Znanstvenici tvrde da u našem svemiru postoji mjesto gdje vrijeme teče unatrag: Evo što se zapravo događa

Nedavno su znanstvenici iz Južnoafričke Republike analizirali matematiku neutronskih zvijezda i usporedili je s postojećim shvaćanjem takozvane „strijele vremena“, ideje prema kojoj vrijeme neprestano teče unaprijed, a ne unatrag ili u nekakvim petljama i promjenjivim smjerovima.

Njihova analiza pokazala je da u određenim uvjetima ekstremno snažna gravitacija neutronske zvijezde potpuno mijenja tu matematiku i stvara zasebnu strijelu vremena koja se kreće u suprotnom smjeru od uobičajenog. Promatrano kroz matematičke modele, takve neutronske zvijezde zapravo kolabiraju unatrag kroz vrijeme. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu European Physical Journal C.

Znanstvenici su se fokusirali na takozvane epošne funkcije, matematičke modele koji opisuju ključna svojstva prostor-vremena. Te funkcije pomažu i u razumijevanju strijele vremena jer mjere entropiju, odnosno postupni prijelaz sustava iz uređenog u neuređeno

U istraživanju su posebno analizirani parametri poput Riccijevog skalara zakrivljenosti, Riccijevog kvadrata, Kretschmannovog skalara i Weylovog tenzora. Upravo oni omogućuju znanstvenicima da izračunaju kako se prostor-vrijeme savija, deformira, širi ili skuplja pod utjecajem goleme gravitacije.

Kozmolozi već dugo pokušavaju objasniti jednu od najvećih misterija svemira: kako je rani svemir mogao imati vrlo nisku entropiju, dok danas živimo u kozmosu koji djeluje kao da se nalazi na „kasnijem“ kraju strijele vremena. Jedna od teorija jest da u svemiru možda postoje procesi ili regije u kojima vrijeme lokalno teče unatrag.

Kako bi to provjerili, istraživači su matematički usporedili epošne funkcije gravitacijskog kolapsa s funkcijama koje opisuju zakrivljenost i strukturu prostor-vremena. Model su temeljili na prethodnim istraživanjima u kojima je zakrivljenost prostor-vremena korištena za proučavanje neobičnih faza neutronskih zvijezda.

Neutronske zvijezde inače predstavljaju jedne od najekstremnijih objekata u svemiru. Iako su zapravo jezgre mrtvih zvijezda, po mnogim se svojstvima ponašaju slično crnim rupama. Toliko su guste da bi neutronska zvijezda široka svega nekoliko kilometara mogla imati veću masu od našeg Sunca.

Kada prolaze kroz aktivni kolaps, znanstvenici ih nazivaju „nestabilnima“, što se odnosi na njihovo energetsko stanje. U ovom istraživanju znanstvenici su matematički smjestili nestabilnu neutronsku zvijezdu u model prostor-vremena i pratili kako se tijekom vremena mijenjaju vrijednosti ključnih parametara.

Rezultati su pokazali da epošne funkcije povezane s gravitacijskim kolapsom postupno opadaju kako kolaps napreduje, što upućuje na lokalno smanjenje entropije.

Na prvi pogled to možda ne djeluje spektakularno, ali upravo smanjenje entropije predstavlja jedan od mogućih znakova da vrijeme, barem lokalno, teče unatrag. Znanstvenici to slikovito uspoređuju sa situacijom u kojoj se pasta za zube sama vraća natrag u tubu.

Istraživači navode da ih ovakav rezultat nije potpuno iznenadio jer gravitacijska entropija pogoduje grupiranju materije, dok klasična entropija teži raspršivanju i širenju sustava. Drugim riječima, između te dvije vrste entropije postoji stalna „borba“, a ekstremno snažna gravitacija može promijeniti ravnotežu između njih.

Na kraju rada znanstvenici ističu da njihovo istraživanje predstavlja tek jedan korak u širem pokušaju kozmologije da preciznije objasni gravitaciju, zakrivljenost prostor-vremena i prirodu vremena. Svaki novi model, smatraju, može pomoći u razumijevanju fundamentalnih procesa svemira i otvoriti vrata budućim otkrićima.