Почему время нельзя запустить вспять?

Почему время нельзя запустить вспять?

В учебниках физики ничего не говорится о том, что законы этой науки меняются в зависимости от хода времени вперед или назад. Заданные вопросы невероятно сложны и, пытаясь объяснить, почему стрелка часов должна идти только в одном направлении, ученые очень долго опирались на статистические аргументы, которые основывались на принципе увеличения энтропии.

Однако не так давно было продемонстрировано, что время не может быть повернуто вспять на фундаментальном уровне. Причина? Процессы, которые естественно движутся в одном направлении, не способны стабильно «воспроизводиться» обратно. Исследователи, отчитавшиеся в этой находке, рассматривали взаимодействие трех черных дыр. Надо отметить, что это невероятно сложная задача. Если два объекта, движущиеся по орбите вокруг общего центра масс, максимально стабильны и предсказуемы, добавление третьего полностью нарушает устойчивость системы. Это так называемая «задача трех тел». За исключением редких частных случаев, никому пока не удалось аналитически вычислить траектории их движения. Эти орбиты хаотичны, и даже крошечные отличия в начальных условиях могут привести к совершенно иному конечному результату.

Тем не менее, исследователи научились использовать суперкомпьютеры для симуляции движения объектов в такой системе. Они вычисляют траекторию каждого тела за очень короткий промежуток времени, фиксируют изменение сил, действующих на каждое из них, после чего продолжают рассчитывать маршрут движения. Одна из программ, позволяющих производить подобные расчеты, называется «Брут» («Brutus») в честь одного из убийц Гая Юлия Цезаря, и именно её использовали учёные для симуляции вращения трех черных дыр.

Они «запустили» туда три таких объекта, находящихся в состоянии покоя, после чего «включили» гравитацию. Небесные тела кружились друг вокруг друга в течение десятков миллионов лет. В какой-то момент две черные дыры, как будто сговорившись, вышвырнули третью и обрели парную стабильность. Затем исследователи попытались проделать то же самое, только наоборот. Они скопировали конечные условия и запустили обратный ход событий. По идее это должно было привести к возвращению к изначальному положению вещей. Но этого не происходило как минимум в 5% случаев. Надо отметить, что поначалу в этих симуляциях всё шло хорошо. До какого-то момента черные дыры возвращались ровно по тому пути, по которому шли вперед. Однако стоило только одной из них чуть-чуть отклониться, как всё шло наперекосяк. Даже крошечные возмущения приводили к радикальному изменению орбит. Насколько крошечные? Насколько это вообще возможно.

Черные дыры

В квантовой механике есть такое понятие, как «планковская длина». Концептуально оно было введено, чтобы обозначить наименьшую значимую единицу измерения. Этот параметр высчитывается посредством констант, не меняющихся в рамках теории относительности - постоянной Планка, гравитационной постоянной и скорости света. Он равен 1.616х10-35 метра, что примерно на 20 порядков меньше диаметра протона. Так вот, для черных дыр, движущихся назад во времени, даже такого крошечного отклонения оказывалось достаточно для нарушения временной симметрии.

Следует, естественно, помнить, что описанный эксперимент был чисто компьютерным, и подобные результаты могли быть вызваны ограниченностью вычислительной мощности. Однако исследователи утверждают, что работали с погрешностью до сотни знаков после запятой, в связи с чем они практически уверены в том, что это некое фундаментальное свойство Вселенной. Иначе говоря, они не ждут удара в спину от «Брута».

Вас также может заинтересовать

Оставить комментарий

Другие записи из раздела Космос