В новом выпуске программы StarTalk знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его постоянный соведущий Чак Найс отвечают на вопросы подписчиков из Patreon. Дискуссия охватывает широкий спектр тем: от практических аспектов жизни на Марсе и физики падения сквозь Землю до обновления культурного наследия человечества на «Золотой пластинке» и философских основ гипотетической космической колонии «Рационалия».
🔴 Жизнь на Марсе: сила, вес и выживание 1:06
Один из первых вопросов касался того, станут ли люди на Марсе «быстрее и сильнее» из-за низкой гравитации, подобно герою Джона Картера. Нил Деграсс Тайсон подчеркивает, что важно различать массу и вес .
Ключевые факты о физике на Марсе:
- Соотношение веса: Гравитация на Марсе составляет примерно 38–40% от земной. Объект, весящий на Земле 100 фунтов (около 45 кг), на Марсе будет весить всего 40 фунтов (около 18 кг) .
- Сила мышц: Ваши мышцы сохранят ту же силу, что и на Земле, но из-за меньшего сопротивления веса вы сможете поднимать более тяжелые предметы. Однако, если кто-то сильнее вас на Земле, он останется сильнее и на Марсе .
- Инерция и импульс: Хотя вес меняется, масса остается неизменной. Нил Деграсс Тайсон приводит пример: если бросить в кого-то кирпич весом 100 фунтов на Марсе, он ударит с той же разрушительной силой, что и на Земле, потому что его инерция (масса) не изменилась .
Ведущие также обсудили концепцию ISRU (In-Situ Resource Utilization) — использование местных ресурсов на месте . По словам Тайсона, NASA активно развивает это направление, чтобы не везти тяжелые грузы с Земли, а печатать необходимые инструменты и конструкции на 3D-принтерах прямо из марсианского грунта .
В качестве биологической аналогии Нил Деграсс Тайсон упомянул китов: в воде они находятся в состоянии нейтральной плавучести и фактически ничего не весят для самих себя. Именно отсутствие нагрузки от гравитации позволило синему киту стать самым большим животным в истории .
🕳️ Прыжок сквозь Землю: физика падения 7:52
Одиннадцатилетний слушатель из Уэльса задал классический вопрос: что будет, если прыгнуть в гипотетическую дыру, проходящую сквозь центр Земли (предположив, что ядро не горячее).
Нил Деграсс Тайсон разъяснил механику такого путешествия:
- География: Если начать копать в США, вы выйдете не в Китае, а в Индийском океане . Для жителей Уэльса антиподом (точкой на другой стороне) будет южная часть Тихого океана .
- Динамика движения: Вы будете непрерывно ускоряться до самого центра Земли. В центре ваша скорость достигнет пика — примерно 5 миль в секунду (8 км/с) .
- Перелет: Проскочив центр по инерции, вы начнете замедляться. Гравитация Земли будет тормозить вас с той же силой, с какой ускоряла. Вы остановитесь ровно у поверхности на другой стороне планеты .
- Бесконечный цикл: Если никто не поймает вас за край дыры, вы упадете обратно и будете вечно колебаться туда-сюда, как маятник .
Интересный научный факт от Тайсона: один такой «рейс» сквозь Землю займет ровно столько же времени, сколько требуется космическому кораблю, чтобы совершить один виток по низкой околоземной орбите (около 90 минут) .
🎶 «Золотая пластинка» 2024: Тейлор Свифт и хип-хоп 17:47
В 1977 году аппарат «Вояджер» унес в космос The Golden Record — послание инопланетянам с музыкой Чака Берри и Баха. Ведущие обсудили, какие две песни они бы добавили сегодня для обновления репертуара.
Выбор Нила Деграсса Тайсона:
- "Rapper's Delight" (The Sugarhill Gang): Как дань уважения Бронксу, где родился хип-хоп. Тайсон считает это важнейшим культурным сдвигом, несмотря на простоту трека .
- "Shake It Off" (Taylor Swift): Тайсон в шутку аргументирует это тем, что Тейлор Свифт фактически является «лидером нашего мира», и инопланетяне должны это знать .
- Дополнительная идея: 4 минуты и 33 секунды тишины Джона Кейджа (произведение 4′33″), чтобы сбить инопланетян с толку .
Выбор Чака Найса:
- "Not Like Us" (Kendrick Lamar): Ироничный выбор песни о «чужаках» для контакта с инопланетянами .
- "Smells Like Teen Spirit" (Nirvana): Чак считает, что эта песня идеально резонирует с чувством подростковой тревоги, понятным любому человеку независимо от культуры .
🧊 Существует ли абсолютный покой? 22:16
Слушатель из Копенгагена поинтересовался, возможно ли достичь состояния абсолютной неподвижности во Вселенной. По мнению Тайсона, ответ — категорическое «нет» по двум причинам.
Во-первых, это квантовая физика. Даже при достижении абсолютного нуля по Кельвину молекулы не могут замереть полностью. Существуют квантовые флуктуации и минимальный уровень энергии, который невозможно устранить .
Во-вторых, это принцип относительности. Тайсон объясняет: если вы сидите в поезде и видите, как соседний состав трогается, вы не всегда можете сказать, кто именно движется. Во Вселенной нет «неподвижной точки» отсчета. Любой объект движется относительно чего-то другого: Земля вращается вокруг оси, летит вокруг Солнца, а Солнце — вокруг центра Галактики . Нет такого эксперимента, который доказал бы, что вы находитесь в состоянии «абсолютного покоя» относительно самой структуры пространства .
🚫 Цензура в космосе и «Рационалия» 29:41
Обсуждая будущее человечества в космосе, слушатель спросил, стоит ли вводить цензуру в первых колониях, чтобы искоренить «нежелательные черты» людей.
Чак Найс выступил против, аргументируя это тем, что власть всегда стремится к расширению и коррупции. По его мнению, вместо цензуры нужно обучать людей критическому мышлению, чтобы они могли сами оценивать информацию .
Нил Деграсс Тайсон представил концепцию из своей книги «Звездный посланник» (Star Messenger) — виртуальную страну под названием «Рационалия» (Rationalia) .
Основные принципы «Рационалии»:
- Единственная строка в Конституции: «Вся государственная политика должна основываться на совокупности доказательств» .
- Отсутствие запрета на чувства: Тайсон уточняет, что люди могут чувствовать что угодно, но нельзя принимать законы, основываясь только на эмоциях, а не на данных .
🌀 Почему галактики похожи на слив унитаза? 35:01
Финальный вопрос касался формы спиральных галактик. Зритель спросил, не засасывает ли их в черную дыру в центре, создавая эффект воронки.
Тайсон развеял этот миф:
- Черные дыры — не пылесосы: Они обладают гравитацией, но если вы находитесь на стабильной орбите (как Земля вокруг Солнца), они вас не «засосут» .
- Дифференциальное вращение: Внутренние части галактики вращаются быстрее, чем внешние, что растягивает газовые облака в спирали .
- Волны плотности: Спиральные рукава — это не постоянные физические структуры, а «волны плотности». Звезды и газ входят в эти рукава и выходят из них, подобно пробке на дороге. В этих зонах повышенной плотности сжимается газ и рождаются новые яркие звезды, что и делает рукава видимыми .
- Аккреционные диски: Настоящий «эффект унитаза» наблюдается только у самого горизонта событий черной дыры. Газ там вращается так быстро, что из-за трения разогревается до миллионов градусов и начинает излучать рентгеновские лучи . Именно так телескоп «Чандра» и находит черные дыры в космосе .
