Neutronske zvezde zbunile naučnike: Da li ovde vreme ide unazad?

Njihova analiza pokazala je da u određenim ekstremnim uslovima jaka gravitacija neutronske zvezde može u potpunosti da promeni ovu matematiku i da stvori posebnu strelu vremena koja se kreće suprotnim smerom od uobičajenog. U okviru matematičkih modela, takve neutronske zvezde zapravo kolabiraju unazad kroz vreme. Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu European Physical Journal C.

Istraživači su se fokusirali na tzv. epohalne funkcije – matematičke modele koji opisuju ključna svojstva prostor-vremena. Ove funkcije su važne i za razumevanje strele vremena jer mere entropiju, odnosno prelazak sistema iz uređenog u neuređeno stanje.

U studiji su posebno razmatrani parametri kao što su Ričijev skalar zakrivljenosti, Ričijev kvadrat, Krečmanov skalar i Vajlov tenzor. Ovi matematički alati omogućavaju naučnicima da izračunaju kako se prostor-vreme savija, deformiše, širi ili skuplja pod dejstvom ekstremne gravitacije. Kosmolozi već dugo pokušavaju da objasne jednu od najvećih misterija svemira: kako je rani svemir mogao da ima veoma nisku entropiju, dok danas živimo u kosmosu koji deluje kao da se nalazi na "kasnom" kraju strele vremena. Jedna od teorija sugeriše da bi u svemiru mogli postojati procesi ili regioni u kojima vreme lokalno teče unazad.

Kako bi to ispitali, naučnici su matematički uporedili epohalne funkcije gravitacionog kolapsa sa funkcijama koje opisuju zakrivljenost i strukturu prostor-vremena. Model su zasnovali na ranijim istraživanjima u kojima je zakrivljenost prostor-vremena korišćena za proučavanje neobičnih faza neutronskih zvezda.

Neutronske zvezde spadaju među najekstremnije objekte u svemiru. Iako predstavljaju jezgra mrtvih zvezda, po mnogim osobinama ponašaju se slično crnim rupama. Toliko su guste da bi neutronska zvezda prečnika svega nekoliko kilometara mogla imati veću masu od našeg Sunca.

Tokom aktivnog kolapsa, naučnici ih nazivaju "nestabilnim", što se odnosi na njihovo energetsko stanje. U ovom istraživanju, nestabilna neutronska zvezda je matematički smeštena u model prostor-vremena, gde su praćene promene ključnih parametara kroz vreme.

Rezultati su pokazali da epohalne funkcije povezane sa gravitacionim kolapsom postepeno opadaju kako kolaps napreduje, što ukazuje na lokalno smanjenje entropije. Iako na prvi pogled to ne deluje dramatično, upravo smanjenje entropije može biti jedan od pokazatelja da vreme, barem lokalno, teče unazad. Naučnici to slikovito opisuju kao situaciju u kojoj se pasta za zube sama vraća u tubu.

Istraživači navode da ih ovakav ishod nije u potpunosti iznenadio, jer gravitaciona entropija pogoduje grupisanju materije, dok klasična entropija teži raspršivanju i širenju sistema. Drugim rečima, između ove dve vrste entropije postoji stalna ravnoteža, a ekstremna gravitacija može da je poremeti.

Na kraju rada, naučnici ističu da ovo istraživanje predstavlja samo jedan korak ka dubljem razumevanju gravitacije, zakrivljenosti prostor-vremena i prirode vremena. Svaki novi model, smatraju, može doprineti boljem razumevanju fundamentalnih procesa u svemiru i otvoriti put ka budućim otkrićima.