# Кип Торн о кротовых норах, споре с Хокингом и 50 годах пути к LIGO Источник: https://www.youtube.com/watch?v=4f9V-8BHONo Канал: StarTalk Опубликовано: 03.12.2024 --- Кип Торн посвятил 50 лет работе над обнаружением гравитационных волн до получения Нобелевской премии в 2017 году. В беседе с Нилом Деграссом Тайсоном он описывает процесс создания фильма Interstellar, объясняет механизмы работы кротовых нор и детали своего знаменитого спора со Стивеном Хокингом. ## 🎬 Рождение Interstellar и научный реалити-чек [[JUMP:04:47]] Идея фильма Interstellar возникла из обсуждений Кипа Торна и продюсера Линды Обст, которых в 1980 году познакомил Карл Саган [05:48]. Физик поставил условие: сюжет не должен нарушать установленные законы физики, а все допущения должны основываться на реальных научных гипотезах [09:05]. Концепция глобальной гибели урожая (патоген) в фильме была детально проработана на встрече с биологами в Калтехе. Учёные подтвердили возможность существования «универсального патогена», который способен уничтожить большинство видов растений на планете [15:35]. Хотя биологи ещё не сталкивались с такой угрозой, они не смогли исключить её вероятность в будущем [16:02]. ## 🌊 Физика волн на планете Миллер [[JUMP:17:16]] Гигантская волна на планете Миллер представляет собой тип **солитарной волны** (одиночной волны). Это явление открыли в 1700-х годах в Англии, наблюдая за движением барж по узким каналам [20:15]. Такие волны сохраняют свою форму на больших расстояниях за счёт баланса между эффектами дисперсии и нелинейности [21:46]. Замедление времени на планете Миллер — один час за семь земных лет — требует экстремальных условий. Чтобы планета находилась на стабильной орбите при таком искажении времени, чёрная дыра Гаргантюа должна вращаться со скоростью, крайне близкой к максимально возможной [28:58]. Кип Торн использовал систему Mathematica для проверки этих расчётов по требованию Кристофера Нолана [30:05]. ## 📦 Тессеракт и возвращение героя [[JUMP:28:54]] В финале фильма главный герой попадает в **тессеракт** — четырёхмерный куб, созданный сверхцивилизацией в «баллоке» (гиперпространстве) [31:25]. Кристофер Нолан изначально хотел, чтобы Купер вернулся к Земле быстрее скорости света, но Кип Торн убедил его, что это нарушит законы физики [32:18]. Вместо сверхсветового движения использовали перемещение через пятое измерение. Расстояние в 10 миллиардов световых лет внутри нашей Вселенной в гиперпространстве может составлять всего несколько миллионов километров [33:16]. Это позволило герою вернуться в Солнечную систему за короткий срок без нарушения принципа причинности. ## 🌀 Кротовые норы как машины времени [[JUMP:34:05]] Теоретически кротовую нору можно превратить в машину времени, если заставить одно из её «устий» двигаться с релятивистской скоростью [36:37]. Однако при попытке включения такого устройства может произойти мощный выброс энергии из-за накопления вакуумных флуктуаций [39:20]. Этот процесс похож на акустическую обратную связь между микрофоном и динамиком. Потоки света или частиц проходят через нору, возвращаются в ту же точку пространства-времени и усиливаются бесконечно [39:07]. Стивен Хокинг предполагал, что законы квантовой гравитации всегда будут разрушать машину времени в момент её активации, чтобы сохранить Вселенную «безопасной для историков» [41:20]. Для поддержания кротовой норы в открытом состоянии требуется **экзотическая материя**. Она обладает отрицательной плотностью энергии и гравитационным отталкиванием [44:35]. Подобные эффекты наблюдаются в лабораториях при изучении эффекта Казимира, где между металлическими пластинами создаётся область с отрицательной энергией [49:08]. ## 📡 Прорыв LIGO и гравитационные волны [[JUMP:50:50]] Проект LIGO вырос из идей Райнера Вайсса, который в 1972 году опубликовал неофициальный отчёт с описанием всех источников шума для лазерного детектора [56:00]. Детекторы LIGO в Луизиане и Вашингтоне имеют длину плеч по 4 километра [57:25]. Они фиксируют искажения пространства, которые в 100 раз меньше размера протона [59:37]. Калтех выделил на проект 2 миллиона долларов частных денег в 1970-х годах, что эквивалентно 12 миллионам сегодня, когда государственные фонды ещё не верили в успех [1:05:54]. Первое столкновение чёрных дыр было зафиксировано в 2016 году. Сигнал дошёл до Луизианы на 7 миллисекунд раньше, чем до штата Вашингтон, что соответствует скорости света [1:07:38]. ## 🎲 Спор об исчезновении информации [[JUMP:1:10:04]] Кип Торн и Стивен Хокинг заключили пари с Джоном Прескиллом о том, исчезает ли информация в чёрной дыре [1:11:25]. Согласно квантовой механике, эволюция системы должна быть **унитарной**, то есть информация не может быть потеряна безвозвратно [1:13:02]. Стивен Хокинг считал, что излучение чёрной дыры полностью стирает данные о поглощённых объектах. В итоге Стивен Хокинг признал поражение и подарил Джону Прескиллу бейсбольную энциклопедию [1:21:45]. Кип Торн формально не признал проигрыш, так как считает, что в рамках альтернативной формулировки квантовой механики Фейнмана информация всё же может теряться при наличии «замкнутых временных кривых» [1:22:15]. ## 🧬 Несовместимость теории относительности и квантов [[JUMP:1:25:33]] Главная проблема современной физики — логическая несовместимость общей теории относительности и квантовой механики [1:25:41]. Теория Альберта Эйнштейна описывает пространство как непрерывный континуум, в то время как квантовая физика требует наличия вероятностей и флуктуаций на микроуровне [1:26:08]. Кип Торн полагает, что теория струн является наиболее перспективным путём к объединению этих областей [1:28:10]. Он отмечает, что наука строится на усилиях многих поколений, и текущие неудачи в создании теории квантовой гравитации лишь подчеркивают сложность задачи [1:29:59]. ## 🎨 Наука, искусство и будущее [[JUMP:1:31:03]] В возрасте 84 лет Кип Торн переключил внимание на проекты на стыке науки и искусства. Он выпустил книгу стихов и картин совместно с художницей Лией Халлоран, чтобы передать «дух» науки через визуальные образы [1:33:52]. Сейчас учёный работает над двумя крупными проектами: 1. Книга по истории проекта LIGO, описывающая политические и технические сложности создания мега-науки [1:35:31]. 2. Второй научно-фантастический фильм, работа над которым ведётся уже более десяти лет совместно с Линдой Обст [1:34:50].