Знаменитый астрофизик Нил Деграсс Тайсон заглянул в гости к Джо Рогану на подкаст PowerfulJRE, чтобы обсудить первые важные итоги работы космического телескопа Webb Telescope. В привычной для шоу расслабленной и живой манере собеседники разобрали, почему новые научные данные не перечеркивают прошлые достижения, а лишь расширяют наши горизонты. Главными темами разговора стали природа научных открытий, ограничения теории относительности Эйнштейна и гипотеза Мультивселенной, объясняющая происхождение нашего мира.
🛰️ Телескоп «Джеймс Уэбб» и анатомия идеального саундбайта 0:00
Новейший космический телескоп Webb Telescope находится на своей рабочей орбите на расстоянии около полутора миллионов километров от Земли уже примерно год или полтора. Первое, что интересует широкую публику — какие фундаментальные перевороты в науке он успел совершить. Однако Нил Деграсс Тайсон предлагает немного умерить пыл и взглянуть на работу ученых под другим углом. По его мнению, первоочередная задача сложнейших приборов — вовсе не ежедневное ниспровержение старых истин, а кропотливое улучшение понимания тех явлений, о которых у человечества пока есть лишь ограниченные знания. Прогресс часто заключается в углублении деталей, а не в обнаружении того, «чего никто не заказывал».
Телескоп изначально направляли на те участки неба, которые уже изучались его предшественниками, чтобы продвинуться дальше. Одной из ключевых задач Webb Telescope является изучение экзопланет — миров, вращающихся вокруг других звезд. Тайсон напоминает, что первая такая планета была обнаружена совсем недавно, в 1995 году.
Для самого ученого это событие стало поворотным моментом в карьере, превратившим его в медийную персону, и он с юмором делится личными воспоминаниями об этом периоде:
- Внезапный кастинг: Тайсона, едва заступившего на пост директора Планетария Хейдена в Нью-Йорке, пригласили на телеканал NBC просто из-за его официальной должности.
- Гравитационные танцы: Пытаясь объяснить на пальцах, что астрономы видят не саму планету, а лишь колебания (доплеровский сдвиг) звезды под воздействием ее гравитации, Тайсон начал активно покачивать бедрами перед камерой.
- Урок на всю жизнь: В вечернем эфире новостей из всего серьезного интервью показали только этот «танец». Тогда ученый понял правила игры современных медиа и пошел тренироваться перед зеркалом.
В результате Тайсон сформулировал для себя «анатомию идеального саундбайта»: это емкое высказывание ровно из трех предложений. Оно должно быть информативным, заставлять человека улыбнуться и быть настолько «вкусным», чтобы им немедленно захотелось поделиться с кем-то еще.
💥 Конец Большого взрыва? Как на самом деле работает наука 3:45
В качестве проверки метода Джо Роган попросил гостя выдать мгновенный саундбайт на тему «Большой взрыв». Тайсон уложился в каноничные рамки, назвав его «рождением пространства-времени, энергии и всего, что мы любим в этой Вселенной, произошедшим 14 миллиардов лет назад».
Однако ведущий тут же сослался на некую авторитетную статью из интернета, где утверждалось, что новые данные с Webb Telescope ставят под сомнение сам факт Большого взрыва, а Вселенная может оказаться гораздо старше и масштабнее, чем принято считать. Подобные публикации предполагают, что привычная модель описывает лишь предел наших нынешних технологий, а не реальные границы космоса.
Тайсон скептически поинтересовался, на каких именно сайтах Роган проводит время, и развернуто объяснил, как на самом деле функционирует научный метод со времен Галилео Галилея:
- Если у вас появляется идея, вы тестируете ее множеством разных способов.
- Вы привлекаете других независимых исследователей для аналогичных проверок.
- Если многочисленные тесты дают стабильный, повторяющийся результат, человечество получает новое подтвержденное понимание Вселенной.
Главный тезис ученого заключается в том, что однажды подтвержденное экспериментами знание уже никуда не исчезает и не «отменяется». Происходит нечто иное: старая теория встраивается в новую, более глубокую концепцию как ее составная часть. Оказывается, что ранее люди понимали лишь маленький кусочек от огромного целого, но сам этот кусочек своей истинности не теряет.
🍏 От Ньютона к Эйнштейну: почему старые теории не умирают 5:48
Самым наглядным историческим примером такого встраивания Тайсон считает законы движения и гравитации Исаака Ньютона. В эпоху Ньютона самым быстрым объектом была скачущая лошадь. Его формулы идеально описывали и лошадей, и движение Луны вокруг Земли, и Земли вокруг Солнца, и спутников Юпитера. Однако со временем астрономы заметили аномалию: орбита Меркурия упорно не желала подчиняться ньютоновским расчетам, хотя данные проверок были абсолютно точны.
Решение пришло вместе с Альбертом Эйнштейном и его общей теорией относительности. Выяснилось, что колоссальная гравитация Солнца столь близко к нему искажает само пространство-время, порождая дополнительные эффекты, которые Ньютон просто не мог учесть.
Означает ли это, что Ньютона «выбросили на помойку»? Астрофизик подчеркивает, что нет:
- Масштаб скоростей: Законы Ньютона — это то, во что превращаются уравнения Эйнштейна, если подставить в них низкие скорости и слабую гравитацию.
- Практическое применение: Когда человечество отправляло космические корабли миссии «Аполлон» на Луну, инженеры НАСА использовали исключительно формулы Ньютона. На таких масштабах и скоростях поправки Эйнштейна были настолько ничтожны, что ими можно было пренебречь.
🕳️ Деление на ноль в центре черной дыры 7:49
Каким бы гениальным ни был Эйнштейн, его общая теория относительности тоже имеет свои жесткие границы, которые она не способна преодолеть. Яркий пример — центр черной дыры, где физика сталкивается с понятием сингулярности.
Согласно математическим расчетам по теории Эйнштейна, вся огромная масса материи в центре черной дыры должна сжиматься в объект с нулевым объемом. Из-за этого плотность там стремится к бесконечности. Тайсон иронизирует, что сингулярность — это момент, когда в уравнениях «Бог делит на ноль», что в обычной математике строго запрещено.
Ученые прекрасно понимают: бесконечная плотность в реальности невозможна, а значит, уравнения Эйнштейна в этой точке просто ломаются и перестают адекватно описывать мир. Вторым таким тупиком, где общая теория относительности пасует, является самый первый миг рождения нашей Вселенной — тот самый Большой взрыв.
🌌 Мультивселенная и космические холмы «ложного вакуума» 8:54
Сегодня ведущие мировые физики пытаются разрешить проблему сингулярности, пытаясь объединить общую теорию относительности с квантовой механикой. По словам Тайсона, именно из этих уравнений (над которыми активно работают теоретики струн) закономерно выросла концепция Мультивселенной. Это не выдумка фантастов — к существованию бесконечного множества вселенных исследователей подталкивает сама математика.
Поскольку Мультивселенная породила наш мир, она очевидно старше его. Уравнения показывают, что она непрерывно генерирует бесконечное число других изолированных миров. На вопрос Рогана о том, существуют ли там точные копии нас или альтернативные версии реальности, Тайсон отвечает утвердительно. В условиях бесконечности существует стопроцентная вероятность того, что где-то прямо сейчас разыгрывается точно такой же сценарий, или мир, где Роган носит прическу афро, а сам Нил абсолютно лыс. Наш Большой взрыв в таком контексте становится лишь локальным рядовым событием на просторах огромного мета-космоса.
Чтобы объяснить физический механизм Большого взрыва в рамках Мультивселенной, Тайсон приводит упрощенную, но наглядную аналогию из энергетических уравнений так называемого «ложного вакуума»:
- Энергетический бассейн: Представьте, что система находится в чашеобразном углублении (бассейне) на вершине холма. Ей кажется, что она стабильна и все в порядке.
- Падение: Внешний толчок выбивает систему из этого локального минимума, и она начинает стремительно катиться по склону гигантской энергетической горы в многомерном пространстве, лавинообразно накапливая кинетическую энергию.
- Взрыв и материя: В самом низу холма происходит резкая остановка. Согласно закону сохранения, вся накопленная колоссальная энергия обязана куда-то деться. Она трансформируется в мощнейшую вспышку, порождая привычную нам материю и заставляя пространство стремительно расширяться.
Перемещаясь по таким энергетическим «холмам и долинам» высших измерений, физика естественным образом штампует новые вселенные. При этом Тайсон предостерегает потенциальных космических путешественников: в соседних мирах законы физики могут слегка отличаться. Если заряд электрона там окажется хоть немного иным, то при переходе границы все атомы человеческого тела мгновенно разлетятся в стороны или сожмутся в бесформенную кучу слизи. По этой причине ученый советует сначала отправлять на разведку в другие вселенные подопытную курицу.
