Известный итальянский физик-теоретик Карло Ровелли, один из создателей теории петлевой квантовой гравитации, ответил на вопросы аудитории в рамках проекта Королевского института (The Royal Institution). В ходе беседы ученый затронул фундаментальные проблемы современной космологии: от природы черных и белых дыр до философского вопроса о том, является ли время продуктом работы нашего мозга или объективной реальностью.
👽 Разговор со сверхразумом 0:00
На вопрос о том, что бы физик спросил у гипотетического сверхразумного существа или суперкомпьютера, знающего всё об устройстве Вселенной, Ровелли ответил неожиданно. Вместо того чтобы просить решение сложных уравнений, он предпочел бы спросить: «Как ты себя чувствуешь?» . По мнению ученого, гораздо интереснее узнать, приносит ли знание всего на свете счастье и каково это — обладать таким интеллектом .
Свое нежелание спрашивать о физике Ровелли объясняет личными мотивами: он хочет сохранить для себя «удовольствие от самостоятельного открытия тайн Вселенной», даже если кто-то другой их уже разгадал .
🕳️ Природа сингулярности и белые дыры 1:03
Центральной темой обсуждения стали белые дыры. Ровелли объясняет, что белая дыра — это математическое решение уравнений общей теории относительности Эйнштейна, записанных более века назад . С точки зрения математики, черная и белая дыры идентичны, но разделены инверсией времени: если заснять на пленку процесс в черной дыре и прокрутить его назад, получится белая дыра .
Физик развеивает популярный миф о расположении сингулярности:
- Ложное представление: Часто сингулярность представляют как точку в центре «трубки» черной дыры .
- Научный факт: Сингулярность — это не место в пространстве, а момент в будущем .
По словам Ровелли, сингулярность находится «повсюду в будущем» для того, кто попал внутрь черной дыры. Пространство внутри дыры сжимается и «сплющивает» объект. Столкновение с сингулярностью неизбежно, как наступление завтрашнего дня . При этом ученый считает, что при достижении сингулярности материя не исчезает, а «перескакивает» на другую сторону, оказываясь внутри белой дыры .
🌌 Откуда берется материя в белых дырах? 3:16
Один из самых частых вопросов к этой теории: откуда берется вещество, которое белая дыра выбрасывает наружу? Ровелли утверждает, что это та самая материя, которая ранее упала в черную дыру .
Процесс выглядит следующим образом:
- В черной дыре материя может только падать вниз (в будущее к сингулярности) .
- В белой дыре ситуация зеркальная — материя может только двигаться вверх, наружу .
- Белая дыра, таким образом, является будущим черной дыры .
Хотя математическая модель хорошо изучена, физики пока не знают, реализованы ли эти объекты в нашей Вселенной в реальности. Однако Ровелли оптимистичен: ученые знали о черных дырах задолго до их прямого обнаружения .
🔍 Белые дыры как темная материя 4:37
Ровелли выдвигает смелую гипотезу о том, что человечество, возможно, уже обнаружило белые дыры, но называет их иначе. По его мнению, загадочная темная материя — это огромное количество микроскопических белых дыр .
Основные аргументы в пользу этой версии:
- Белые дыры могут быть очень маленькими — буквально «крошечными частицами», которые невозможно увидеть глазом .
- Они взаимодействуют с миром только через гравитацию, что полностью совпадает со свойствами темной материи .
- Проверка этой гипотезы — сложная теоретическая работа, требующая сопоставления истории формирования черных дыр в ранней Вселенной с их последующим превращением в белые .
Для прямого обнаружения таких объектов Ровелли предлагает построить специальные детекторы. Ученый напоминает: 30 лет назад обнаружение гравитационных волн казалось невозможным, но сегодня это научный факт . Совсем недавно он отправил в научный журнал статью с описанием возможного принципа работы машины для поиска пролетающих мимо микроскопических белых дыр .
🔢 Дискретность Вселенной: против бесконечности 6:55
На вопрос о том, существуют ли во Вселенной «нули» и «бесконечности», физик отвечает с позиции своей основной специализации — квантовой гравитации.
По мнению Ровелли:
- Ноль — это полезный инструмент для описания отсутствия чего-либо (например, количество пятиметровых iPad в мире равно нулю) .
- Бесконечность — это лишь удобное приближение, а не физическая реальность .
Ровелли утверждает, что пространство нельзя делить бесконечно. В рамках теории петлевой квантовой гравитации он рассчитал, что пространство состоит из минимально возможных «квантов» или ячеек . Между ладонями человека находится колоссальное, но конечное число таких элементов пространства . Аналогично, он полагает, что и время не является бесконечно делимым.
⏳ Природа времени и его направление 8:45
Вопрос о том, является ли время однонаправленным само по себе или это иллюзия нашего мозга, Ровелли называет одним из самых обсуждаемых в современной науке . Его позиция заключается в том, что истина находится посередине.
Аргументы физика:
- Против «иллюзии мозга»: Явления природы демонстрируют направление времени даже там, где нет наблюдателя-человека .
- Против «врожденного свойства времени»: Фундаментальные законы физики (уравнения) не различают прошлое и будущее; они симметричны .
Ровелли приводит аналогию с горой: если вы идете на север и поднимаетесь вверх, это не значит, что «подъем» — это неотъемлемое свойство «севера». С другой стороны горы при движении на север вы будете спускаться вниз . Направление времени — это «склон» Вселенной, обусловленный её конфигурацией.
Ключевым понятием здесь выступает энтропия. В прошлом энтропия Вселенной была низкой, а в будущем она становится высокой . Именно это различие в «аранжировке» материи создает ощущение направленности времени. Наш мозг фиксирует это различие, наполняя настоящее «следами прошлого» (памятью), но не имея следов будущего . Таким образом, чувство «течения времени» — это функция мозга, но её корни лежат в объективном физическом устройстве мира .
В завершение встречи Карло Ровелли представил свою новую книгу «White Holes» (Белые дыры), в которой он не только описывает научную сторону вопроса, но и делится личными переживаниями, страхами и эмоциями, сопровождающими работу ученого на границе познанного .
