За гранью привычного: физика тарелок, белого шума и червоточин 0:01
В новом выпуске научно-популярного подкаста StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его соведущий Чак в рамках рубрики «Вещи, о которых вы думали, что знаете» разбирают фундаментальные физические принципы, скрывающиеся за обыденными явлениями. Ведущие обсуждают, почему бьются тарелки, откуда берется «белый шум» и как теоретически можно использовать червоточины (кротовые норы) в повседневной жизни.
🍽 Почему бьются тарелки: физика падения 0:28
Падение тарелки — это не просто досадная случайность, вызванная домашним питомцем, а наглядный урок физики энергии. По мнению Нила Деграсса Тайсона, процесс разрушения тарелки подчиняется строгим энергетическим законам:
- Молекулярная связь: Любой предмет удерживается вместе силой межмолекулярного взаимодействия, так называемой «энергией связи». Чтобы разрушить объект, нужно приложить энергию, превышающую эту величину.
- Гравитационная потенциальная энергия: Когда вы ставите тарелку на полку, вы совершаете работу, наделяя её потенциальной энергией. Чем выше полка, тем больше потенциальной энергии запасает предмет.
- Кинетическая энергия: В момент падения (например, когда тарелку сталкивает кот) потенциальная энергия превращается в кинетическую — энергию движения. В момент удара о пол кинетическая энергия высвобождается, и если её уровень превышает энергию связи молекул материала, тарелка разбивается.
Нил Деграсс Тайсон отмечает: если тарелка падает с большей высоты, она набирает больше кинетической энергии, что приводит к её превращению не просто в пару осколков, а в сотни мелких фрагментов.
Безопасное стекло 10:02
Отдельного упоминания заслуживает закаленное (безопасное) стекло. Оно специально спроектировано так, чтобы при разрушении рассыпаться на мельчайшие крошки. По словам Тайсона, это делается для того, чтобы крупный острый кусок не смог нанести смертельную травму человеку, например, перерезав артерию.
🔊 Что такое «белый шум»? 13:12
Понятие «белого шума» заимствовано из оптики и физики света, но применяется к акустике. Ведущие разъясняют, что это не просто хаотичный звук, а специфическое физическое состояние:
- Определение: Белый шум — это смесь всех слышимых частот звука, представленных с равной амплитудой.
- Аналогия с цветом: Исаак Newton доказал, что белый солнечный свет состоит из всех цветов радуги. Смешивая эти световые частоты в равных пропорциях, мы получаем белый цвет. Аналогично, если смешать все звуковые частоты, получается характерный шипящий звук, который и называют «белым шумом».
Нил Деграсс Тайсон вспоминает, что в эпоху аналогового телевидения «снег» на экране и сопутствующий ему статический шум частично состояли из реликтового излучения — космического микроволнового фона, возникшего на ранних этапах жизни Вселенной.
🌀 Практическое применение червоточин 26:56
Червоточины (кротовые норы) в физике представляют собой гипотетические искажения пространства-времени, позволяющие сократить расстояние между двумя точками. Нил Деграсс Тайсон предлагает взглянуть на них не как на магию, а как на инструмент для трансформации экономики и быта:
- Устранение транспорта: Если бы в каждом доме была червоточина, необходимость в авиации, автомобилях и логистических компаниях (вроде GrubHub) отпала бы, так как любой груз или человек могли бы мгновенно переместиться из точки А в точку Б.
- Интеграция с бытом: Тайсон шутливо предполагает, что задняя стенка холодильника могла бы напрямую соединяться с магазином, где автоматизированные системы пополняли бы запасы продуктов по мере необходимости.
- Лифты как прообраз: Ведущий называет современные лифты «червоточинами для бедных», так как они перемещают вас из одной физической среды в другую (например, с улицы на 100-й этаж), не меняя интерьер самого помещения.
Тем не менее, оба собеседника признают и минусы такой технологии: риск «вторжения» нежелательных лиц и невозможность найти уединение, если каждый сможет «набрать координаты» вашего Wormhole-порта.
