В новом выпуске программы StarTalk известный астрофизик Нил Деграсс Тайсон и его бессменный соведущий, комик Пол Меркурио, погружаются в «космическую солянку» (Cosmic Queries: Grab Bag). В ходе дискуссии они разбирают вопросы слушателей — от причин закрытия крупнейших научных проектов США до парадоксов путешествий во времени и химической связи каждого человека с недрами взорвавшихся звезд.
🏗️ Судьба сверхпроводящего суперколлайдера: потерянное лидерство США 1:47
Одним из ключевых вопросов обсуждения стала судьба Сверхпроводящего суперколлайдера (Superconducting Super Collider, SSC), проект которого разрабатывался в США в конце 1980-х годов . Проект предполагал строительство в Уоксахачи, штат Техас, гигантского ускорителя частиц, который значительно превосходил бы по мощности всё, что существовало на тот момент.
Нил Деграсс Тайсон подробно объяснил техническую и политическую подоплеку проекта:
- Механизм работы: Ускоритель использует магнитные поля для разгона заряженных частиц (протонов) до скоростей, близких к 99% скорости света . При столкновении этих частиц с мишенью высвобождается энергия, из которой рождаются новые, ранее неизвестные частицы .
- Значение сверхпроводимости: Использование материалов, теряющих электрическое сопротивление при низких температурах, критически важно для создания мощных магнитных полей без перегрева системы .
- Масштаб: Диаметр коллайдера должен был составлять несколько сотен миль, что превосходило бы размеры некоторых штатов, например, Род-Айленда .
Официальной причиной закрытия проекта в начале 1990-х годов правительство назвало перерасход бюджетных средств . Однако Нил Деграсс Тайсон выдвигает иную интерпретацию событий. По его мнению, настоящей причиной закрытия SSC стало окончание Холодной войны . Тайсон утверждает, что в XX веке физика была приоритетным направлением для оборонного ведомства, и «чеки подписывались без вопросов», пока существовала экзистенциальная угроза в лице СССР . Как только Берлинская стена пала, а Советский Союз распался, политики начали «считать деньги» и сбалансировали бюджет за счет фундаментальной науки .
Последствия этого решения, по мнению Тайсона, были катастрофическими для американской науки:
- Утеря лидерства: Центр масс физики элементарных частиц переместился из США в Европу, в ЦЕРН .
- Задержка открытий: Знаменитый бозон Хиггса («частица Бога») был обнаружен на Большом адронном коллайдере (БАК) в Швейцарии лишь десятилетия спустя. SSC был бы в 3–6 раз мощнее БАК, что позволило бы совершить это открытие гораздо раньше .
- Упущенные знания: Остановка проекта создала «экспоненциальное отставание», так как каждое новое открытие дает новую точку обзора для вопросов, о которых ученые даже не могли помыслить .
🌌 До Большого взрыва: мультивселенная и границы познания 14:46
Отвечая на вопрос 11-летней слушательницы о том, что существовало до Большого взрыва, Тайсон признал, что у науки пока нет экспериментально подтвержденного ответа . Тем не менее, он выделил несколько теоретических концепций.
Согласно уравнениям общей теории относительности и квантовой физики, наша Вселенная может быть лишь одной из множества в рамках Мультивселенной . По мнению Тайсона, существует некий механизм, который «выкачивает» вселенные, возможно, в бесконечном количестве .
Нил Деграсс Тайсон провел историческую параллель с Эдвином Хабблом. В середине 1920-х годов Хаббл доказал, что «спиральные туманности» — это не просто облака газа в Млечном Пути, а целые отдельные галактики . Позже, к концу десятилетия, он обнаружил расширение Вселенной . Тайсон подчеркивает, что наука — это умение задавать правильные вопросы, а не обладать всеми ответами сразу .
Астрофизик также затронул тему конфликта науки и религии в вопросах происхождения. Он отметил логическое противоречие: многие верующие люди принимают идею о том, что Бог был всегда и не нуждается в создателе, но при этом отказывают ученым в праве предполагать, что Вселенная (или Мультивселенная) могла существовать вечно .
⏳ Парадоксы времени: почему мы не можем вернуться в прошлое 22:09
Обсуждая возможность «ускорения» времени для путешествий в прошлое, Тайсон пояснил основы теории относительности. Согласно физическим законам, время можно замедлить относительно других наблюдателей, двигаясь с очень высокой скоростью . Однако это не позволяет «перемотать» время назад.
Основные тезисы дискуссии о времени:
- Относительность: Если вы движетесь со скоростью 50% или 90% от скорости света, ваше время замедляется с точки зрения стационарного наблюдателя, но для вас секунда остается секундой .
- Предел замедления: Самое «медленное» течение времени наблюдается тогда, когда вы неподвижны относительно объекта. Способа заставить время идти вспять наука не знает .
- Философский аспект: Тайсон процитировал свое четверостишие: «Мы — узники настоящего, вечно переходящие из недоступного прошлого в непознаваемое будущее» .
Говоря о популярной в культуре идее убийства Гитлера в детстве, Тайсон предостерегает от таких фантазий. По его мнению, нельзя предсказать последствия: возможно, на его место пришел бы кто-то еще более опасный, что привело бы к еще большей дестабилизации мира . В качестве примера он привел классический эпизод «Звездного пути» («Город на краю вечности»), где сохранение жизни пацифистке в 1930-х годах привело бы к победе нацистской Германии во Второй мировой войне из-за задержки вступления США в войну .
Тайсон также упомянул гипотезу Стивена Хокинга о защите хронологии: Хокинг полагал, что как только мы приблизимся к созданию технологии перемещения во времени, будет открыт новый закон физики, который это запретит .
✨ Мы — звездная пыль: химическая связь с космосом 33:25
Отвечая на вопрос о наличии «звездной пыли» в воздухе, Нил Деграсс Тайсон подтвердил, что все атомы тяжелее водорода и гелия были выкованы в ядрах звезд .
Процесс «обогащения» Вселенной выглядит следующим образом:
- Термоядерный синтез: Внутри звезд образуются углерод, азот, кислород и железо .
- Взрывы сверхновых: В конце своего цикла звезды взрываются, рассеивая свои «внутренности» по галактике .
- Формирование планет и жизни: Эти элементы входят в состав газовых облаков, из которых формируются новые звездные системы, планеты и, в конечном итоге, люди.
Тайсон подчеркнул, что это не просто поэтическая метафора, а буквальный факт. Молекула воды (H2O) может распадаться, атомы кислорода могут входить в состав других соединений, но сами ядра атомов остаются неизменными миллиарды лет . «Вы вдыхаете атомы кислорода, которые были выброшены звездой 5 миллиардов лет назад. Почувствуйте эту связь», — заключил астрофизик .
♾️ Бесконечность в реальности и математике 39:18
В завершение выпуска была затронута тема бесконечности в наблюдаемой Вселенной. Тайсон отметил разницу между математической абстракцией и физической реальностью:
- Мультивселенная: Если она существует, то может содержать бесконечное количество вселенных, каждая из которых может быть бесконечной в своих измерениях .
- Параллельные миры: Тайсон привел аналогию с листами бумаги, которые могут быть бесконечными, но сосуществовать в более высоком измерении, не пересекаясь . Ученые исследуют возможность «утечки» гравитации из таких параллельных миров .
- Парадокс Зенона: Математический парадокс о том, что для достижения двери нужно сначала пройти половину пути, затем половину оставшегося и так далее до бесконечности . Тайсон объяснил, что в реальности сумма бесконечного ряда этих отрезков сходится к конечному значению времени и расстояния, что и позволяет нам двигаться .
Хотя наблюдаемая нами часть Вселенной ограничена «горизонтом событий», сама Вселенная за этими пределами вполне может быть бесконечной .
