda Boekholt.jpg
Description: JPEG image
