В новом выпуске шоу StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и физик-теоретик Сабина Хоссенфельдер обсуждают глубокий кризис, в котором оказалась фундаментальная наука в последние десятилетия. В центре дискуссии — провокационная идея о том, что современные исследователи слишком увлеклись эстетикой математических моделей, из-за чего физика элементарных частиц фактически топчется на месте уже полвека.
🎨 Ловушка красоты: почему физика перестала развиваться 0:01
По мнению Сабины Хоссенфельдер, в фундаментальной физике не было значительного прогресса последние 50 лет — с момента завершения формирования Стандартной модели в середине 1970-х годов. Несмотря на то, что за это время были сделаны важные экспериментальные открытия (например, обнаружение топ-кварка или бозона Хиггса в 2012 году), сама математическая структура понимания мира не изменилась.
Главную причину этого застоя гостья видит в «очаровании идеалами красоты». Физики-теоретики, по словам Хоссенфельдер, руководствуются субъективными критериями при поиске новых законов:
- Унификация: стремление объединить все силы в одну «Теорию всего».
- Симметрия: ожидание, что природа должна быть симметричной на фундаментальном уровне.
- Элегантность: убеждение, что правильные уравнения обязательно должны быть красивыми.
Хоссенфельдер утверждает, что такие теории, как суперсимметрия и теория струн, родились именно из этого стремления к гармонии. Однако все предсказания, сделанные на их основе и подлежащие проверке, на данный момент опровергнуты экспериментами. Вместо того чтобы признать ошибку, научное сообщество продолжает придумывать все более сложные и не подлежащие фальсификации концепции.
🏫 Академический застой и проблема финансирования 8:07
Проблема отсутствия новых идей в физике имеет не только философский, но и социальный подтекст. Сабина Хоссенфельдер считает, что современная академическая среда и система распределения грантов препятствуют научным прорывам.
Основные факторы стагнации, по мнению гостьи:
- Карьерные риски: ученым крайне сложно сменить направление исследований после десятилетий работы над одной темой (например, суперсимметрией), так как это ставит под удар их репутацию и финансирование.
- Групповое мышление: сообщества замыкаются на «модных» темах, игнорируя альтернативные подходы.
- Система грантов: деньги выделяются на продолжение уже существующих исследований, а не на проверку радикально новых гипотез.
Нил Деграсс Тайсон сравнил таких физиков с группой Def Leppard, которые «играют одну и ту же песню снова и снова». Хоссенфельдер согласна с этим сравнением, отмечая, что очень немногие ученые находят в себе смелость признать, что их работа зашла в тупик.
🌌 Тайны реликтового излучения и темная материя 12:30
Обсуждая конкретные инструменты изучения Вселенной, участники StarTalk затронули космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Вопрос от слушателя из Швейцарии касался того, зачем нужны все более детальные измерения этого «эха Большого взрыва».
Сабина Хоссенфельдер отметила, что наиболее перспективным направлением здесь является изучение B-мод поляризации. Это может подтвердить наличие гравитационных волн в очень ранней Вселенной. Однако она скептически относится к CMB как к инструменту поиска темной материи, полагая, что свойства этой загадочной субстанции лучше изучать на масштабах галактик и их скоплений.
Любопытно, что Сабина призналась в радикальной смене своих взглядов на темную материю. Если раньше она была убеждена в существовании некой частицы, то теперь склоняется к теории модифицированной гравитации (MOND).
«Я перешла на сторону модифицированной гравитации. Мы, возможно, не нуждаемся в темной материи как в веществе; нам просто нужно исправить законы Ньютона, потому что они неполны», — утверждает Хоссенфельдер.
🧠 Квантовое сознание и парадокс наблюдателя 19:35
Одним из самых спорных вопросов дискуссии стало влияние сознания на квантовую реальность. Популярная идея о том, что «коллапс волновой функции» происходит только из-за человеческого наблюдения, по словам Сабины, является устаревшей.
- Позиция большинства физиков: Сознание не требуется для проведения квантовых измерений. Коллапс происходит при взаимодействии системы с любым макроскопическим аппаратом, будь то робот или компьютерная программа.
- Гипотеза Роджера Пенроуза: Нобелевский лауреат считает, что квантовые процессы в мозгу необходимы для возникновения самого сознания. Сабина Хоссенфельдер отмечает, что не разделяет эту точку зрения, несмотря на огромный авторитет Пенроуза.
⏳ Время и пространство внутри черных дыр 23:07
Дискуссия о черных дырах коснулась природы времени. Хоссенфельдер объяснила разницу между «координатным временем» (которое зависит от выбора системы отсчета) и «собственным временем» наблюдателя.
Для человека, падающего в черную дыру, время будет идти привычным образом, и он достигнет сингулярности за конечный промежуток времени. Однако для внешнего наблюдателя этот процесс будет выглядеть как бесконечное замедление и «замерзание» падающего объекта у горизонта событий.
Что касается червоточин (вормхолов), Сабина подтвердила, что математически они позволяют перемещаться в прошлое. Однако большинство физиков считают их существование невозможным, так как для их стабилизации потребовалась бы «отрицательная энергия», которую пока никто не обнаружил.
🐣 Матрешки из вселенных: черная дыра как портал 29:50
Слушатели поинтересовались гипотезой о том, что внутри каждой черной дыры может находиться другая вселенная. Хоссенфельдер подтвердила, что общая теория относительности допускает существование «карманов» пространства, которые изнутри могут быть бесконечно большими, несмотря на компактный вид снаружи.
Эта идея легла в основу теории космологического естественного отбора:
- Вселенные порождают черные дыры.
- Каждая черная дыра рождает «дочернюю» вселенную.
- Наиболее успешными (распространенными) становятся те вселенные, законы которых способствуют созданию максимального количества черных дыр.
Нил Деграсс Тайсон добавил, что эта концепция фактически переносит принципы эволюционной биологии в масштаб космоса. Более того, один из слушателей, оператор трактора из Австралии, самостоятельно пришел к мысли, что наш Большой взрыв мог быть результатом «выброса» материи из черной дыры в другой вселенной. Сабина признала, что это вполне серьезная научная гипотеза, которую изучают теоретики.
💀 Варианты конца света: вакуумный распад 41:35
В завершение встречи участники обсудили, какая гибель Вселенной кажется им наиболее пугающей. Сабина Хоссенфельдер выделила распад ложного вакуума (vacuum decay) как «лучший способ умереть».
«При вакуумном распаде мы все погибнем мгновенно и без всякого предупреждения. Мы просто исчезнем все вместе в одну секунду», — пояснила она.
В отличие от «Большого разрыва» (Big Rip), который предполагает медленное и мучительное разрушение материи, распад вакуума произойдет со скоростью света, не оставляя времени на страх. При этом Хоссенфельдер успокоила слушателей: вероятность столкновения с антиматерией в открытом космосе ничтожно мала, так как её во Вселенной практически не осталось.
