В новом выпуске проекта «Cosmic Queries» на канале StarTalk астрофизик Нил Деграсс Тайсон и комик Чак Найс разбирают вопросы слушателей о самых амбициозных концепциях современной науки. В центре внимания — возможность перезапуска Солнца с помощью термоядерных зарядов, этика межзвездных кораблей поколений и физика гипотетических частиц, движущихся быстрее света.
☀️ Можно ли «починить» Солнце ядерными бомбами? 0:56
Обсуждение началось с вопроса о научно-фантастическом фильме «Пекло» (Sunshine), где человечество пытается оживить гаснущее Солнце, сбросив в него весь ядерный арсенал Земли. Нил Деграсс Тайсон отмечает, что этот сценарий лишен научного смысла по нескольким причинам:
- Разница в процессах: Земные атомные бомбы работают на принципе деления ядра (фишн), в то время как Солнце функционирует за счет термоядерного синтеза (фьюжн) .
- Масштаб: Обычное солнечное пятно (темная область на поверхности) по размерам больше всей планеты Земля. Попытка повлиять на Солнце земным ядерным арсеналом, по мнению Тайсона, подобна стрельбе из трубочки жеваной бумагой в лесной пожар .
- Механизм «перезапуска»: Тайсон утверждает, что для продления жизни Солнца не нужно добавлять топливо извне. Звезда погибает, использовав лишь несколько процентов своего водорода, потому что он заканчивается в ядре, оставаясь в наружных слоях .
- Решение: Чтобы заставить Солнце светить триллионы лет, необходимо создать механизм конвекции — своеобразную «конвейерную ленту», которая доставляла бы свежий водород из внешних слоев в ядро и выводила оттуда гелий .
🛰️ Проблема «догона» в межзвездных путешествиях 11:27
Слушатели подняли классическую дилемму колонизации: стоит ли отправлять корабль поколений к далекой звезде сегодня, если через 50 лет технологии улучшатся и новый, более быстрый корабль обгонит первый?
Нил Деграсс Тайсон считает, что в реальности это не станет трагедией:
- Встреча в пути: По мнению Тайсона, если вторая экспедиция будет оснащена, например, варп-двигателем, она просто состыкуется с первым кораблем и заберет людей на борт, чтобы продолжить путь вместе .
- Расчет времени: При достижении 20% от скорости света полет до Альфы Центавра (4 световых года) займет около 20 лет . Чак Найс и Тайсон сошлись во мнении, что вместо поиска нового дома лучше направить те же усилия на «ремонт» Земли .
- Этический аспект: Обсуждался вопрос «кораблей поколений», где дети рождаются в изоляции для миссии, которую они не выбирали. Тайсон иронично замечает, что это мало отличается от обычной жизни: никто из нас не давал согласия на свое рождение .
🎈 Визуализация Большого взрыва и природа пространства 15:59
Тайсон предложил использовать модель надувного шара для объяснения расширения Вселенной 7-летнему ребенку:
- Все наши три пространственных измерения нужно представить как двумерную поверхность шара .
- Четвертое измерение — время — направлено от центра шара к его поверхности.
- Раздувание шара демонстрирует, как галактики удаляются друг от друга, при этом самого «центра» взрыва внутри нашего трехмерного пространства не существует .
Говоря о релятивистских эффектах, Тайсон напомнил, что при приближении к скорости света для внешнего наблюдателя объект сокращается в размерах в направлении движения («сплющивается» спереди назад), а его масса растет до бесконечности .
🚀 Двигатель Алькубьерре и «пузыри» в Мультивселенной 30:03
Вопрос о варп-двигателе затронул работу мексиканского физика Мигеля Алькубьерре. Концепция предполагает сжатие пространства перед кораблем и его расширение позади него.
- Досветовой варп: По мнению Тайсона, варп-двигатель не обязан двигаться быстрее света. Его можно использовать на любых скоростях, просто «подкрутив настройки» .
- Столкновение вселенных: В контексте теории Мультивселенной возникла гипотеза о том, что темная материя или темная энергия могут быть результатом взаимодействия нашего «пузыря» Вселенной с другим . Нил Деграсс Тайсон признался, что ему импонирует идея о темной материи как о гравитационном отпечатке другой вселенной, которая проходит сквозь нашу в высшем измерении .
🎮 Вселенная как симуляция: падение частоты кадров 39:52
Один из слушателей предложил аналогию: в видеоиграх при обсчете сложных локаций падает частота кадров (FPS). Может ли гравитационное замедление времени быть признаком того, что «космический движок» тратит больше ресурсов на вычисления вблизи массивных объектов?
Нил Деграсс Тайсон находит эту аналогию интригующей в рамках гипотезы симуляции:
- Симулятору не нужно обсчитывать всю Вселенную целиком, а только те части, на которые смотрит наблюдатель .
- Если мы начинаем копать яму в земле, симулятор должен начать рендерить молекулы внутри почвы непосредственно перед нашим взором, чтобы экономить вычислительную мощность .
⏳ Тахионы: жизнь в обратном времени 43:20
Завершилась дискуссия обсуждением тахионов — гипотетических частиц, которые всегда движутся быстрее света.
- Математический вывод: Согласно уравнениям Эйнштейна, ничто не может разогнаться до скорости света, но математика не запрещает существование частиц, которые уже находятся «по ту сторону» этого барьера .
- Следствия: По словам Тайсона, такие частицы должны двигаться назад во времени .
- Обнаружение: Мы могли бы увидеть тахион только в тот неуловимый миг, когда он пересекает нашу реальность. Поскольку мы движемся вперед во времени, а они — назад, точка контакта будет мгновенной . На данный момент тахионы в реальной Вселенной не обнаружены .
