时间倒退并不能挽回事情的发展!物理学打破了时间反转对称性破坏

时间不能倒流,但大多数物理学定律并不关心时间的方向。 物理学定律对未来和过去同样适用。 这就是所谓的时间反转对称性。

 然而,据《科学快讯》(3月25日)报道,现在已经证明,宇宙中存在着打破时间反转对称的现象。 由葡萄牙阿威罗大学的天文学家Tjarda Boekholt领导的一个研究小组发现,在存在三个引力相互作用的物体,如恒星和黑洞时,时间反转对称性被打破。


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 Boekholt使用了通常被称为N体的问题。 根据牛顿的运动定律和万有引力,两个大小相同的物体围绕一个中心点的运动在数学上是比较容易计算的。 然而,当三个或更多的天体被添加到一个三体系统中时,它们的轨道会被彼此的引力打乱,并且在对两个天体来说简单的相互作用中加入了混乱的因素。 在经典力学中没有任何公式可以完全描述这些轨道,更不用说广义相对论了。

 当然,这些轨道是通过计算机模拟计算出来的,从以前的试验中可以知道,三体系统的模拟经常会打破时间上的对称性。


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因此,Boekholt及其同事开发了一个名为Brutus的模拟代码,可以准确模拟N体问题,并测试了三体系统的时间可逆性。 根据经典力学,当时间倒流时,三体系统的轨迹应该重现其初始状态。

 模拟序列是这样的:三个静止的黑洞各自向对方靠近,形成一个复杂的轨道。 最后,当三个黑洞中的一个被从其轨道上弹出时,模拟就会停止。

 如果我们从这一点上倒退时间,我们应该总是能够恢复初始状态,因为物理学定律具有时间反转对称性。 然而,事实证明,有5%的概率是无法恢复初始状态的。 对系统的干扰是由普朗克长度(0.000000000000000000000000000000000016)这个最小的长度单位的巨大的微小干扰引起的。


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'三个黑洞的运动一定是极其混乱的,甚至像普朗克长度那样小的东西都能影响它们的运动'(Boekholt)。

 5%看起来不多,但毕竟这三个系统从根本上是不可预测的,因为不可能事先预测任何模拟是否会打破时间反转对称性。

 荷兰莱顿大学的计算天体物理学家Simon Portegies Zwart在评论这一结果时说。

'时间无法倒退不再是一个统计学上的故事。 时间反转对称性的打破已经隐藏在自然界的基本规律中。 无论一个运动物体是大如行星还是小如黑洞,由三个运动物体组成的系统都无法逃脱时间的方向"(Zwart)。

 这一发现进一步加深了时间的神秘性。 究竟什么是时间?......,我们可以期待在未来有越来越多的研究。

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