如果三個或更多對象相互移動，在普朗克尺度效應(yīng)下，時間可以倒流反轉(zhuǎn)，這是一個國際研究小組基于對三個相互環(huán)繞黑洞計算機模擬得出的結(jié)論，由荷蘭天文學(xué)家Tjarda Boekholt領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊在《皇家天文學(xué)會月刊》上發(fā)表了這項發(fā)現(xiàn)。

物理學(xué)中大多數(shù)基本定律與它們運行的方向沒有問題，正如科學(xué)家所說：它們相對于時間是對稱的，或者說是時間對稱的。

然而，在實踐中，每個人都知道，時間不能倒流。例如，一個掉落碎成幾百塊的杯子，真的不會自然地、毫發(fā)無損地飛回到你的手中。到目前為止，科學(xué)家們通過大量粒子之間的統(tǒng)計相互作用來解釋時間對稱性的缺乏，三位天文學(xué)家現(xiàn)在證明，只有三個粒子足以打破時間對稱性。葡萄牙科英布拉大學(xué)、萊頓大學(xué)和芬蘭圖爾庫大學(xué)計算了三個相互影響的黑洞軌道。

這是在兩個模擬中完成的，在第一個次模擬中，黑洞從靜止狀態(tài)開始，然后，它們在復(fù)雜的軌道上相互靠近并越過對方，最后，一個黑洞離開了另外兩個黑洞。第二個模擬從兩個黑洞和逃逸的第三個黑洞的結(jié)束情況開始，試圖將時間倒轉(zhuǎn)到最初情況。事實證明，在5%的計算中，時間是不能反轉(zhuǎn)倒流的，即使計算機使用的小數(shù)位數(shù)超過一百位，因此，5%并不是以前認為更好計算機的問題。

上圖所示：對三個相互影響的黑洞計算機模擬，紅線是計算機時間倒流的模擬；白線是計算機在時間上向前移動的模擬；3500萬年過去了(左邊的情況)，仍然沒有任何偏差，紅線完全覆蓋了白線，3700萬年后(中間)，軌道略有偏離，白線變得清晰可見，時間對稱性被打破，因為普朗克尺度大小的擾動具有指數(shù)效應(yīng)，4000萬年后(右)，這種背離是顯而易見的。

普朗克尺度，打破時間對稱性

研究人員用普朗克長度（普朗克尺度）的概念解釋了不可逆性，這是物理學(xué)中已知的原理，適用于原子水平或更小的現(xiàn)象。首席研究員博克霍爾特說：這三個黑洞的運動可能非?；靵y，以至于像普朗克尺度這樣小的東西都會影響運動，普朗克尺度大小的擾動會產(chǎn)生指數(shù)效應(yīng)，破壞時間對稱性。該研究的合著者波特吉斯·茲沃特補充：因此，不能讓時間倒流不再僅僅是一個統(tǒng)計論點。

時間倒流已經(jīng)隱藏在基本的自然規(guī)律中，沒有一個由三個運動物體組成的系統(tǒng)，無論是大的、還是小的，行星或黑洞，都無法逃脫時間的方向?；煦绱嬖谟诖蠖鄶?shù)恒星動力系統(tǒng)中，并通過小擾動的指數(shù)增長表現(xiàn)出來，指數(shù)發(fā)散驅(qū)動了時間的不可逆性，增加了系統(tǒng)的熵。數(shù)值結(jié)果是N體問題的積分不可避免地將截斷和舍入誤差放大到宏觀尺度。到目前為止，恒星動力系統(tǒng)中的混沌與不可逆性之間的定量關(guān)系還沒有確定。

在這項研究中，研究人員使用了超越標準雙精度算法的精確N體程序Brutus，對自由落體混沌三體系從初始小擾動的放大因子分布中得到。將這一結(jié)果應(yīng)用于由三個總角動量為零的大質(zhì)量黑洞組成的系統(tǒng)，研究得出的結(jié)論是：這樣的三個黑洞中，高達5?%需要普朗克尺度的精度才能產(chǎn)生時間可逆解，從而使它們從根本上變得不可預(yù)測。

博科園｜研究/來自：荷蘭天文研究學(xué)院

參考期刊《皇家天文學(xué)會月刊》

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