Oltre i tre non si torna indietro
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Bastano tre particelle e la simmetria del tempo viene spezzata. A spezzarla concorre l'effetto amplificato di disturbi che avvengono alla lunghezza di Planck.


Fonte T C N Boekholt et al. Gargantuan chaotic gravitational three-body systems and their irreversibility to the Planck length, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2020).


Simulazione di interazione tra tre buchi neri.  Credit: Astronomie.nl/Tjarda Boekholt
Simulazione di interazione tra tre buchi neri.  Credit: Astronomie.nl/Tjarda Boekholt

Se tre o più oggetti si muovono interferendo l'uno con gli altri, la storia potrebbe non tornare più indietro: questa è la conclusione di un team di ricercatori internazionali basata su simulazioni al computer di tre buchi neri in orbita reciproca. 

Molte leggi basilari della fisica non hanno problemi con la direzione, risultando simmetriche rispetto al tempo. Nella pratica, comunque, sappiamo bene che non è semplice tornare indietro: se un bicchiere cade e si rompe, non riusciamo a sperimentare una situazione in cui il bicchiere si sana e torna nelle nostre mani. Finora questa mancanza è stata sempre spiegata tramite interazioni statistiche tra un ampio numero di particelle ma ora le cose sembrano diverse: bastano tre particelle e la simmetria temporale si rompe.

E' stata calcolata l'orbita di tre buchi neri in interazione reciproca attraverso due simulazioni: la prima parte con i buchi neri che si muovono l'uno verso gli atri raggiungendo orbite molto complesse fino all'espulsione di un buco nero ; la seconda inizia con la fine della precedente, quindi con due buchi neri e il terzo fuggito, e tenta di tornare indietro. Il tempo non può essere portato indietro nel 5% dei calcoli, persino tramite computer in grado di utilizzare più di cento decimali: non si tratta di un buon computer con ottime prestazioni, come pensato finora.

I ricercatori spiegano l'irreversibilità tramite il concetto di Lunghezza di Planck , che si applica a livello sub-atomico. Il moto dei tre buchi neri può essere talmente caotico che persino qualcosa di piccolo come la Lunghezza di Planck può influenzarne il movimento e proprio questi disturbi possono avere un effetto esponenziale rompendo la simmetria.

Nell'immagine in alto, la linea rossa è la simulazione in cui il computer torna indietro nel tempo; la linea bianca è la simulazione in cui il tempo viene spinto in avanti. Dopo 25 milioni di anni (sinistra) non ci sono ancora deviazioni e la linea rossa copre completamente la linea bianca. Dopo 37 milioni di anni (centro) le orbite deviano leggermente rendendo visibile la linea bianca. La simmetria viene spezzata dai disturbi a livello di Lunghezza di Planck e dopo 40 milioni di anni (destra) la deviazione è evidente.