Нил Деграсс Тайсон и Чак Найс в выпуске подкаста StarTalk от 28 апреля 2026 года обсуждают пределы физики и устройство космоса. Астрофизик отвечает на вопросы слушателей о квантовых флуктуациях, массе Вселенной и способах получения неограниченной энергии.
🌡️ Квантовые пределы и абсолютный ноль 1:51
Далтон из Хантсвилла интересуется возможностью извлечения бесконечной энергии из частиц, которые невозможно полностью остановить . Нил Деграсс Тайсон поясняет, что холод не является физической субстанцией, которую можно «добавить» в объект . Холод — это отсутствие тепла, и процесс охлаждения заключается в отводе тепловой энергии .
В бытовых условиях холодильник забирает тепло у продуктов и выводит его через радиаторные катушки на задней стенке . В открытом космосе охлаждение техники становится проблемой из-за отсутствия воздуха для конвекции . Тепло может уходить только через излучение, поэтому радиаторы космических аппаратов должны быть направлены строго в пустое пространство .
При приближении к абсолютному нулю классическая физика перестает работать и в силу вступают квантовые законы . Согласно квантовой механике, частицы никогда не прекращают движение полностью из-за флуктуаций . Нил Деграсс Тайсон выделяет ключевые аспекты этого состояния:
- Энергия нулевой точки — это минимальный энергетический уровень вакуума, ниже которого опуститься невозможно .
- Извлечь энергию из этого состояния нельзя, так как для перехода энергии требуется еще более низкий энергетический уровень, которого не существует .
- Использование энергии нулевой точки для работы космических двигателей остается гипотетической концепцией, маловероятной с точки зрения современной науки .
💡 Вездесущие фотоны и темные комнаты 8:33
Слушательница Рэйчел из Остина предполагает, что фотоны заполняют каждый дюйм пространства даже в темноте . Нил Деграсс Тайсон подтверждает этот тезис, напоминая знаменитую цитату боксера по имени Мухаммед Али о его невероятной скорости . Боксер утверждал, что успевает лечь в постель до того, как в комнате станет темно после выключения света.
Глаза человека не являются универсальным детектором света, так как видят лишь узкий диапазон спектра . Исаак Ньютон включил индиго в описание радуги только из-за своего мистического пристрастия к числу семь . Физик считал, что в спектре не может быть шесть цветов, и искусственно добавил седьмой .
Любой объект, имеющий температуру, постоянно излучает фотоны . Характеристики этого излучения зависят от нагрева:
- Человеческое тело при нормальной температуре излучает в инфракрасном диапазоне .
- Стены комнаты, имеющие комнатную температуру, также светятся в инфракрасном спектре .
- При температуре 3 градуса выше абсолютного нуля объекты излучают микроволны, что соответствует космическому микроволновому фону .
Полную темноту можно ощутить только в глубоких пещерах после нескольких поворотов, куда не проникает внешний свет . Даже в таких условиях приборы зафиксируют тепловое излучение от стен и присутствующих людей.
❄️ Закон охлаждения Исаака Ньютона 14:41
Максвелл из Лексингтона обратил внимание на закон охлаждения Ньютона как на побочный результат работы ученого . Нил Деграсс Тайсон признает, что этот закон является стандартным инструментом в курсе физики для расчета скорости изменения температуры . Суть закона заключается в том, что скорость остывания прямо пропорциональна разнице температур между объектом и окружающей средой .
Чак Найс отмечает, что гениальность Ньютона могла быть следствием отсутствия личной жизни . Ученый никогда не был женат, не имел детей и, по мнению историков, оставался девственником до смерти . Это позволило ему полностью сосредоточиться на создании исчисления, законов движения и теории гравитации .
⚡ Проект безлимитной энергии и подогрев городов 18:24
Обсуждая гипотетическую возможность получения бесконечной энергии, Нил Деграсс Тайсон указывает на Солнце как на основной источник . Китайские ученые рассматривают проект размещения солнечных панелей на орбите . Такой массив будет освещен 24 часа в сутки, а энергия будет передаваться на Землю с помощью направленных микроволновых лучей .
При наличии неограниченных ресурсов Нил Деграсс Тайсон предлагает внедрить систему обогрева городских улиц . В качестве примера он приводит Исландию:
- Горячая вода из геотермальных источников подается в трубы под дорогами .
- Это предотвращает накопление снега и льда на проезжей части .
- Исчезает необходимость в снегоуборочной технике, соли и оформлении ДТП из-за гололеда .
Чак Найс считает, что избыток энергии поможет остановить большинство войн, которые ведутся за ресурсы . Доступная энергия позволит наладить производство воды и продовольствия, устраняя проблему искусственного дефицита .
🌌 Форма Вселенной и природа гравитации 22:17
Скотт из Феникса задал вопрос о том, имеет ли Вселенная форму блина и вращаются ли галактики вокруг некоего суперцентра . Нил Деграсс Тайсон опровергает это: Вселенная не является плоской структурой . Движение галактик носит преимущественно хаотичный характер, если они не входят в состав крупных скоплений .
В физике существует понятие вириализации — процесса перераспределения энергии в зрелых звездных скоплениях . Молодые и «неряшливые» скопления еще не достигли этого состояния . Солнечная система совершает оборот вокруг центра Млечного Пути за 200 миллионов лет .
Обсуждая природу гравитации, собеседники рассматривают две версии:
- Гравитация как сила, имеющая частицу-переносчик — гравитон .
- Гравитация как геометрическое свойство — результат искривления ткани пространства-времени .
Нил Деграсс Тайсон цитирует своего профессора Джона Арчибальда Уилера: «Материя диктует пространству, как изгибаться, а пространство диктует материи, как двигаться» . По мнению Тайсона, если гравитация — это лишь следование кривизне пространства, то она может не вписываться в квантовую парадигму частиц-переносчиков .
⚖️ Вес Вселенной и поиск темной материи 33:43
Массу Вселенной можно рассчитать путем последовательного умножения известных величин . Астрофизики знают массу Солнца ($2 \times 10^{33}$ грамм), количество звезд в галактике (около 100 миллиардов) и число галактик в наблюдаемой Вселенной (около триллиона) .
Расчеты показывают, что в космосе наблюдается в шесть раз больше гравитации, чем может создать видимое вещество . Если этот эффект вызван материей, то ее называют темной материей . Японские ученые недавно зафиксировали гамма-излучение в центре Млечного Пути, которое может быть результатом аннигиляции вимпов (WIMPs) — слабо взаимодействующих массивных частиц .
Нил Деграсс Тайсон относится к этому открытию с осторожностью. Он утверждает, что если бы такая аннигиляция была обычным свойством темной материи, мы видели бы гамма-свечение во всех триллионах галактик, а не только в нашей .
🔭 Первые шаги: от бинокля до крыши в Бронксе 41:33
Нил Деграсс Тайсон вспоминает, что его путь в науку начался с бинокля друга, через который он впервые увидел Луну . Это наблюдение показало ему, что в небе происходят процессы, невидимые невооруженным глазом . В 11 лет, во время проживания семьи в Лексингтоне, родители отвели его на день открытых дверей в Гарвардский центр астрофизики .
На 12-летие будущий ученый получил свой первый инструмент — 2,4-дюймовый рефрактор . С его помощью он наблюдал:
- Кольца Сатурна и погодные полосы на Юпитере .
- Солнечные пятна через специальные фильтры .
- Туманности и галактику Андромеды .
В 13 лет Нил Деграсс Тайсон самостоятельно купил 6-дюймовый рефлектор Ньютона на деньги, заработанные выгулом собак . С этим телескопом в 14 лет он отправился в научную экспедицию в Африку для наблюдения полного солнечного затмения .
Однажды, когда юный Тайсон проводил наблюдения на крыше своего дома в Бронксе, соседи вызвали полицию . По словам ученого, полицейских насторожил темнокожий подросток с массивным предметом, похожим на оружие . Напряжение исчезло только после того, как Нил предложил офицерам самим посмотреть на Сатурн через окуляр . Позже этот эпизод вошел в детскую биографическую книгу о Тайсоне, которую на некоторое время запретили в Пенсильвании из-за «негативного изображения полиции» .
