В 2024 году исполнилось ровно сто лет со дня публикации Эдвином Хабблом открытия, которое навсегда изменило масштаб человеческого мироощущения: наша Галактика — лишь одна из бесчисленного множества. Известный астрофизик и популяризатор науки Нил Деграсс Тайсон в этом выпуске StarTalk анализирует наследие 1920-х годов, объясняя, как наблюдения за туманностями и изучение атомов заложили фундамент современной цивилизации и цифровой экономики.
🌌 Открытие Эдвина Хаббла и расширение границ Вселенной 0:01
До 1924 года человечество жило в «провинциальном» космосе: считалось, что Млечный Путь и есть вся Вселенная . В ночном небе астрономы видели лишь туманные объекты — «небулы» (от латинского «туман»), которые разделяли на сферические, спиральные и неправильные . Никто не знал их истинной природы и удаленности от Земли.
Переворот произошел благодаря Эдвину Хабблу и самому мощному инструменту того времени — 100-дюймовому телескопу Хукера в обсерватории Маунт-Уилсон . Хаббл сосредоточил внимание на туманности Андромеды и обнаружил в ней переменную звезду — цефеиду, яркость которой периодически менялась .
Ключевые выводы из открытия Хаббла:
- Дистанция: Математические расчеты показали, что эта звезда светит гораздо слабее аналогичных объектов поблизости, а значит, находится далеко за пределами Млечного Пути .
- Статус галактики: В одночасье «туманность Андромеды» стала «галактикой Андромеды» — гигантской звездной системой, сопоставимой с нашей .
- Множественность миров: Стало ясно, что Вселенная населена бесчисленным количеством подобных систем .
Всего через пять лет, в 1929 году, Хаббл опубликовал данные о том, что другие галактики не просто существуют, но и удаляются от нас . Это доказало, что Вселенная расширяется. По мнению Тайсона, каждое из этих двух открытий — выход за пределы Галактики и обнаружение расширения — было достойно отдельной Нобелевской премии . Однако в то время астрофизики не могли претендовать на премию по физике, и эта несправедливость была исправлена лишь десятилетия спустя .
⚛️ Квантовая революция и фундамент цифрового мира 3:16
Параллельно с открытиями в космосе, 1920-е годы стали эпохой расцвета квантовой механики. Ученые начали исследовать поведение молекул, атомов и электронов . Нил Деграсс Тайсон подчеркивает, что в то время обыватели могли воспринимать эти исследования как пустую трату денег, не имеющую прикладного значения .
Однако, по словам Тайсона, именно это «бесполезное» изучение микромира создало современность:
- Информационная революция: Без понимания квантовых процессов невозможно создание, хранение или передача цифровой информации .
- Электроника: Современные полупроводники и компоненты электрических цепей работают на принципах квантовой физики .
- Компьютеры: Тайсон называет компьютер величайшим изобретением XX века (превосходящим по значимости автомобиль и самолет), отмечая, что его существование целиком зависит от достижений физиков 1920-х .
Ведущий выступает с резкой критикой скептиков, которые призывают тратить деньги только на решение текущих «реальных проблем», таких как голод. По его мнению, без науки прошлого мы бы не имели инструментов для решения проблем настоящего. «Те, кто боится науки или не ценит её, могут смело возвращаться в 1890-е годы», — иронизирует Тайсон .
🔭 Эволюция зрения: от фотопластинок до Джеймса Уэбба 5:57
Прогресс в астрономии всегда следовал за совершенствованием инструментов. Тайсон объясняет, что увеличение диаметра телескопа дает экспоненциальный прирост его возможностей :
- 100-дюймовый телескоп (Хаббл): Позволил увидеть звезды в ближайших галактиках.
- 200-дюймовый телескоп (Паломар): Имеет в четыре раза большую собирающую площадь, чем 100-дюймовый, что позволяет видеть еще более тусклые и далекие объекты .
- Телескопы Кек (400 дюймов): В четыре раза мощнее Паломарского. В астрофизике, по утверждению Тайсона, «больше — значит лучше» .
Помимо размера, колоссальную роль сыграла смена технологий регистрации света. На смену нечувствительным стеклянным фотопластинкам пришли цифровые детекторы — ПЗС-матрицы (CCD) . Они позволяют «считать электроны», а не просто фиксировать фотоны, что на порядки повышает эффективность наблюдений .
Тайсон также выделяет две технологии, решившие проблему «мерцания звезд» (атмосферных искажений):
- Космические телескопы: Вывод оборудования (например, телескопа Хаббл) за пределы атмосферы .
- Адаптивная оптика: Военная технология стабилизации изображения, которая теперь позволяет наземным телескопам компенсировать турбулентность воздуха .
Благодаря этому сегодня, спустя 100 лет после Хаббла, человечество изучает процесс рождения первых галактик с помощью телескопа имени Джеймса Уэбба (названного в честь руководителя NASA времен лунной программы) .
📈 Жизнь на экспоненте: настоящее и будущее 9:41
Нил Деграсс Тайсон отмечает, что мы живем в эпоху экспоненциального роста науки и технологий. Характерной чертой такой кривой является то, что в любой ее точке человеку кажется, будто он живет в «особое время» .
В качестве примеров достижений 2020-х годов он приводит:
- Марсоход размером с внедорожник, доставивший на Красную планету вертолет .
- Зонды, пролетающие вблизи Солнца и мимо Плутона .
- Начало эры квантовых вычислений и искусственного интеллекта .
Тайсон вспоминает, как 30 лет назад люди восхищались появлением электронной почты и интернета, считая это вершиной прогресса . По его прогнозу, через 50 или 100 лет наши потомки будут смотреть на 2020-е годы с «очаровательным снисхождением» . Им может показаться забавным, что мы только догадывались о существовании Мультивселенной, не умели путешествовать во времени или не знали о жизни на других планетах .
В завершение Тайсон делится своими мыслями о сути научного поиска. Его не так сильно интересуют ответы на сегодняшние вопросы, как «вопросы, которые мы еще не научились задавать» . По его мнению, именно открытия, обнажающие глубину нашего неведения, являются самыми захватывающими.
