# Нил Деграсс Тайсон: «Мы — узники измерений, запертые в настоящем» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=epWXT_FBka0 Канал: StarTalk Опубликовано: 15.02.2024 --- В новом выпуске программы StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и комик Чак Найс разбирают «космические вопросы» слушателей, охватывая широкий спектр тем: от фундаментальных основ квантовой механики до практической физики повседневной жизни. В центре дискуссии — природа времени, механизмы квантовой запутанности и то, как современные открытия меняют наше представление о месте Земли во Вселенной. ## 🔗 Квантовая запутанность: рожденные вместе [[JUMP:03:45]] Обсуждение началось с вопроса слушателя о том, как именно ученые «запутывают» частицы и можно ли их физически перевезти в другой город для измерений. Нил Деграсс Тайсон пояснил, что частицы не «нанимают» для запутанности — они должны быть «рождены вместе» [04:13]. По словам астрофизика, процесс выглядит следующим образом: * Существует определенное состояние энергии или материи. * При создании двух частиц из этого состояния они получают взаимодополняющие свойства. * При разделении эти частицы сохраняют общие характеристики квантово-механического состояния [04:29]. Ключевая особенность заключается в том, что частицы «общаются» мгновенно, независимо от расстояния, что превышает скорость света [05:33]. Однако Нил Деграсс Тайсон подчеркнул, что на данный момент наука не нашла способа использовать это явление для передачи осмысленной информации [05:46]. Ведущий также отметил геополитический аспект этой научной гонки. По мнению Нила Деграсса Тайсона, между США и Китаем существует «разрыв в квантовой запутанности» [06:24]. Он утверждает, что Китай удерживает рекорд по дистанции запутывания (эксперименты между орбитой и поверхностью Земли), так как их ученые нашли способ эффективно изолировать частицы от внешних помех [06:37]. ## 🏃‍♂️ Физика дождя: бежать или идти? [[JUMP:07:30]] Один из классических вопросов — намокнет ли человек сильнее, если будет бежать под дождем, а не идти — Нил Деграсс Тайсон разобрал с точки зрения математического анализа. Он считает это типичной задачей на минимизацию в исчислении (calculus) [09:17]. Основные факторы, влияющие на результат: * **Вертикальный поток:** когда вы идете, капли падают в основном на голову и плечи. * **Горизонтальное сечение:** при беге вы «врезаетесь» всем телом в капли, находящиеся перед вами [08:51]. * **Время:** бег сокращает время пребывания под дождем, но увеличивает количество столкновений с каплями спереди. Нил Деграсс Тайсон пояснил, что решение зависит от индивидуальных параметров: «насколько толстая у вас голова» и какова площадь фронтального сечения тела [08:11]. Это уравнение, где две переменные действуют в противоположных направлениях, и целью является поиск точки равновесия, аналогично поиску максимальной прибыли в экономике [09:42]. ## 🌌 Универсальность физических законов [[JUMP:10:47]] Отвечая на вопрос слушателя о том, отличается ли физика на Земле от физики в остальной Вселенной, Нил Деграсс Тайсон категорически опроверг идею об исключительности земных условий. Он процитировал главу из своей книги *Death by Black Hole*, озаглавленную «На Земле, как на небесах» [12:09]. Исторический контекст и факты: * До Исаака Ньютона считалось, что небеса работают по непостижимым «божественным» законам, отличным от земных. * Универсальный закон тяготения Ньютона доказал, что одна и та же сила управляет падением яблока и движением планет [12:23]. * В XIX веке с помощью спектроскопии было доказано, что химические элементы на Солнце и в далеких звездах идентичны тем, что изучаются в земных лабораториях [13:02]. По словам ведущего, физика едина не только в пространстве, но и во времени [13:17]. Различие лишь в масштабах: на макроуровне мы видим классическую физику Ньютона, но на уровне атомов те же законы проявляются через квантовую механику [14:08]. ## ⏳ Узники измерений и «колодцы» времени [[JUMP:15:28]] Размышляя о природе измерений, Нил Деграсс Тайсон высказал мнение, что люди не владеют измерениями, а являются их «узниками» [15:41]. Особенно это касается времени: человек навсегда заперт в настоящем, перемещаясь между недоступным прошлым и непознаваемым будущим [15:53]. При колонизации космоса восприятие времени неизбежно изменится из-за эффектов теории относительности Эйнштейна: * **Гравитационное замедление времени:** на планетах с разной массой время течет с разной скоростью. * **Реальный пример:** спутники GPS находятся в более слабом гравитационном поле, чем люди на Земле, поэтому их часы тикают быстрее. Нам приходится корректировать данные GPS с учетом общей теории относительности [31:40]. * **Проблема синхронизации:** из-за разницы в гравитации и скоростях движения планет понятие «одновременности» событий для разных колоний в космосе исчезнет [32:30]. Нил Деграсс Тайсон также привел аналогию с биологическим пределом: если бы существо было размером с галактику, сигнал о том, что нужно почесаться, шел бы до мозга 100 000 лет [33:25]. ## 🕳️ Черные дыры и информационный парадокс [[JUMP:20:01]] Слушатели предложили использовать квантово-запутанные частицы для передачи данных из-за горизонта событий черной дыры. Нил Деграсс Тайсон скептически относится к этой идее [22:06]. Основные тезисы: 1. **Сингулярность:** согласно ОТО, масса коллапсирует в точку с бесконечной плотностью и нулевым объемом. Ученые (например, теоретики струн) пытаются понять, является ли это физической реальностью или математической ошибкой [28:30]. 2. **Излучение Хокинга:** черные дыры испаряются, но частицы, выходящие наружу, несут информацию лишь о том, из чего они состоят (например, протоны), а не о структуре поглощенных объектов [22:20]. 3. **Замедление времени:** как показано в фильме *Interstellar*, при приближении к черной дыре время замедляется настолько, что для внешнего наблюдателя зонд может передавать 10 минут данных в течение года его (наблюдателя) жизни [22:47]. ## 🔭 Главные открытия современности [[JUMP:24:19]] Нил Деграсс Тайсон выделил ключевые научные прорывы, произошедшие за его профессиональную жизнь: * **Сверхмассивные черные дыры:** теперь ученые уверены, что в центре каждой крупной галактики находится такой объект [24:58]. * **Происхождение элементов:** окончательное подтверждение того, что тяжелые элементы (углерод, азот и др.), из которых состоим мы, были «сварены» в ядрах звезд и разбросаны взрывами сверхновых [25:24]. * **Возраст Вселенной:** точность этого показателя выросла в разы. Если в 80-х неопределенность составляла фактор 2 (от 10 до 20 млрд лет), то сейчас установлена цифра в 13,8 млрд лет [26:40]. ## 🎞️ Научная фантастика и реальность [[JUMP:39:33]] В финале дискуссии Чак Найс и Нил Деграсс Тайсон обсудили концепции из поп-культуры. Ведущий признался, что ему близки темы фильма «Матрица» — вопросы о различии между реальностью мозга и объективной реальностью [40:15]. Сравнивая технологии перемещения, Нил Деграсс Тайсон предположил, что человечество скорее освоит червоточины (wormholes), чем телепортацию через «транспортеры» из Star Trek [40:28]. По его мнению, червоточины сделают телепортацию частиц бессмысленной, так как можно будет просто «перешагнуть» в другое место, как это делают герои Рика и Морти или Доктор Стрэндж [40:54]. При этом он подчеркнул разницу: Доктор Стрэндж использует магию, а Рик Санчес — науку [41:08].