В новом выпуске программы StarTalk «Cosmic Queries» (Космические запросы) астрофизик и директор Планетария Хейдена Нил деГрас Тайсон вместе со своим постоянным соведущим, комиком Чаком Найсом, погружаются в «حقيبة المفاجآت» (сумку с сюрпризами) — формат, где они отвечают на самые разнообразные и неожиданные вопросы слушателей. В центре внимания оказались границы мультивселенной, перспективы миссии к Альфе Центавра, природа времени и визуализация гравитации в четырех измерениях.
🌌 Границы мультивселенной и «пузырьковые» миры 1:10
Один из первых вопросов касался концепции мультивселенной: если она существует, как понять, где заканчивается наша вселенная и начинается другая? Нил деГрас Тайсон пояснил, что современные космологические модели, сочетающие квантовую физику, общую относительность и теорию струн, предлагают несколько вариантов структуры мироздания .
Наиболее популярная модель — это «пузырьковая» мультивселенная. В этой концепции существует гигантская сеть пространства-времени, в которой наш мир является лишь одним из множества расширяющихся пузырей . По словам Тайсона, эти пузыри разделены таким образом, что переход из одного в другой практически невозможен.
Ключевые аспекты структуры мультивселенной:
- Изоляция пузырей: Вселенные расширяются, но, как правило, не пересекаются. Граница одного пузыря — это буквально место, где заканчивается его влияние и потенциально начинается пространство другой вселенной .
- Статистические аномалии: Ученые пытались найти следы столкновения нашей вселенной с другими, анализируя космическое микроволновое фоновое излучение (CMB). Если бы другой «пузырь» задел наш, это оставило бы специфический статистический отпечаток на «текстуре» температурных колебаний реликтового излучения . Однако на текущий момент значимых доказательств такого взаимодействия не обнаружено .
- Различия в законах физики: Тайсон подчеркнул, что в других вселенных фундаментальные константы могут отличаться. Если бы человек смог попасть в соседний мир, это могло бы быть смертельно опасным: из-за другой массы электрона или силы взаимодействия атомы человеческого тела могли бы просто распасться или схлопнуться в «желе» .
🛰️ Гонка к Альфе Центавра: лазеры против ракет 17:10
Обсуждая вопрос о том, какая миссия первой достигнет ближайшей звездной системы Альфа Центавра, Тайсон выделил проект Breakthrough Starshot. Это амбициозная инициатива по отправке наноаппаратов размером с почтовую марку, оснащенных «световыми парусами» .
Сравнение технологий и сроков:
- Проект Starshot: Использование гигаваттных лазеров на Земле для разгона сверхлегких парусов. Расчеты показывают, что такие аппараты могут развить скорость до 20% от скорости света . При такой скорости путь до Альфы Центавра (4 световых года) займет всего 20 лет .
- Традиционные ракеты: Для сравнения, аппарат New Horizons (самый быстрый объект, запущенный с Земли) при перенаправлении к Альфе Центавра летел бы туда от 40 до 50 тысяч лет .
Тайсон скептически относится к идее, что какая-то технология, запущенная позже, сможет обогнать Starshot. Он считает проект выполнимым, хотя и требующим колоссальных инвестиций от миллиардеров .
⏳ Существует ли универсальное «сейчас»? 22:11
Вопрос о «настоящем моменте» заставил участников обсудить основы теории относительности. Тайсон утверждает, что «сейчас» — это глубоко субъективное понятие, привязанное к конкретным часам наблюдателя .
В современной физике пришлось отказаться от концепции абсолютной одновременности. Если два объекта находятся в разных гравитационных полях или движутся с разными скоростями, их «сейчас» не совпадает . Наше восприятие времени как чего-то единого продиктовано эволюцией в саваннах Серенгети, где это было необходимо для выживания, но Вселенная, как иронично заметил ведущий, «не обязана быть логичной для нас» .
🏀 Визуализация гравитации и «Обект Хога» 25:11
Обсуждая классическую аналогию гравитации как «резиновой простыни» с шаром для боулинга, Тайсон внес важную корректировку. В реальности всё пространство-время пронизано искажениями от каждого объекта, включая сам «тестовый» шар. Вселенная — это суперпозиция искаженных слоев, создаваемых каждой частицей материи, от атомов до целых галактик .
В разделе о необычных объектах была упомянута Объект Хога (Hoag's Object) — уникальная кольцеобразная галактика. Слушательница спросила, не является ли случайностью то, что внутри одного кольца видна еще одна кольцевая галактика на заднем плане . Тайсон объяснил это через статистику:
- Человеческий мозг плохо приспособлен к статистическому мышлению, из-за чего мы видим магию там, где работает вероятность .
- Именно статистический анализ расположения звезд позволил астрономам доказать существование двойных и кратных звездных систем — их плотность в определенных участках была выше, чем при чисто случайном распределении .
- Учитывая миллиарды галактик, визуальное наложение (алигнмент) двух редких объектов является статистически ожидаемым событием, а не аномалией .
❄️ Фракталы: наука или просто красивое искусство? 34:15
Слушатели поинтересовались, не являются ли фракталы (самоподобные узоры) ключом к разгадке тайн Вселенной. Нил Тайсон выразил мнение, что в последние 20 лет интерес к фракталам в фундаментальной науке угас .
Основные тезисы о фракталах:
- В биологии фрактальные закономерности очевидны: ветви деревьев часто отходят под одним и тем же углом на разных уровнях масштабирования . Также Тайсон привел пример с семенами внутри яблока, количество которых соответствует числу лепестков цветка, из которого оно выросло .
- В физике фрактальный подход ограничен. Законы макромира (Ньютоновская физика) не работают на квантовом уровне, поэтому «самоподобие» разрушается при переходе к микромасштабам .
- По мнению Тайсона, фракталы сегодня скорее «развлекательны и красивы», чем полезны как инструмент познания природы .
🌡️ Когда небо было «солнцем»: реликтовое излучение 49:10
В финале выпуска Тайсон описал, как выглядела Вселенная в эпоху, когда космическое микроволновое фоновое излучение (CMB) еще было видимым светом. Сегодня температура этого излучения составляет всего 3 Кельвина (-270°C). Однако в момент формирования (через 380 тысяч лет после Большого взрыва) его температура составляла около 3000 Кельвинов .
В тот период:
- Вселенная была в 1000 раз меньше, чем сейчас .
- Все небо светилось ярким, красивым светом, напоминающим поверхность Солнца .
- Понятия «ночного неба» не существовало: свет был повсюду, и от него невозможно было скрыться в тени, так как любой предмет, создающий тень, мгновенно нагревался бы до тех же 3000 градусов и начинал светиться сам .
Тайсон сравнил это состояние с нахождением внутри раскаленной печи для обжига керамики: когда предмет нагревается до температуры стенок печи, он «исчезает» для глаза, сливаясь с общим свечением фона .
