Нил Деграсс Тайсон утверждает, что общая масса всех объектов в поясе астероидов составляет лишь 5% от массы Луны. В новом выпуске подкаста StarTalk астрофизик и Чак Найс обсуждают природу фундаментальных частиц, последствия остановки вращения Галактики и биологические ритмы человека вне земных суток.
🌌 Природа глюонов и гравитонов 1:26
Глюоны отвечают за сильное ядерное взаимодействие внутри атомного ядра . Эта сила удерживает протоны вместе, преодолевая их электромагнитное отталкивание . Нил Деграсс Тайсон объясняет, что эквивалент массы глюона можно рассчитать через энергию по формуле E=mc² .
Гравитон рассматривается как гипотетическая частица-носитель гравитационной волны . В рамках квантовой гравитации предполагается его существование, хотя экспериментального подтверждения пока нет . В отличие от фотона, который является чистой энергией, гравитоны и глюоны в этой модели считаются полноценными частицами .
⚛️ Орбита атома вокруг человека 4:08
Теоретически любая масса обладает гравитацией и может иметь спутники . Нил Деграсс Тайсон подтверждает, что молекула углекислого газа способна вращаться по орбите вокруг человеческого тела . Однако в обычных условиях тепловое движение молекул газа слишком интенсивно .
Скорость частиц при комнатной температуре превышает ту, что необходима для удержания на орбите . Чтобы заставить молекулу вращаться вокруг человека, нужно придать ей строго определенную скорость в конкретном направлении на заданном расстоянии . В земной атмосфере гравитация планеты доминирует, удерживая воздух и заставляя его вращаться вместе с Землей .
👽 Биологические часы и время инопланетян 6:03
В фантастических фильмах пришельцы часто используют земные единицы времени, давая ультиматумы в часах . Нил Деграсс Тайсон предполагает, что развитая цивилизация изучила бы наши биоритмы перед контактом . Человеческий организм эволюционировал в условиях 24-часового цикла смены дня и ночи .
Исследования показывают особенности внутренних ритмов человека:
- В изоляции от солнечного света и часов люди переходят на 25- или 26-часовой цикл .
- Тайсон связывает утреннюю сонливость с тем, что тело требует лишние пару часов отдыха .
- Секунда ощущается естественной единицей, так как пульс здорового человека составляет около 60–64 ударов в минуту .
📐 Форма Вселенной и петли времени 15:09
Современные космологические данные подтверждают, что Вселенная плоская . В такой модели невозможно вернуться в исходную точку, двигаясь по прямой линии . Представление о «зацикленности» пространства относится к гипотезе сферической Вселенной с положительной кривизной .
В сферической модели движение по прямой напоминает путешествие по поверхности Земли . У такой Вселенной не было бы края, как у поверхности шара . Если бы Вселенная начала сжиматься, время могло бы образовать петлю, возвращая материю в исходное состояние .
🚀 Парадокс криокапсул и скорость света 17:30
Для объекта, движущегося со скоростью света, время перестает существовать . Нил Деграсс Тайсон соглашается с мнением слушателя: при достижении световой скорости экипажу не нужны криокапсулы . Путешественник окажется в пункте назначения в то же мгновение, когда покинул точку старта .
Криокапсулы в киноиндустрии выполняют две функции:
- Обоснование длительных перелетов на скоростях ниже световой .
- Создание драматического сюжета, где оборудование может выйти из строя .
Тайсон напоминает, что объект с массой не может достичь скорости света . При полете на 99,999% от световой скорости время для экипажа почти остановится, делая сон в анабиозе излишним .
🧲 Плотность нейтронных звезд 20:26
Вещество нейтронной звезды обладает экстремальной плотностью: чайная ложка такого материала весит как гора Эверест . Однако если доставить эту ложку на Землю, она не превратится обратно в гору . Чудовищная гравитация нейтронной звезды сплющивает любую материю до идеальной сферы .
Энергия, необходимая для восхождения на земную гору, эквивалентна энергии для шага на толщину листа бумаги на поверхности нейтронной звезды . После такого сжатия структура вещества меняется необратимо .
⛽ Кавитация и топливо из океана 22:09
Процесс разделения воды на водород и кислород требует колоссальных затрат энергии . Нил Деграсс Тайсон скептически относится к идее сбора газов при кавитации гребных винтов . Вся энергия, которую можно получить при сжигании водорода, — это лишь возврат той энергии, что была потрачена на разрыв связей в молекуле воды .
В судоходстве сейчас применяются альтернативные методы экономии:
- Использование огромных парусов с компьютерным управлением .
- Снижение расхода топлива танкеров на 50% за счет энергии ветра .
- Тайсон подчеркивает, что ветер — это фактически форма солнечной энергии, возникающая из-за неравномерного нагрева поверхности Земли .
🌀 Остановка вращения Млечного Пути 30:57
Орбитальное движение звезд и планет — единственный фактор, мешающий им упасть в центр Галактики . В центре Млечного Пути находится сверхмассивная черная дыра . Если вращение Галактики прекратится, вся материя начнет стремительное падение в этот центр .
Орбита по сути является постоянным падением «мимо» объекта благодаря боковому движению . При постепенном замедлении вращения орбиты будут медленно сужаться . При внезапной остановке коллапс произойдет максимально быстро .
📏 Эффект Казимира 34:20
Эффект Казимира заключается в возникновении силы притяжения между двумя параллельными металлическими пластинами в вакууме . Это чисто квантовое явление, не имеющее аналогов в классической физике . Сила проявляется, когда расстояние между пластинами становится сопоставимым с длиной волны субатомных частиц .
Существует две трактовки этого феномена:
- Взаимодействие длин волн частиц, из которых состоят сами пластины .
- Давление виртуальных частиц, постоянно возникающих и исчезающих в вакууме .
🎓 Будущее физики и финансирование 43:59
Студенты выражают опасения по поводу сокращения финансирования научных программ в текущем политическом климате . Нил Деграсс Тайсон считает, что это временное явление . Если одна страна перестанет инвестировать в науку, это сделают другие страны, которые ценят прогресс выше .
Физика является фундаментом для химии, а химия — для биологии . До понимания периодической таблицы химия напоминала кулинарные рецепты без понимания механизмов . Тайсон советует не судить о будущем всей отрасли по текущему состоянию дел, пока длится обучение в колледже .
