Брайан Китинг, физик-экспериментатор из Калифорнийского университета в Сан-Диего, стал гостем подкаста Абхиджита Чавды, чтобы обсудить эволюцию нашей Вселенной от гипотетического начала до появления разумной жизни. В ходе глубокой часовой дискуссии исследователи разобрали современные космологические споры вокруг данных телескопа «Джеймс Уэбб», проблемы теории инфляции, вероятность существования инопланетян и природу человеческого сознания.
🌌 Стандартная космологическая модель и эволюция Вселенной 0:38
Современная наука описывает развитие Вселенной с помощью стандартной космологической модели Lambda-CDM. Если запустить ход времени в обратном направлении на 13,8 миллиарда лет, то Вселенная сожмется до состояния чрезвычайно горячей и плотной плазмы, наполненной протонами, нейтронами, нейтрино и другими субатомными частицами. По словам Брайана Китина, эта эпоха является пределом, до которого ученые могут точно реконструировать физические процессы на основе лабораторных экспериментов, например, на Большом адронном коллайдере. Ускорители частиц позволяют воссоздавать условия, существовавшие всего через секунду или даже доли секунды после условного начала расширения.
Под «наблюдаемой Вселенной» космологи понимают ту ее часть, от которой электромагнитное излучение или субатомные частицы успели долететь до Земли за прошедшие миллиарды лет. Китинг подчеркивает, что профессиональные астрофизики не считают Большой взрыв синонимом абсолютного начала времени, поскольку сам этот момент может лежать за пределами известных законов физики. В то же время наука обладает колоссальным объемом точных количественных данных о свойствах Вселенной, начиная с первых долей секунды ее существования.
Долгое время, вплоть до первой трети XX века, господствовала концепция статичной и вечной Вселенной, которой изначально придерживался и Альберт Эйнштейн. Однако за последние 90 лет космология совершила гигантский рывок, доказав, что наш мир динамичен и непрерывно расширяется: практически все наблюдаемые космические объекты удаляются от нашей Галактики с огромной скоростью. Важнейшим физическим свидетельством этого процесса стало космическое микроволновое фоновое излучение (реликтовое излучение), которое за миллиарды лет остыло от тысяч градусов до всего лишь 3 градусов выше абсолютного нуля. Анализ реликтового излучения позволил ученым подтвердить существование не только обычной материи, но также темной материи и темной энергии.
🔭 Сенсация «Джеймса Уэбб» и крах альтернативных теорий 7:06
Недавние снимки космического телескопа «Джеймс Уэбб» (JWST), зафиксировавшие зрелые спиральные галактики на ранних этапах существования космоса, породили в медиа волну публикаций о том, что теория Большого взрыва якобы опровергнута. Брайан Китинг сравнивает эту ситуацию с кризисом в изучении Солнечной системы в 1968 году, когда у ученых было множество гипотез формирования Луны, но не хватало твердых образцов грунта. Позже, благодаря американским астронавтам, была сформулирована теория гигантского столкновения Земли с протопланетой, объясняющая сходство лунной коры с земной и отсутствие у Луны массивного железного ядра. Китинг отмечает, что появление новых данных тогда уточнило модель, но никому не пришло в голову отменять законы гравитации Ньютона.
Аналогично, по мнению исследователя, новые данные JWST вовсе не перечеркивают Большой взрыв или общую теорию относительности. Сторонники альтернативных концепций попытались использовать эти наблюдения для реанимации гипотезы «уставшего света», сформулированной около 90 лет назад и предполагающей статичную Вселенную с бесконечным запасом времени для формирования галактических структур. Брайан Китинг совместно со своим коллегой, профессором Джерайнтом Льюисом из Сиднея, опубликовал видеоопровержение этой идеи.
Физик указывает на важные методологические аспекты:
- Телескоп «Джеймс Уэбб» спроектирован для работы в инфракрасном диапазоне спектра, что позволяет ему улавливать свет от самых далеких объектов, испытавший сильное космологическое красное смещение из-за расширения Вселенной.
- Возможности JWST значительно превосходят телескоп «Хаббл», который имел жесткие ограничения по электромагнитному спектру.
- Обнаружение более сложных структур на ранних этапах лишь заставляет скорректировать модели формирования галактик, о которых Большой взрыв сам по себе ничего не говорит.
Китинг называет заявления об опровержении Большого взрыва антинаучными. По его словам, альтернативные модели стационарной Вселенной уступают стандартной модели на уровне более 100 стандартных отклонений и не способны объяснить существование реликтового излучения. Кроме того, гость обращает внимание на социологический аспект: радикальные критики часто обвиняют академическое сообщество в предвзятости, утверждая, будто ученые защищают теорию Большого взрыва ради финансирования, хотя сами эти критики нередко имеют частные коммерческие интересы в сфере термоядерных исследований.
При этом Китинг подчеркивает свою открытость к честным научным дискуссиям, приводя в пример свое интервью с выдающимся индийским космологом Джаянтом Нарликаром из Пуны, который до сих пор развивает квазистационарную модель Вселенной Фреда Хойла.
🚀 Охота за инфляцией и уроки проекта BICEP2 15:49
Одним из самых обсуждаемых элементов современной космологии остается гипотеза космической инфляции — идея о том, что в самый начальный момент Вселенная расширялась со сверхсветовой скоростью. Отвечая на вопрос Абхиджита Чавды о доказательствах инфляции, Китинг проводит аналогию с биологией: отсутствие у науки точного ответа на вопрос о зарождении жизни (космогония) не отменяет доказанную теорию эволюции Дарвина (космология). Физики признают, что у них пока нет рабочей теории квантовой гравитации, способной объединить законы макромира Эйнштейна и микромира квантовой механики в единую «Теорию всего».
Чтобы заглянуть в прошлое дальше, чем позволяет реликтовое излучение, команда Китинга ищет следы первичных гравитационных волн — пульсаций пространства-времени, предсказанных общей теорией относительности. Если инфляция действительно имела место, эти реликтовые гравитоны должны были оставить особый след в поляризации космического микроволнового фона. Поляризацию можно представить как изменение свойств света при отражении: например, когда солнечные лучи бликуют на поверхности океана, мы защищаемся от них поляризационными очками.
В 2014 году коллаборация BICEP2, в которой Китинг играл ведущую роль, объявила на весь мир об обнаружении этого долгожданного сигнала инфляции. Событие вызвало колоссальный резонанс, ученым прочили Нобелевскую премию, поскольку это позволило бы продвинуться назад во времени до фантастической отметки в $10^{-36}$ секунды после Большого взрыва. Однако радость оказалась преждевременной. Всего через шесть месяцев выяснилось, что зафиксированный сигнал был вызван не гравитационными волнами ранней Вселенной, а поляризованным излучением космической пыли в нашей собственной Галактике. Конкурирующая команда космического спутника «Планк» обладала данными на более высоких частотах, которые подтвердили, что вклад галактической пыли был недооценен. Коллаборация BICEP совместно с командой «Планка» выпустила официальное опровержение.
Сегодня Брайан Китинг совместно с коллегами строит в чилийской пустыне Атакама на высоте 5200 метров обсерваторию Simons Observatory стоимостью 100 миллионов долларов. Проект, первый свет которого ожидается в ближайшие два года, оснащен технологиями многочастотного анализа, что позволит полностью очистить космический сигнал от помех галактической пыли. Ученые надеются подтвердить инфляционную модель либо окончательно опровергнуть ее, закрыв дорогу циклическим теориям «Большого отскока», которые предполагают бесконечную смену расширений и сжатий Вселенной.
🏆 Синдром самозванца: от Ньютона до Нобелевских лауреатов 19:32
В ходе беседы Брайан Китинг поделился личными историями, вошедшими в его книги «Теряя Нобелевскую премию» и «Внутрь невозможного». Он рассказал о забавном и одновременно глубоком разговоре с Берри Беришем, одним из создателей лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO), получившим Нобелевскую премию в 2017 году. Бериш признался Китингу, что после награждения его синдром самозванца лишь обострился.
По словам Бериша, процедура получения премии в Стокгольме невероятно помпезна:
- Лауреатов чествуют на роскошных банкетах в присутствии королей.
- Им приходится надевать фраки, которые стоят больше, чем первые три автомобиля Бериша вместе взятые.
- При выдаче золотой медали и чека на долю от 1,5 миллиона долларов США лауреатов просят расписаться в специальной книге учета.
Листая эту книгу, Берри Бериш увидел подписи Субраманьяна Чандрасекара, Ричарда Фейнмана, Марии Кюри и Альберта Эйнштейна, после чего почувствовал себя абсолютно недостойным находиться в одном ряду с величайшими гениями человечества. Китинг в ответ напомнил Беришу, что сам Эйнштейн испытывал точно такой же синдром самозванца перед Исааком Ньютоном, считая, что тот сделал для математики и физики больше, чем любой другой человек в истории. Сам же Ньютон, в свою очередь, страдал от аналогичного комплекса, стремясь во всем подражать Иисусу Христу и считая своим главным жизненным достижением сохранение девственности до конца дней.
Китинг считает, что синдром самозванца вредит молодым исследователям, внушая им ложную мысль, будто великие ученые родились гениями. Сам Брайан откровенно признается, что его мотивация строить телескопы во многом подпитывалась юношеским желанием доказать свою состоятельность отцу, крупному ученому, с которым они расстались после развода родителей.
👽 Одиноки ли мы во Вселенной? Скептицизм против «научного загадывания желаний» 37:58
Тема существования внеземных цивилизаций вызывает огромный интерес, однако Брайан Китинг занимает здесь жесткую скептическую позицию. По его мнению, самым честным научным утверждением является полное отсутствие каких-либо доказательств существования инопланетян. Популярные аргументы в духе Карла Сагана, основанные на масштабах космоса (сотни миллиардов галактик, в каждой из которых сотни миллиардов звезд, а данные спутника «Кеплер» указывают на наличие минимум 1–2 планет у каждой звезды, что дает около $10^{24}$ потенциальных миров), Китинг называет «выдачей желаемого за действительное». Физик усматривает в этой страсти найти жизнь на других планетах скрытую духовную или даже религиозную потребность заполнить экзистенциальную пустоту, поскольку большинство его мнений сходятся на том, что его коллеги-астрофизики являются убежденными атеистами.
В качестве иллюстрации Китинг приводит аналогию со своим опытом экспедиций в Антарктиду:
- Антарктида — это седьмой континент Земли, открытый лишь в конце XIX века, а Южного полюса люди достигли только в 1911 году.
- Ее открытие увеличило известную площадь суши на 14% (одну седьмую часть).
- Несмотря на колоссальные масштабы этого региона, если отъехать на пару миль от побережья, там нет абсолютно никакой жизни — ни птиц, ни растений, ни постоянного человеческого населения.
Таким образом, наличие огромного пространства или потенциальной емкости для жизни не гарантирует автоматического возникновения этой жизни на практике.
Китинг также критикует проекты вроде Galileo Project своего друга Ави Лёба из Гарварда, который ищет межзвездные артефакты и организует миллионные экспедиции на дно Тихого океана ради сбора осколков метеоритов межзвездного происхождения. Гость подчеркивает: одно дело — предполагать наличие бактерий в космосе, и совсем другое — утверждать, что Землю посещают разумные существа на кораблях, нарушающих или модифицирующих известные законы физики ради преодоления межзвездных расстояний.
По мнению Китинга, появление разумной жизни на Земле — это результат невероятного стечения уникальных факторов (гипотеза уникальной Земли):
- Падение гигантского астероида Чикшулуб 65 миллионов лет назад, уничтожившего динозавров и открывшего дорогу млекопитающим. Если бы планету бомбардировали тысячи таких астероидов, жизнь бы не выжила.
- Наличие массивного Юпитера на внешней окраине Солнечной системы, который работает космическим щитом, притягивая и рассеивая опасные кометы и метеориты.
- Уникальные параметры Луны. Наш спутник имеет идеальный размер и находится на идеальном расстоянии, чтобы стабилизировать прецессионный наклон земной оси, обеспечивая стабильную смену времен года, необходимую для сложных биологических ритмов.
Перемножение вероятностей всех этих факторов дает астрономически малое число, которое может быть меньше, чем общее количество планет в наблюдаемой Вселенной.
🧠 Наука, религия и поиск мудрости 46:23
Будучи практикующим иудеем, Брайан Китинг категорически не согласен с тезисом, что настоящий ученый обязан быть атеистом. Он напоминает, что 50 лет назад ситуация была зеркальной, а Гарвардский университет изначально создавался для преподавания теологии и древнееврейского языка. Физик убежден, что лучшая форма государственного устройства и науки — светская, однако религия и моральная философия должны иметь полноценный голос в общественных дискуссиях.
Китинг критикует позицию своего коллеги Лоуренса Краусса, автора книги «Вселенная из ничего» (предисловие к которой написал Ричард Докинз, сравнив ее по значимости с «Происхождением видов» Дарвина). Краусс называет религиозные учения «сказками», полностью аннулированными наукой. В споре с ним Китинг выдвинул парадоксальный аргумент: хороший ученый должен мечтать о том, чтобы его научные труды устарели и стали нерелевантными через 5–10 лет, уступив место новым открытиям учеников. В то же время такие тексты, как Бхагавадгита (которой около 2000 лет), Тора или Коран, остаются актуальными веками, поскольку они апеллируют к вечной философской и духовной стороне человеческой личности.
«Я развиваю оба полушария своего мозга: временное, светское научное и вечное духовное», — заявляет Китинг. Он не учит своих детей тому, что Земле 5782 года, как велит иудейская традиция, но считает, что изучение законов природы — это самый точный способ познания «разума Бога», если человек в него верит. Главная ошибка современных радикальных материалистов, по мнению гостя, заключается в отождествлении «знания» (что на латыни означает scientia) и «мудрости» (что отражено в названии нашего вида Homo Sapiens) — научные методы дают знания, но не способны генерировать мудрость.
🔮 Три «Больших взрыва» и загадка сознания 51:02
Для Китинга феномен человеческого сознания является третьим (или четвертым) «Большим взрывом» в истории бытия. Он выделяет фундаментальные загадки природы, которые наука пока не способна разрешить: возникновение пространства, времени и материи из чистой энергии; превращение неодушевленной материи в живые организмы; и трансформация живой материи (бактерий) в мыслящих существ уровня Иоганна Себастьяна Баха, способных к ментальным прорывам.
Физик отвергает концепцию панпсихизма (идею о том, что сознание присуще всем элементам материи) и настаивает на реальности свободы воли. С позиций жесткого редукционизма и детерминизма свобода воли объявляется иллюзией, порожденной хаотическими классическими или квантовыми стохастическими процессами. Однако Китинг солидарен с нобелевским лауреатом Роджером Пенроузом и Стюартом Хамероффом, которые развивают гипотезу квантовой природы сознания внутри микротрубочек клеточных структур мозга, активируемой гравитационными эффектами на уровне пространства-времени. Хотя эта теория Orch-OR подвергается жесткой критике в академической среде, Китинг считает ее важной альтернативой.
Гость с юмором отмечает: «Конечно, у меня есть свобода воли — у меня просто нет другого выбора». Отказ от признания свободы воли, по его мнению, открывает ящик Пандоры, полностью снимая с человека ответственность за любые жизненные решения и поступки. По этой же причине Китинг сомневается, что искусственный интеллект когда-либо обретет подлинное сознание. Он ссылается на теорию Ника Бострома о суперинтеллекте и симуляциях, но подчеркивает принципиальное ограничение машин.
Вспоминая слова Эйнштейна о том, что падение в ломающемся лифте (принцип эквивалентности сил гравитации и инерции) было «счастливейшей мыслью в его жизни», Китинг задает риторический вопрос: способна ли компьютерная программа когда-нибудь пережить «счастливую мысль» или визуализировать свободное падение? Абхиджит Чавда соглашается, что современные большие языковые модели вроде Google LaMDA, несмотря на успешное прохождение теста Тюринга, остаются лишь сложнейшими алгоритмами, лишенными самосознания, оригинального видения будущего и подлинных эмоций.
🛠️ Будущее физики и закон Брандолини 59:46
Размышляя о горизонтах науки до конца XXI века, Брайан Китинг призывает ученых быть беспристрастными наблюдателями, а не гнаться за славой и регалиями. Он отмечает переизбыток теоретических изысканий в современной космологии и напоминает о законе Брандолини (принципе асимметрии чуши): на опровержение глупости или необоснованной теории требуется в 10 раз больше энергии, чем на ее производство. Именно поэтому экспериментальная работа по созданию точных карт ранней Вселенной, изучению космических нейтрино, темной материи и темной энергии имеет решающее значение.
Китинг выражает оптимизм по поводу климатических изменений, считая их катализатором научного прогресса для развивающихся стран, и критикует радикальные призывы немедленно прекратить использование углеродов как «антинаучный шаг назад в примитивное общество». Резюмируя беседу, Абхиджит Чавда добавляет, что главным вызовом для физики XXI века остается понимание природы гравитации, в изучении которой человечество пока не совершил кардинального прорыва.
