В новом выпуске программы StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон отвечает на вопросы слушателей, охватывающие самые разные области науки — от фундаментальной физики времени до спекулятивных теорий о древних цивилизациях. Вместе с соведущим Чаком Найсом он разбирает, почему мы до сих пор не нашли следов «динозавров-разумных», что произойдет с Землей, если перевезти на неё всю Луну, и почему для создания кротовых нор нам всё еще не хватает одного ключевого ингредиента.
⏳ Природа времени и неизбежность повторения 1:05
Обсуждение началось с философского вопроса о связи времени и движения. Нил Деграсс Тайсон подчеркнул, что измерение времени принципиально невозможно без периодически повторяющихся процессов . По его мнению, любая шкала — будь то секунды, дни или годы — опирается на цикличность.
Основные тезисы Тайсона о времени:
- Измеримость: В системе отсчета, где нет повторяющегося движения, невозможно создать когерентную меру времени. Можно лишь выстроить последовательность событий («это было до того»), но не измерить интервалы между ними .
- Релятивизм: Последовательность событий может меняться в зависимости от системы отсчета и скорости движения наблюдателя относительно этих событий .
- Независимость пространства: По мнению Тайсона, пространство может существовать без времени как пассивная среда, не требующая измерения для своего существования .
🦖 Силурийская гипотеза: были ли на Земле цивилизации до нас? 12:24
Слушатель под ником Young Han поднял вопрос о «силурийской гипотезе» — идее о том, что за миллионы лет до человека на Земле могла существовать другая технологически развитая цивилизация. Нил Деграсс Тайсон выразил скептическое отношение к этой теории, опираясь на геологические и палеонтологические данные.
Аргументы против существования древних дочеловеческих цивилизаций:
- Отсутствие ископаемых артефактов: Если мы находим кости динозавров возрастом 65 миллионов лет, мы должны были бы найти и следы их деятельности — «статуи Свободы» или руины городов . По словам Тайсона, ученые не обнаружили в земной коре никаких «казино для динозавров» или иных признаков высокоразвитого интеллекта .
- Биологические ограничения: Тайсон отмечает, что млекопитающие во времена динозавров были крошечными грызунами. Идея о «большом мозге» у рептилий того периода не находит подтверждения в объеме их черепных коробок .
- Обновление земной коры: В качестве контраргумента сторонники гипотезы могут привести процесс субдукции — когда тектонические плиты уходят в мантию, переплавляя все улики. Однако Тайсон указывает, что разные участки коры имеют разный возраст, и на планете достаточно древних пластов, где артефакты могли бы сохраниться .
Ведущий резюмировал, что в данном вопросе «отсутствие доказательств является доказательством отсутствия», хотя это правило и не всегда применимо в науке .
🕳️ Загадка сингулярности и пределы теории относительности 17:12
Обсуждая природу черных дыр, Тайсон разъяснил разницу между математической моделью и физической реальностью. Согласно Общей теории относительности (ОТО), материя внутри черной дыры должна сжиматься в точку с нулевым объемом — сингулярность .
Тайсон утверждает, что сингулярности могут быть лишь «математическими артефактами». Это означает, что ОТО достигает предела своей применимости в таких экстремальных условиях . Астрофизик полагает, что будущие теории (например, теория струн) смогут разрешить этот парадокс, объединив гравитацию с квантовой механикой . В шутку он добавил, что сингулярность — это место, где «Бог делит на ноль» .
🌕 Колонизация Луны: что будет, если забрать её массу? 22:46
Вопрос о добыче полезных ископаемых на Луне часто вызывает опасения: не изменит ли перемещение грузов на Землю её орбиту или приливы? Нил Деграсс Тайсон успокоил слушателей, приведя конкретные цифры:
- Масштаб масс: Масса Луны составляет чуть более 1% от массы Земли . Даже если мы перевезем всю Луну на Землю по частям, планета станет тяжелее всего на процент. По аналогии Тайсона, это как «комар на слоне» — разница веса человека между завтраком и походом в туалет существеннее для гравитации .
- Солнечные приливы: Даже при полном исчезновении Луны приливы на Земле не прекратятся. Солнечные приливы составляют примерно 1/3 от лунных, так что океаны всё равно будут находиться в движении .
- Происхождение: Луна образовалась из земной коры в результате столкновения Земли с протопланетой размером с Марс . Поскольку это «наша же порода», добывать там что-то ради доставки на Землю не всегда экономически выгодно; ресурсы Луны скорее будут использоваться для строительства на самой Луне .
🚪 Кротовые норы и логистика будущего 27:39
Математически создание кротовых нор (червоточин) возможно, но для реализации «в железе» человечеству не хватает экзотической материи.
- Отрицательная гравитация: Для того чтобы «проткнуть» ткань пространства-времени и удерживать туннель открытым, требуется субстанция с отрицательной гравитацией .
- Темная энергия: Тайсон упоминает темную энергию как возможного кандидата на роль такой силы, но признает, что мы еще слишком мало знаем о её природе, чтобы строить «фабрики кротовых нор» .
Чак Найс предложил использовать кротовые норы для бытовых нужд: например, соединить заднюю стенку холодильника напрямую с супермаркетом (система «Wormhole Direct»), что сделало бы любую транспортировку мгновенной и бесплатной .
🔦 Как безмассовые фотоны переносят изображения? 30:47
Слушатель из Техаса задал глубокий физический вопрос: как фотон, не имеющий массы и внутренней структуры, может нести в себе картинку?
Тайсон объяснил, что отдельный фотон не несет изображения . Информация содержится в ансамбле фотонов:
- Один фотон прилетает от носа, другой — от ботинка.
- Они имеют разную энергию (цвет): фотон от волос — черный (поглощение), от красных туфель — красный .
- Линза (глаза или телескопа) реконструирует направления, из которых прилетели эти частицы, и фокусирует их на детекторе, создавая упорядоченную структуру, которую наш мозг интерпретирует как изображение .
🌌 Живем ли мы внутри черной дыры? 34:23
В завершение выпуска была затронута космологическая гипотеза о том, что наша Вселенная находится внутри другой черной дыры. Тайсон отметил несколько интригующих совпадений:
- Плотность: Если рассчитать плотность материи в нашей видимой Вселенной, она совпадает с плотностью, необходимой для создания черной дыры такого же размера .
- Горизонт событий: Наша Вселенная имеет горизонт, за который мы не можем заглянуть, что аналогично горизонту событий .
- Вложенные вселенные: Теоретически внутри каждой черной дыры может открываться новое пространство-время . При этом, благодаря высшим измерениям, эти вселенные могут существовать, не пересекаясь и не мешая друг другу, подобно бесконечной стопке листов бумаги .
