Сломанная «стрела». Найдено место во Вселенной, где время течёт вспять
Астрофизики из ЮАР представили математическую модель, которая способна перевернуть наше понимание природы времени. Согласно их расчётам, в недрах сверхплотных нейтронных звезд «стрела времени» может разворачиваться в противоположную сторону.
Исследование, опубликованное в European Physical Journal, бросает вызов фундаментальному свойству нашей Вселенной.
Разбитая чашка никогда не станет целой
Все мы знаем неумолимый закон жизни: время движется только вперёд. Разбитая чашка никогда не станет целой, а пролитое молоко не соберётся обратно в пакет. Учёные называют это «стрелой времени», а движение этой «стрелы» измеряется энтропией — грубо говоря, степенью беспорядка вокруг нас. Согласно второму закону термодинамики, этот беспорядок (или хаос) может только расти. Проще всего это понять на примере той же разбитой чашки: количество её осколков может только увеличиваться, а не уменьшаться.
Но что, если где-то во Вселенной этот закон даёт сбой? Исследователи из Дурбанского технологического университета (ЮАР) с помощью математики заглянули внутрь нейтронных звезд и обнаружили там обратную «стрелу времени».
По словам учёных, прошлое и будущее в этих звёздах словно бы меняются местами. Энтропия в этих условиях парадоксальным образом начинает падать.
Два типа беспорядка: рассеивание против слипания
Чтобы понять, в чём тут фокус, надо представить себе две силы, которые постоянно «противостоят» друг другу в космосе. Первая — это привычный нам беспорядок, или хаос: всё взрывается, разлетается, остывает... Звезда после взрыва рассеивает своё вещество по галактике — беспорядок возрастает, а время движется вперёд.
Но есть и вторая, не такая очевидная сила — гравитационный хаос. Оказывается, когда сверхбольшая масса сжимается под собственной тяжестью, она создаёт порядок. Пыль и газ уплотняются, «скучиваются». С точки зрения математики, беспорядок в этот момент не растёт, а снижается.
Нейтронная звезда — идеальное место во Вселенной для такого «наведения порядка». Это космическое тело размером с небольшой город (диаметр — лишь около 30 километров), но весит оно при этом больше нашего Солнца. Гравитация там настолько чудовищная, что чайная ложка вещества нейтронной звезды весила бы на Земле как гора Эверест!
Когда такая звезда умирает, её ядро сжимается ещё сильнее. Гравитация работает словно гигантский пылесос: она не дает ничему разлететься, а наоборот, стягивает материю в сверхплотную точку. Вещество не рассеивается, а «схлопывается» в идеальный порядок.
Суть исследования в том, что учёные подсчитали параметры этого процесса и увидели, что энтропия снижается. А падение энтропии — это и есть математический синоним движения времени вспять.
Это как если бы разбитая чашка сама склеилась и прыгнула обратно вам в руку.
Зачем нам это знать?
Конечно, речь не идёт о том, что, угодив в недра нейтронной звезды, человек начнёт молодеть. Это всего лишь математическая модель, которая показывает, что в экстремальных условиях наши привычные законы могут работать иначе.
Тем не менее, исследование может стать тем недостающим кусочком пазла, который даст ответ на одну из космологических загадок. Оно поможет учёным понять, почему сразу после Большого взрыва, когда царил дикий хаос, и Вселенная находилась в состоянии чрезвычайно высокой энтропии, она вообще смогла эволюционировать и двигаться вперёд.
Возможно, ответ кроется в том, что пока в одной части Вселенной время шло вперёд, в других местах, в неких «карманах» реальности (таких, как нейтронные звёзды), оно отматывало стрелки часов назад. Тем самым уравновешивая глобальный рост хаоса.
Пока это лишь теория, но она заставляет по-новому взглянуть на космос: возможно, где-то в его глубинах, внутри умирающих звёзд, прошлое и будущее действительно встречаются.