Ученые выяснили, почему время нельзя повернуть вспять

Если три или более объектов движутся вокруг друг друга, то время нельзя «проиграть» обратно. К такому выводу пришла международная группа исследователей, создав модель системы из трех черных дыр. Результаты работы были опубликованы в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Большинство основных законов физики не имеют никаких проблем с направлением движения. Другими словами, они симметричны относительно времени. В физике это явление известно как Т-симметрия. Однако на практике все знают, что время нельзя просто взять и повернуть вспять. Например, чашка, которая разбивается на сотни частей, не сможет обратно собраться в руке и стать целой. До сих пор ученые объясняли отсутствие симметрии времени статистическим взаимодействием между большим количеством частиц. Теперь астрономы обнаружили, что для нарушения этой симметрии достаточно всего лишь трех частиц.

Тьярда Бекхольт (Университет Коимбры, Португалия), Саймон Портегис Цварт (Лейденский университет) и Маури Вальтонен (Университет Турку, Финляндия) рассчитали орбиты трех черных дыр, которые влияют друг на друга. Для этого они создали две симуляции. В первой черные дыры сначал находятся в состоянии покоя, потом они движутся навстречу друг другу и проходят мимо по сложным орбитам. Наконец одна черная дыра покидает эту систему. Второе моделирование начинается с этой точки, пытаясь повернуть время назад к исходной ситуации.

Оказывается, что в 5% расчетов время не может быть обращено вспять. И дело здесь не в более совершенных компьютерах или методах расчета, как считалось ранее. Необратимость времени ученые объясняют с помощью концепции планковской длины.
Это известный в физике принцип, который применяется к явлениям на атомном уровне и меньше. «Движение трех черных дыр может быть настолько хаотичным, что на него будет влиять нечто меньшее, чем планковская длина. Нарушения размером с эту величину оказывают экспоненциальный эффект и нарушают симметрию времени», - пояснили ученые.

«Так что неспособность повернуть время вспять, больше не является статистическим аргументом. Это явление спрятано в основных законах природы. Ни одна система из трех движущихся объектов, больших или малых, планет или черные дыры, не могут избежать направления времени», - добавили они.