NIEUWSTIJDREIZEN

Waarom we de klok niet kunnen terugdraaien

Waarom tikt de klok vooruit en niet terug? Een groep fysici denkt dat het antwoord verscholen ligt in het basale weefsel van de werkelijkheid.

Een gedeeltelijke weergave van de kunstinstallatie 'Zeitfeld' met 24 stationsklokken van de Duitse kunstenaar Klaus Rinkes in Düsseldorf.Beeld EPA

Het is een van de opmerkelijkste eigenschappen van de natuurkunde. Voor onze fundamentele natuurwetten maakt het niet uit welke richting de klok op tikt. Wie filmt hoe twee biljartballen botsen en die film vervolgens omgekeerd afspeelt ziet... twee biljartballen die botsen. En wat geldt voor zo’n botsing – beschreven door de wetten die de Britse fysicus Isaac Newton in de zeventiende eeuw aan het gedrag van de natuur hing – geldt voor de meeste fysica. De natuurkunde, zo zegt men in vakkringen dan, is ‘tijdsymmetrisch’.

Toch is ons leven van alledag dat niet. Behalve in tijdreisfilms als Back to the Future, kun je in het echt de klok nooit terugdraaien. Op zoek naar een verklaring, keek een groep natuur- en sterrenkundigen of wat geldt voor twee botsende biljartballen ook geldt voor een computersimulatie van drie zwarte gaten die om elkaar heen cirkelen. In 5 procent van de gevallen, zo schrijven ze in het huidige nummer van het vakblad Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, blijkt het in hun simulatie onmogelijk de klok nog terug te draaien.

Kleinst mogelijke lengte

Zo’n baanberekening van drie voorwerpen die om elkaar heen cirkelen, het zogeheten drielichamenprobleem, is berucht lastig. Maar tot nog toe dacht men dat het ‘alleen’ heel moeilijk was. Zet er een betere computer op, of een slimmer algoritme, en je kunt zo’n baan alsnog heel precies uitrekenen, zo luidde de verwachting.

In de nieuwe simulatie schuilt echter een fundamenteler probleem. Om de banen zo exact te berekenen dat men de klok kon terugdraaien, moest men de positie van de zwarte gaten soms kennen met een nauwkeurigheid groter dan de zogeheten plancklengte, de kleinste lengte die in de kosmos kan bestaan. Een positie nauwkeuriger weten dan die lengte is daarom simpelweg onmogelijk. Dat resultaat impliceert volgens de onderzoekers dat de richting van de klok, de pijl van de tijd die wijst van verleden naar toekomst, opgesloten ligt in het basale weefsel van de werkelijkheid.

‘Ik ben heel erg blij met dit resultaat. Ik denk dat dit heel intrigerend is en theoretisch sterk’, zegt astronoom Simon Portegies Zwart (Universiteit Leiden), een van de auteurs van het artikel.

Wel zitten aan het experiment nog wat haken en ogen, zegt hij. Zo hebben ze in hun simulatie alleen de klassieke natuurkundewetten van Newton gebruikt, terwijl bij superzware voorwerpen zoals zwarte gaten ook de ingewikkeldere relativiteitstheorie van Einstein om de hoek komt kijken. ‘Maar dat betekent niet dat ons resultaat niet valide is’, zegt Portegies Zwart.

Tijdreizen

Theoretisch natuurkundige Erik Verlinde (Universiteit van Amsterdam) zegt verrast te zijn dat de onderzoekers in 5 procent van de gevallen de klok in hun simulaties al niet meer konden omkeren. ‘Maar dat dit bij het drielichamenprobleem gebeurt is logisch’, zegt hij. ‘Dat kunnen we al jaren niet precies oplossen.’

Verlinde vindt het artikel intrigerend, maar vraagt zich tegelijk af of wat de onderzoekers laten zien ook opgaat voor de echte wereld. ‘Dit is een numerieke berekening. We weten dus niet wat het zegt over de echte wereld.’ Portegies Zwart waakt daarom voorlopig voor al te grote conclusies, zoals dat tijdreizen naar het verleden door dit resultaat fundamenteel onmogelijk is. ‘Dat gaat me echt iets te hard.’

Reis mee door de tijd

Reizen naar het verleden pure sciencefiction? Er zijn natuurkundigen die daar anders over denken. Dit zijn de drie meest veelbelovende manieren om de klok een tikje terug te kunnen draaien.

Wanneer je jezelf in een diep plotgat hebt geschreven, kun je als scenarioschrijver eigenlijk nog maar één kant op. Dan moet je bijna wel gaan tijdreizen, zodat je alles met terugwerkende kracht kunt herstellen. Maar wie wil tijdreizen, doet er goed aan eerst eens aan te kloppen bij een theoretisch natuurkundige, zo blijkt uit superheldenfilm Avengers: Endgame

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden