時間究竟能不能倒流?黑洞三體運動揭示宇宙終極秘密!

2020-10-18 徐德文科學頻道

每個人都希望時間能夠倒流,這樣我們就能和去世的親人重續歡樂,修正自己那些錯誤的人生決策,抹去自己以往的糗人糗事。然而最近一組科學家對黑洞三體運動的研究,可能會讓您徹底失望了,因為他們揭示了宇宙的終極秘密:時間永不可能反轉,即使你試圖反轉時間,也回不到過去的時刻。

對於絕大多數物理定律來說,時間都無所謂方向,不管它向哪一個方向流動,物理定律照樣起作用,這在物理上有一個高大上的名字,叫做時間反演對稱性。按照這個說法,我們的太陽系在銀河系中運行,如果把讓時間倒流,它就會循著原來的軌跡,又運行回去;我們的地球繞著太陽運行,如果讓時間倒流,它就會循著原來的軌跡,又倒退回去。就像我們反轉視頻,倒放錄像一樣,絲毫不差,完全回溯過去的軌跡。

但葡萄牙阿威羅大學天文學家Tjarda Boekholt領導的一組科學家已經證明,只需要三個引力相互作用的物體,就能打破時間反演對稱性。而我們的宇宙是由無數個引力相互作用的物體構成的,所以即使時間倒流,也沒法再回到以前的某個狀態;正如我們最多只能準確預測幾百萬年後太陽系中天體的位置,時間再長一些,有些事情就不是我們所能預測的了。在牛頓力學和廣義相對論下,我們無法完全準確地描述這些相互作用。

研究人員利用以前編寫的一個名為「布魯圖斯」(Brutus)的N體模擬代碼,模擬了三個黑洞互相運行的情形,使用蠻力計算來降低數值誤差的量級。在模擬中,科學家們先讓黑洞從靜止開始相互靠近,進入複雜的軌道運動,直到其中一個被踢出為止;然而他們讓模擬反轉,在時間上向後運行,試圖恢復整個系統到初始狀態。

結果發現,在5%的情況下,模擬結果是無法逆轉的,只需要對系統進行普朗克尺度的擾動,也就是0.000000000000000000000000000000000016米的改變,其指數般累積的改變,就足以讓系統回到另一種完全不同的狀態。而普朗克尺度已是宇宙中最小的尺度,即使是一個原子,都要比它大上億億億倍數量級。

研究人員認為,N體運動從根本上是「不可預測的」,問題的根源不是我們的模擬,而是宇宙的自然法則,是宇宙的內秉屬性。

所以我們可以拋卻時間倒流的夢了嗎?忘記過去,把握現在,展望將來,做好真正的自己,或許才是我們該有的人生態度。我們的人生無法靠縫縫補補獲得完美,這是宇宙的內秉屬性,沒有任何人能夠改變,哪怕上帝來了,也只能讓你節哀順變。活在當下,做好自己能做好的一切,其它的,就讓上帝的歸上帝,宇宙的歸宇宙吧。

這項研究發表在2月14日《皇家天文學會月刊》上。

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