еще около 100 миллионов лет — прежде чем загорелись первые звезды.

А если их ещё тогда не было, о какой единице временной продолжительности может идти речь?

Форма и устройство Вселенной могут быть гораздо сложнее, чем принято считать. К такому выводу пришла международная команда ученых. Авторы показали, что так называемая «космическая дипольная аномалия» ставит под сомнение одну из ключевых основ современной космологии — представление о том, что Вселенная одинакова во всех направлениях.

Еще в 1980-х годах астрономы предложили тест: если стандартная модель верна, диполь в распределении материи должен совпадать с диполем реликтового излучения. Однако современные данные показывают, что это не так: направления совпадают, а вот величины — нет.
«Мы обнаружили, что Вселенная не проходит так называемый тест Эллиса–Болдуина. Диполь материи не соответствует диполю реликтового излучения», — отметили авторы работы.
По их словам, это расхождение подтверждается разными наборами данных — как наземными радиотелескопами, так и космическими наблюдениями в инфракрасном диапазоне, что снижает вероятность систематической ошибки.
В отличие от более известного «напряжения Хаббла», связанного с разными оценками скорости расширения Вселенной, космическая дипольная аномалия затрагивает сам фундамент космологической модели.
«Эта проблема не лечится простыми поправками. Она может потребовать отказа от стандартного описания Вселенной и пересмотра базовых предположений», — подчеркнули исследователи.

Окончательный вердикт будет вынесен в ближайшем десятилетии. Готовятся к запуску и выходу на полную мощность инструменты нового поколения:
Космический телескоп Euclid (ESA) и наземная обсерватория Vera C. Rubin (проект LSST) проведут глубокие оптические и инфракрасные обзоры, построив трехмерную карту распределения миллиардов галактик. Это позволит провести томографию диполя — измерить его параметры в зависимости от расстояния (красного смещения) с высокой точностью.
Гигантский радиоинтерферометр SKA (Square Kilometre Array), строительство которого ведется в Австралии и Южной Африке, обеспечит радиообзор всего неба с беспрецедентной чувствительностью. Это позволит исключить любые остаточные калибровочные неопределенности.
Если эти данные подтвердят, что материя и излучение движутся в разных ритмах или что Вселенная имеет выделенное направление, физикам придется заново переписывать уравнения, описывающие рождение, эволюцию и будущее нашего мира. Простота Космологического принципа может оказаться тем, что мы накладываем на природу, а не тем, что ей действительно свойственно.

Западный физик Джинестра Бьянкони предлагает радикальный ход: считать, что гравитация может «вырождаться» из энтропии. Если идея верна, она подводит мост между общей теорией относительности и квантовой физикой — двумя языками, которые обычно плохо переводятся друг в друга.

Энтропия — это мера «неупорядоченности» и необратимого распада энергии и материи, когда систему оставляют без вмешательства. В популярном представлении именно энтропия толкает мир к росту хаоса. Поэтому новая теория звучит парадоксально.

В работе, опубликованной в Physical Review D, Джинестра Бьянкони (Queen Mary University of London) опирается на понятие квантовой относительной энтропии.

Это инструмент, который позволяет сравнивать два квантовых состояния и описывать, насколько они «различаются» по структуре и степени неопределенности.
По замыслу автора, через такую меру можно формально связать материю и геометрию пространства-времени.
Проблема, на которую нацелена теория, старая: общая теория относительности объясняет гравитацию как искривление пространства-времени массивными объектами.

Между тем квантовая теория, напротив, описывает мир на микроскопических масштабах, где объекты ведут себя и как частицы, и как волны. Эти описания работают блестяще каждое в своей области, но плохо стыкуются в единую картину.

Бьянкони предлагает смотреть на пространство-время как на квантовый оператор — то есть не как на пассивную сцену, а как на объект, который действует на квантовые состояния и переводит их в другие состояния.

В этой логике гравитация появляется как «энтропийное действие», связывающее поля материи с геометрией пространства-времени.

Исследователь формулирует это прямо: «Гравитация выводится из энтропийного действия, которое связывает поля материи с геометрией [пространства-времени]».

Мы все видели классическую картинку: резиновая простыня, тяжелый шар в центре (Земля) и маленький шарик, который катится по краю воронки. Это очень наглядная метафора, но она лжет нам. Вернее, она создает абсолютно неправильное представление о том, как именно работает гравитация в рамках Общей теории относительности (ОТО).

Если вы думаете, что Земля вращается вокруг Солнца, потому что Солнце «продавило» пространство и Земля просто «катится по склону», — вы становитесь жертвой упрощения. На самом деле львиная доля того, что мы называем гравитацией, — это не искривление пространства, а искривление времени.

В физике существует понятие метрики Шварцшильда — точного решения уравнений Эйнштейна для сферического невращающегося тела. В слабом гравитационном поле (например, в окрестностях Земли) интервал (пространственно-временной промежуток) выглядит упрощенно так:

Для нерелятивистских тел (движущихся со скоростями v ≪ c, то есть для всех привычных нам предметов — камней, спутников, людей) вклад временной компоненты в уравнения движения доминирует. Классическое ньютоновское ускорение (сила тяжести) получается исключительно из временной части метрики.

В гравитации Земли искривление времени влияет на движение тел примерно в 1,4 миллиарда раз сильнее, чем искривление пространства!

На самом деле, стоя на Земле, вы находитесь не просто в области искривленного пространства. Вы находитесь в области глубокой временной ямы. Ваши ноги стареют медленнее, чем ваша голова (хотя разница ничтожно мала — миллиардные доли секунды за жизнь). Именно эта разница в течении времени на расстоянии нескольких метров удерживает нас на планете, заставляет спутники летать по орбитам, а свет звезд огибать Солнце.

Гравитация — это не столько искривление пространства, сколько проявление того, что время течет с разной скоростью в разных точках Вселенной.

Новое исследование геофизиков из Вены и Цюриха показало, что с 2000 по 2020 год продолжительность земных суток увеличивалась со скоростью около 1,33 миллисекунды за столетие — это самый быстрый темп замедления со времён эпохи мастодонтов и саблезубых кошек.
Учёные связывают этот феномен с глобальным перераспределением массы. По мере того как полярные ледяные щиты и горные ледники тают, огромные массы воды устремляются в океаны и скапливаются в более широких экваториальных широтах. Этот дополнительный вес на экваторе создаёт эффект гравитационного торможения, замедляя вращение планеты.

еще бы кто четко рассказал, что такое время, а что пространство, окромя сугубо метрических параметров мат. модели.

Ученые-физики представили новую гипотезу, способную пролить свет на давнюю загадку черных дыр. Согласно этой модели, привычное представление о реальности, включающее три пространственных измерения и время, может быть дополнено тремя скрытыми, «свернутыми» измерениями, которые люди не могуть воспринимать напрямую.

Это скручивание скрытых слоев реальности создает так называемое твисторное поле. Появление этого поля, согласно гипотезе, генерирует силу, которая не позволяет объекту полностью исчезнуть. В результате остается стабильный, чрезвычайно малый остаток, который в десять миллиардов раз меньше электрона. Предполагается, что эта невидимая частица сохраняет всю информацию, когда-либо поглощенную черной дырой.

Физики смоделировали квантовый процесс, который теоретически способен «переписать» Вселенную, изменив сами законы физики. Речь идет о распаде ложного вакуума — гипотетическом переходе пространства в более стабильное энергетическое состояние. Работа опубликована в Physical Review Letters (PRL).
Согласно современным представлениям, вакуум — это не пустота, а состояние квантовых полей с минимальной энергией. Однако возможно существование еще более «глубокого» состояния — истинного вакуума. Если переход к нему произойдет, даже в небольшой области пространства может возникнуть пузырь новой фазы.
Такой пузырь будет стремительно расширяться почти со скоростью света. На его границе — своеобразном «фронте» — изменяются фундаментальные свойства материи: массы частиц, силы взаимодействия и сама структура атомов. Это не взрыв в привычном смысле, а радикальная трансформация: привычная физика перестает работать, а материя в известной форме существовать уже не может.
Международная команда исследователей смогла воспроизвести аналог этого процесса в лаборатории. Ученые использовали систему из атомов Ридберга — сильно возбужденных атомов с особыми квантовыми свойствами. Их расположили в виде кольца и с помощью лазеров создали два энергетических состояния, соответствующих ложному и истинному вакууму.
После этого система начала переходить в более стабильное состояние, имитируя образование и «рост» квантового пузыря. Наблюдения подтвердили ключевые предсказания квантовая теория поля: переход происходит через зарождение новой фазы, которая затем распространяется.

Исследователи подчеркивают, что эксперимент не несет угрозы и не означает, что подобный процесс может произойти в реальности. Однако он дает ученым уникальный инструмент для изучения явлений на стыке квантовой физики и общей теории относительности.

Китайский проект Taiji предполагает запуск трех спутников, которые будут находиться в космосе на расстоянии миллионов километров друг от друга. Между ними будут работать лазеры, измеряющие даже минимальные изменения расстояния. По словам разработчиков, новая система способна фиксировать смещения на пикометровом уровне (примерно одна десятитысячная диаметра человеческого волоса).
Во время испытаний устройство показало высокую стабильность и низкий уровень помех (включая температурные и аппаратурный шум). Ученые также заявили, что смогли улучшить стабильность измерений примерно в десять раз.
Первый аппарат программы Taiji вывели на орбиту еще в 2019 году. Следующим этапом станет миссия Taiji-2 с двумя спутниками, а в 2030-х годах Китай рассчитывает запустить полноценную трехспутниковую систему Taiji-3.

Темная материя (если она есть), как известно, с электромагнитными силами не взаимодействует, а только с гравитацией. Поэтому гравитационные волны, порожденные слиянием черных дыр, могут нести ее следы.

Похоже, один такой сигнал зарегистрировал детектор LIGO. Таковы результаты проверки нового метода поиска темной материи, статья о котором вышла в журнале Physical Review Letters.

«Мы знаем, что темная материя вокруг нас есть. Просто она должна быть достаточно плотной, чтобы мы могли заметить ее влияние. Черные дыры дают механизм усиления этой плотности, и теперь мы можем искать ее, анализируя гравитационные волны, испускаемые при их слиянии», — говорит один из разработчиков метода Йосу Ауррекоецеа с факультета физики Массачусетского технологического института.

Один из классов предлагаемой темной материи состоит из «легких скалярных» частиц, массы которых на много порядков меньше, чем у электрона. Теоретики предсказывают, что такая темная материя вблизи черных дыр должна вести себя не просто как набор частиц, а как согласованные волны.

Черные дыры своим вращением уплотняют эти частицы — примерно как сливки взбивают в масло. И если происходит слияние с «громким эхом» в виде гравитационной волны, пройдя через «сгустившееся» поле темной материи, она должна изменить свою форму.

Вселенная может быть асимметричной — то есть выглядеть по-разному в разных направлениях: новое исследование показывает, что распределение далеких галактик и квазаров не совпадает с тем, что предсказывает стандартная космологическая модель. Это называют «космической дипольной аномалией», и она может потребовать полного пересмотра наших представлений о строении Вселенной. Работа опубликована в журнале Reviews of Modern Physics (RMP).

Профессор математики Джинестра Бьянкони из Лондонского университета королевы Марии предложила новую теоретическую модель, которая объясняет, как во Вселенной, несмотря на неуклонный рост энтропии, могут появляться сложные структуры.

Согласно идее, гравитация – это не просто фундаментальная сила, а скорее следствие информационных и термодинамических процессов, происходящих в самом пространстве-времени. Это подход (Gravity from Entropy, GfE) к квантовой гравитации, который использует идеи статистической механики. Вместо того чтобы рассматривать гравитацию только как фундаментальную силу или искривление пространства-времени, GfE связывает ее с информацией и энтропией на квантовом уровне.

Если смотреть на Вселенную в целом, то второй закон термодинамики строго соблюдается: общая энтропия действительно неуклонно растет. Однако ситуация кардинально меняется, если рассматривать локальные участки пространства. Оказывается, что энтропия, приходящаяся на единицу объема, со временем уменьшается.

В основе этого эффекта лежит расширение Вселенной. Поскольку пространство постоянно увеличивается, локальный «элемент объема» растет. Теория Бьянкони показывает, что именно это расширение создает условия, при которых локальная упорядоченность может возрастать, не нарушая при этом общий закон роста энтропии. Интересно, что в рамках этой модели даже появляются такие знакомые нам понятия, как температура и давление, что указывает на внутреннюю тепловую природу самого пространства-времени на квантовом уровне.

Модель Бьянкони позволяет по-новому взглянуть на темную энергию – загадочную силу, заставляющую Вселенную расширяться с ускорением, трактуя ее как проявление внутренней энергии самой гравитационной системы. Таким образом, работа указывает на глубокую связь между информацией, пространством-временем и возникновением структур.

Рост сложности во Вселенной не противоречит второму закону термодинамики, а является его естественным следствием в условиях постоянно расширяющегося пространства. Предложенная модель гравитации предлагает элегантное решение, позволяющее рассматривать появление галактик, звезд и жизни не как случайность или нарушение законов физики, а как неотъемлемую часть единого термодинамического процесса, в котором локальный порядок возникает за счет глобального увеличения энтропии.

гравитация как результат информационного напряжения между реальной метрикой пространства-времени и другой метрикой, порождаемой материей и кривизной.

2. Энергия есть порождение температуры.

а можно менять само пространство

По словам астрономов, 10 миллиардов лет назад Млечный Путь перевернулся из-за столкновения с карликовой галактикой. Исследователи из Даремского университета обнаружили, что в результате прямого столкновения с галактикой Гайя-Энцелад (известна также как Gaia Sausage) Млечный Путь оказался в своём нынешнем положении.

Катастрофическое столкновение произошло около 10 миллиардов лет назад, когда в Млечный Путь лоб в лоб врезалась карликовая галактика Гайя-Энцелад.

Млечный Путь разорвал в клочья вторгшуюся галактику и поглотил её звёзды, но хаос, вызванный этим столкновением, вероятно, развернул весь диск Млечного Пути более чем на 90 градусов, придав ему нынешнее положение, как утверждают исследователи.

Астрономы из Даремского университета с помощью суперкомпьютерного моделирования показали, что галактики, подобные Млечному Пути, которые сталкиваются лоб в лоб с Gaia Sausage, скорее всего, испытывают «переворот диска», который резко, хоть и медленно, меняет ориентацию галактики.