|
Есть место, где Время движется вспять
|
|
|
|
Ученые из Южной Африки недавно проанализировали математику нейтронных звезд и сравнили ее с нашей существующей парадигмой движения “стрелы времени” вперед - идеей о том, что время движется последовательно вперед, а не назад или каким—либо образом зацикливается или изменяется. Они обнаружили, что при определенных условиях специфическая, чрезвычайно высокая гравитация нейтронной звезды выворачивает эту математику наизнанку, создавая отдельную стрелу времени, движущуюся в противоположном от обычного направлении. По крайней мере, с математической точки зрения, эти нейтронные звезды коллапсируют назад во времени. Работа исследователей опубликована в журнале European Physical Journal C.
|
|
|
|
Их исследование сосредоточено на так называемых эпохальных функциях, которые объясняют ключевые аспекты пространства-времени. Эти функции также помогают сформировать наше текущее представление о стреле времени путем количественной оценки энтропии, нарушения порядка во времени. Ученые выделяют, в частности, три параметра (ну, один с двумя подтипами), которые составляют эти математические задачи:
|
|
|
|
Скаляр кривизны Риччи измеряет, насколько локальная кривизна пространства-времени отличается от плоского пространства, и является показателем содержания вещества и энергии. Квадрат Риччи помогает описать, как объемы деформируются, расширяются или сжимаются вдоль геодезических линий. Скаляр Кречмана позволяет обнаруживать истинные сингулярности, которые не зависят от изменения координат. Тензор Вейля позволяет нам измерять искажение пространства-времени из-за приливных эффектов.
|
|
|
|
Все это говорит о том, что эти параметры помогают определить, как пространство-время изгибается, сжимается, деформируется и извращается в различных контекстах.
|
|
|
|
|
|
|
Космологи, изучающие крошечный промежуток времени непосредственно после Большого взрыва, долгое время пытались согласовать высокую энтропию ранней Вселенной с тем фактом, что сегодня мы все еще находимся на “более позднем” конце стрелы времени. Может ли ответ заключаться в том, что какие-то механизмы или процессы всегда, так сказать, переводили стрелки часов вспять?
|
|
|
|
Для исследования исследователи в основном решили противопоставить друг другу два разных конца математических уравнений: эпохальные функции гравитационного коллапса и эпохальные функции кривизны и структуры пространства-времени. Исследователи в общих чертах смоделировали эти функции на основе недавней работы, в которой другие ученые использовали искривление пространства-времени “в качестве зонда для изучения экзотических фаз в нейтронных звездах”.
|
|
|
|
Нейтронные звезды необычны по сравнению с основной массой наблюдаемой Вселенной. На самом деле, во многих отношениях они больше похожи на черные дыры, чем на то, чем они являются на самом деле: ядрами мертвых звезд. Вы могли бы пересечь ширину нейтронной звезды за пару часов, но масса ее все равно была бы больше массы Солнца.
|
|
|
|
Когда нейтронные звезды активно коллапсируют, их называют “нестабильными”, имея в виду их энергетическое состояние. В этом исследовании ученые создали модель пространства-времени и (математически) поместили в нее нестабильную нейтронную звезду, чтобы рассчитать значения Риччи, Риччи в квадрате, Кречмана и Вейля с течением времени. Они обнаружили, что функции эпох, включающие эти значения, “явно монотонно уменьшаются по мере прогрессирования коллапса”, что указывает на локальное уменьшение энтропии.
|
|
|
|
На первый взгляд, это может показаться незначительным, но уменьшение энтропии - это один из способов сказать, что время, как мы его понимаем, движется вспять. Это похоже на то, как если бы коллапсирующая нейтронная звезда аккуратно засасывала зубную пасту обратно в тюбик, если использовать один известный пример.
|
|
|
|
Исследователи писали, что этот результат был интуитивно ожидаемо получен, потому что “гравитационная энтропия способствует сгущению вещества, в то время как обычная энтропия вещества способствует рассеиванию”. Гравитационная энтропия — это более новая идея, согласно которой гравитация — вместо того, чтобы быть предсказуемой фундаментальной силой - является результатом того, что энтропия медленно приводит все во Вселенной во все больший беспорядок. Таким образом, два типа энтропии (тот, который сгущается, и тот, который рассеивается) находятся в напряжении, которое меняется, когда гравитация становится сильнее или слабее.
|
|
|
|
Ученые завершили свою статью, отметив, что их работа является продолжением и ступенькой в продолжающемся стремлении космологов количественно оценить различные величины силы тяжести и кривизны. Каждая новая установка, которую мы изучаем, помогает раскрыть какую—то более широкую идею, которая, как мы надеемся, может быть применена к будущим исследованиям и позволит продвигать процесс вперед, что само по себе является пресловутой стрелой времени.
|
|
|
|
Источник
|
