Брайан Грин утверждает, что первые звезды во Вселенной зажглись спустя 180 миллионов лет после Большого взрыва . На сцене Бруклинской академии музыки исследователи обсудили связь фундаментальной физики с нейробиологией принятия решений и механикой олимпийского спорта.
🌌 Рождение первых звезд и загадки темной материи 1:49
Астрофизики называют период в несколько сотен миллионов лет после Большого взрыва Космическими темными веками . В это время материя еще не сформировала объекты, излучающие свет. Исследователи обнаружили следы первых звезд не прямым наблюдением, а через их влияние на окружающую среду .
Обнаружение сигналов от ранних звезд произошло благодаря анализу реликтового излучения . Ультрафиолетовый свет первых светил ионизировал водород, который начал поглощать части спектра микроволнового фона . По словам Брайана Грина, полученный сигнал оказался сильнее, чем предсказывала теория. Это расхождение заставляет ученых пересматривать механизмы взаимодействия темной материи с обычным веществом .
Существуют и другие противоречия в космологии:
- Скорость расширения Вселенной, измеренная по реликтовому излучению, не совпадает с данными по вспышкам сверхновых .
- Для устранения этих различий может потребоваться корректировка понимания темной энергии или самой гравитации .
- Теория струн предполагает, что наша Вселенная может быть «браной» (срезом) в многомерном пространстве .
- Столкновение таких структур способно вызвать новый Большой взрыв, что делает модель Вселенной цикличной .
🧠 Свобода воли: биологический механизм или иллюзия? 33:10
С точки зрения физики человек является набором частиц, подчиняющихся фундаментальным законам . Брайан Грин считает, что законы физики не оставляют места для вмешательства человеческой воли в движение материи . Любое действие — это перемещение частиц, траектория которых определена прошлыми состояниями системы.
Хизер Берлин приводит нейробиологические доказательства этой гипотезы:
- Эксперименты Бенджамина Либета в 1980-х годах показали, что мозг начинает подготовку к действию за 350 миллисекунд до осознания человеком желания нажать кнопку .
- Современные методы фМРТ позволяют предсказать выбор человека (например, какую кнопку нажать) за 10 секунд до того, как он сам осознает этот выбор .
- Способность к самоконтролю напрямую зависит от развития префронтальной коры, которая полностью формируется только к 25 годам (у мужчин — иногда к 35) .
Свобода воли в данном контексте рассматривается как полезная эволюционная адаптация. Ощущение контроля над действиями повышает внимательность и шансы на выживание в опасной среде .
⏳ Восприятие времени и работа мозга в состоянии «потока» 49:17
Время как физическая величина позволяет происходить изменениям, но человеческое восприятие времени субъективно и пластично. Хизер Берлин утверждает, что мозг конструирует ощущение времени, которое можно легко исказить . Например, метод транскраниальной магнитной стимуляции позволяет смещать восприятие момента намерения или совершения действия .
Особое состояние мозга наблюдается при глубоком творческом процессе или занятиях спортом:
- В состоянии «потока» (flow state) снижается активность дорсолатеральной префронтальной коры .
- Человек теряет чувство собственного «я», ощущение времени и места .
- Это состояние характерно для импровизирующих рэперов, ученых во время решения сложных уравнений и профессиональных атлетов .
Нейробиолог также описала клинический случай пациента с повреждением гиппокампа. Каждую минуту он делал запись в дневнике о том, что «только что пришел в сознание впервые», так как его мозг не мог связать настоящий момент с прошлым .
⛸️ Физика фигурного катания: от крутящего момента до углового момента 1:05:50
Саша Коэн описывает свои выступления не через физические термины, а через «гипер-осознанность» тела . Однако каждое движение на льду строго подчиняется законам механики. Успех прыжка зависит от крутящего момента (торка), который спортсменка создает при отталкивании .
Ключевые физические аспекты фигурного катания:
- Процедурная память: после тысяч повторений навыки переходят из осознанного контроля префронтальной коры в базальные ганглии . Попытка осознанно контролировать движение во время прыжка часто ведет к падению.
- Закон сохранения углового момента: когда фигурист прижимает руки и ноги к оси вращения, скорость вращения резко возрастает . Чем меньше расстояние массы от оси, тем выше угловая скорость .
- Вестибулярная адаптация: головокружение при вращении возникает из-за инерции жидкости в каналах внутреннего уха . Фигуристы тренируют мозг игнорировать эти сигналы с помощью визуальной фиксации и привыкания (габитуации) .
Нил Деграсс Тайсон предложил теоретический эксперимент для выполнения прыжка в пять оборотов (квинты). Использование тяжелых колец или браслетов с грузами позволило бы увеличить стартовый момент инерции, что при группировке дало бы еще более высокую скорость вращения .
