Als drie of meer objecten om elkaar heen bewegen, geschiedenis kan niet worden teruggedraaid. Dat concludeert een internationaal team van onderzoekers op basis van computersimulaties van drie om elkaar heen draaiende zwarte gaten. De onderzoekers, onder leiding van de Nederlandse astronoom Tjarda Boekholt, publiceren hun bevindingen in het aprilnummer van het tijdschrift Maandelijkse mededelingen van de Royal Astronomical Society .

De meeste basiswetten in de natuurkunde hebben geen probleem met de richting waarin ze lopen. Zij zijn, zoals wetenschappers het noemen, symmetrisch ten opzichte van de tijd, of tijdsymmetrisch. In praktijk, echter, iedereen weet dat de tijd niet zomaar kan worden teruggedraaid. Bijvoorbeeld, een kopje dat in honderd stukjes valt, vliegt echt niet spontaan en onbeschadigd terug in je hand. Tot nu, wetenschappers verklaarden het gebrek aan tijdsymmetrie door de statistische interactie tussen grote aantallen deeltjes. Drie astronomen laten nu zien dat slechts drie deeltjes voldoende zijn om de tijdsymmetrie te doorbreken.

Tjarda Boekholt (Universiteit van Coimbra, Portugal), Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden) en Mauri Valtonen (Universiteit Turku, Finland) berekende de banen van drie zwarte gaten die elkaar beïnvloeden. Dit gebeurt in twee simulaties. In de eerste simulatie de zwarte gaten beginnen vanuit rust. Dan bewegen ze naar elkaar toe en langs elkaar in ingewikkelde banen. Uiteindelijk verlaat één zwart gat het gezelschap van de twee anderen. De tweede simulatie begint met de eindsituatie van twee zwarte gaten en het ontsnapte derde zwarte gat en probeert de tijd terug te draaien naar de beginsituatie.

In 5% van de berekeningen blijkt dat de tijd niet teruggedraaid kan worden. Zelfs als de computer meer dan honderd decimalen gebruikt. De laatste 5% is dus geen kwestie van betere computers of slimmere rekenmethodes, zoals eerder gedacht.

Plank lengte

De onderzoekers verklaren de onomkeerbaarheid aan de hand van het begrip Planck-lengte. Dit is een in de natuurkunde bekend principe dat van toepassing is op verschijnselen op atomair niveau en kleiner. Hoofdonderzoeker Boekholt:"De beweging van de drie zwarte gaten kan zo enorm chaotisch zijn dat zoiets kleins als de Planck-lengte de bewegingen zal beïnvloeden. De verstoringen ter grootte van de Planck-lengte hebben een exponentieel effect en doorbreken de tijdsymmetrie."

Medeauteur Portegies Zwart vult aan:“De tijd niet kunnen terugdraaien is dus niet langer alleen een statistisch argument. Het zit al verscholen in de basiswetten van de natuur. Geen enkel systeem van drie bewegende objecten, groot of klein, planeten of zwarte gaten, kan ontsnappen aan de richting van de tijd."