В новом выпуске шоу StarTalk «Cosmic Queries» бессменный ведущий и астрофизик Нил Деграсс Тайсон вместе с комиком Чаком Найсом отвечают на вопросы слушателей, охватывая диапазон от квантовой гравитации до личных историй их знакомства. В центре дискуссии — границы человеческого познания, механизмы работы черных дыр и физические пределы развития цивилизаций по шкале Кардашева.
🌌 Квантовая гравитация и двухщелевой эксперимент 2:10
Один из слушателей, Вест Смитти, предложил объединить эксперимент Томаса Юнга 1801 года (двухщелевой опыт) с недавними открытиями детектора LIGO . Суть вопроса заключалась в том, можно ли направить гравитационные волны на двойную щель, чтобы доказать корпускулярно-волновой дуализм гравитации.
Нил Деграсс Тайсон отметил, что это блестящий пример научного мышления, хотя признал, что у современной науки пока нет готового экспериментального решения . Ключевые тезисы обсуждения:
- Дуализм: Каждая частица в природе имеет связанную с ней длину волны. Гравитация не должна быть исключением .
- Гравитон: Если существует квантовая гравитация, то должна существовать и частица-переносчик — гравитон, аналогичный фотону в электромагнетизме .
- Проблема фиксации: Тайсон подчеркнул сложность «поимки» гравитона. Детектирование подразумевает захват частицы, но физика пока не может представить, что значит «запереть гравитацию в коробке» .
🕳️ Побег из черной дыры через четвертое измерение 6:53
Обсуждая возможность спасения из сингулярности черной дыры, Тайсон привел аналогию с двухмерным миром . Если муравей заперт внутри нарисованного на столе прямоугольника, он кажется пленником, пока не осознает существование третьего измерения («вверх»), через которое можно просто перешагнуть стену .
Основные выводы по теме:
- Время как измерение: По словам Тайсона, время — это полноценное четвертое измерение. Если у вас есть машина времени, вы можете покинуть «ловушку» черной дыры, просто вернувшись в момент до того, как в неё попали .
- Альтернатива: Можно переместиться в будущее, когда черная дыра испарится (через излучение Хокинга), но Тайсон предупреждает: этот процесс может быть фатальным для объекта .
🚀 Физика плазменных двигателей и принцип эквивалентности 13:11
Вопрос Теодора Дойла касался полетов на плазменных двигателях: в какой момент нужно начинать торможение, чтобы не разбиться в пункте назначения? .
Тайсон пояснил механику процесса:
- Точка невозврата: Для оптимального полета торможение должно начинаться ровно на середине пути (50% дистанции) .
- Комфорт 1g: Если корабль постоянно ускоряется с ускорением свободного падения (1g), экипаж будет чувствовать себя как на Земле, что решит проблему потери костной массы . На середине пути корабль должен развернуться и начать замедляться с тем же ускорением 1g .
- Принцип эквивалентности Эйнштейна: Тайсон напомнил, что в 1915 году Эйнштейн постулировал: ускорение в ракете физически и математически неотличимо от гравитации . Из этого следовал вывод, что гравитация должна искривлять путь света, что стало фундаментом Общей теории относительности .
В качестве примера корректного отображения физики в медиа собеседники выделили сериал «Пространство» (The Expanse), где показаны корабли, летящие к планете соплами вперед для торможения . Напротив, фильм «К звездам» (Ad Astra) подвергся критике Тайсона за то, что герои остаются в невесомости даже при работающих двигателях .
🤝 История дуэта: как встретились Нил и Чак 22:06
Отвечая на вопрос о «контингентности» (случайности) их встречи, участники StarTalk вспомнили начало проекта около 15 лет назад .
- Поиск комиков: В ранние дни StarTalk команда Тайсона буквально «троллила» (в старом значении слова — прочесывала) комедийные клубы Нью-Йорка в поисках талантов, которые могли бы оживить научный контент .
- Преимущество Чака: Чак Найс был выбран, потому что, в отличие от многих стендаперов, имел многолетний опыт работы на радио . По мнению Тайсона, Найс умел «вести поток разговора» и вовремя заканчивать предложения, что критично для динамики шоу .
Тайсон сослался на работу британского историка науки Джеймса Бёрка «Связи» (Connections), утверждая, что прогресс цивилизации часто неизбежен, и если бы не встретились конкретно эти двое, возникла бы другая связь с похожим результатом .
📉 Оценка человечества: 4% знаний 27:36
На вопрос о том, какую оценку заслуживает человечество в понимании Вселенной, Тайсон ответил парадоксально: «Мы знаем достаточно, чтобы количественно оценить свое невежество» .
Фактическое распределение состава Вселенной, согласно Тайсону:
- 4% — Видимая материя: Это всё, что мы изучаем в школах: атомы, молекулы, законы химии и биологии, звезды и планеты .
- 96% — Темная материя и темная энергия: Мы видим их влияние, можем их «взвесить», но понятия не имеем, что это такое .
Тайсон полагает, что наш мозг, эволюционировавший в саванне Серенгети для выживания при встрече со львами, может быть просто биологически не приспособлен для полного понимания космоса . По его мнению, гипотетические инопланетяне вряд ли сочли бы нас разумными, видя наше саморазрушительное поведение .
❄️ Гибель Вселенной и шкала Кардашева 32:42
Размышляя о финале мироздания, Тайсон подтвердил, что Вселенная закончится не в огне, а во льду . Темная энергия ускоряет расширение пространства вопреки гравитации, что ведет к постепенному падению температуры до абсолютного минимума.
В контексте развития цивилизаций была упомянута шкала физика Николая Кардашева :
- Тип 1: Контроль всей энергии родной планеты (землетрясения, приливы, ураганы). Человечество сейчас находится на «уровне ноль», так как мы лишь убегаем от стихий .
- Тип 2: Захват всей энергии своей звезды.
- Тип 3: Энергия всей галактики .
- Тип 4: Энергия всей Вселенной.
- Тип 5: По шутливому определению Тайсона и Найса, это уровень Бога .
Тайсон выдвинул диаболическую гипотезу: цивилизация 5-го уровня могла бы уничтожить целую чужую вселенную в мультиверсе, просто слегка изменив заряд электрона, что привело бы к распаду всей твердой материи .
🪐 Стабильность Солнечной системы 39:13
Обсуждая возможность существования «лишней» планеты в нашей системе, Тайсон сослался на исследование своего коллеги Стива Сотера (соавтора «Космоса» Карла Сагана) .
- Предел вместимости: Сотер математически доказал, что текущий набор из 8 планет (от Меркурия до Нептуна) в их текущих локациях — это максимум для нашей системы .
- Гравитационный хаос: Если добавить еще одну планету любого размера, гравитационные поля других планет либо столкнут её с Солнцем, либо выбросят за пределы системы .
- Возраст системы: За 4,5–5 миллиардов лет Солнечная система прошла этап «встряски» и достигла зрелой стабильности .
🌀 Испарение черных дыр и «Голографическая Вселенная» 42:25
В завершение Тайсон объяснил механизм испарения черных дыр через излучение Хокинга. Гравитационное поле вблизи горизонта событий обладает энергией, достаточной для спонтанного создания пар частица-античастица .
Интересные факты о процессе:
- Память поля: Тайсон утверждает, что инвентарный список частиц, вылетающих при испарении, совпадает со списком того, что черная дыра «съела» за свою жизнь . Это наводит на мысль, что информация сохраняется на горизонте событий .
- Голографический принцип: По словам Тайсона, горизонт событий может быть отпечатком всей информации, прошедшей через него .
- Финальный взрыв: Чем меньше становится черная дыра, тем выше энергия её излучения. В конце процесса она испускает мощную вспышку гамма-лучей и исчезает .
