Там, где время сворачивает назад: парадокс нейтронных звезд

Представьте себе мир, в котором разбитая ваза собирается сама собой, а пролитое молоко возвращается в кувшин. Это не сюжет фантастического романа и не описание работы машины времени. Это — математическая реальность, которую астрофизики из ЮАР вычислили на кончике пера. По их модели, внутри нейтронных звёзд стрела времени может лететь в обратную сторону.

Второй закон термодинамики — один из самых незыблемых кирпичей в фундаменте современной науки — гласит: в любой замкнутой системе энтропия, то есть мера беспорядка, может только расти. Мы никогда не увидим, как осколки сами собой складываются в чашку, а дым из рассеянного облака стягивается обратно в тлеющую спичку. Время имеет направление, и оно неумолимо ведёт всё сущее от порядка к хаосу.

Или всё же нет?

Исследование, опубликованное в European Physical Journal, предлагает взглянуть на Вселенную иначе. Учёные из Дурбанского технологического университета выделили две противоположные силы, действующие в космосе. Первая — знакомая каждому: рассеивание. Взрыв сверхновой разбрасывает вещество на сотни световых лет, и хаос растёт.

Вторая сила работает в другую сторону. Это гравитационный коллапс. Когда гигантская масса сжимается под собственной тяжестью, она не разлетается, а стягивается. Пыль и газ не расползаются, а скучиваются в плотный ком. С точки зрения физики, этот процесс снижает степень беспорядка. Из хаоса рождается порядок.

Идеальная лаборатория для такого явления — нейтронная звезда. Представьте себе объект размером с небольшой город, который весит больше Солнца. Чайная ложка его вещества на Земле потянула бы как горная гряда. А внутри — ядро, сжатое до предела, когда атомы перестают существовать как отдельные структуры.

Когда такая звезда умирает, её центральная часть коллапсирует дальше. Гравитация включается на полную мощность: никакого рассеивания, только сжатие. Материя схлопывается в точку, и энтропия... падает.

А падающая энтропия — это, по строгим математическим определениям, движение времени в обратную сторону.

Разумеется, речь не идёт о том, что гипотетический наблюдатель внутри нейтронной звезды увидел бы старого человека, превращающегося в младенца. Модель описывает лишь поведение физических величин, а не человеческое восприятие. И всё же вывод ошарашивает: наше привычное «время вперёд» — не универсальный закон, а локальное свойство той части Вселенной, в которой мы оказались.

И здесь возникает вопрос, который авторы работы не задают открыто, но он висит в воздухе. Если в одних уголках космоса энтропия растёт, а в других — падает, то что происходит с ней в целом? Второй закон термодинамики требует, чтобы общий беспорядок во Вселенной увеличивался всегда. Но как быть с нейтронными звёздами, где он уменьшается?

Ответ может быть таким: пока где-то время течёт вперёд, в других «карманах реальности» оно течёт назад, и эти противоположные течения компенсируют друг друга. Полная энтропия Вселенной растёт — но растёт за счёт того, что одни области хаотизируются сильнее, чем другие упорядочиваются.

Эта гипотеза, если она верна, объясняет давнюю загадку. После Большого взрыва энтропия была огромна. И всё равно Вселенная умудрилась не рассыпаться в однородную тьму, а породить галактики, звёзды, планеты и жизнь. Как это произошло? Возможно, потому, что на ранних этапах существовали зоны, где энтропия падала и время разворачивалось вспять, создавая островки порядка среди океана хаоса.

Нейтронные звёзды сегодня — главные кандидаты на роль таких зон. Математическая модель южноафриканских астрофизиков работает. Остаётся один вопрос, на который у науки пока нет ответа: если внутри этих сверхплотных объектов время действительно течёт назад, то что происходит на границе — там, где обратный поток сталкивается с нашим, обычным? Не образуется ли в этой точке нечто такое, чего мы не умеем даже описывать?