Если призраки реальны, они должны подчиняться законам физики.
Давайте отправимся в путешествие между наукой и суевериями, в измерение воображения сродни «Сумеречной зоне». В следующих нескольких сотнях слов мы попросим вас поверить в призраков. Мы расскажем о том, как призраки могут работать в рамках естественных законов Вселенной, прежде чем самая страшная из всех отраслей физики придет, чтобы разрушить наше веселье.
Содержание
Хотя здесь мы будем говорить о физике, прежде нам нужно поднять вопрос, относящийся к миру биологии: почему призраки в сказках и фольклоре в подавляющем большинстве случаев являются людьми? И не просто людьми, а современными людьми – Homo sapiens. В нашей биологии или физиологии нет ничего такого, что выделяло бы нас среди других или было бы совершенно уникальным по сравнению с другими видами.
Где же тогда призраки неандертальцев, бродящие по Европе? Почему океан не наполнен призраками дельфинов и касаток, которые с незавершенными делами плавают среди ламинарий? Разве браконьеров не должны преследовать призраки человекообразных обезьян, которых они жестоко убили? Есть над чем поразмыслить, если подключить биологию. Но пока мы сосредоточимся на физике.
Призраки против сил природы
Существует четыре фундаментальные силы природы, основанные на нашем лучшем понимании физики: гравитация, электромагнетизм, сильные и слабые ядерные силы. Все в реальности взаимодействует с этими силами. Хотя нет. Интересным примером является темная материя – гипотетическая субстанция, пронизывающая пространство и превосходящая обычную материю, из которой мы состоим, в соотношении пять к одному. Считается, что она взаимодействует только через гравитацию.
Теперь о наших жутких духах. Они тоже должны взаимодействовать с гравитацией, иначе в космосе должен быть спиралевидный след от призраков. Спиральный, как винтовая лестница, потому что Земля обращается вокруг Солнца, а Солнце движется вперед вместе со всей Солнечной системой. Но наши телескопы и космические аппараты не зафиксировали такого следа.
Еще одна сила, которая, безусловно, имеет значение для призраков, – это электромагнетизм. Говорят, что иногда их можно увидеть, хотя неясно, излучают ли они свет или отражают его. Они могут прикасаться к предметам и перемещать их, так что в них есть физическая сила, которая может быть выражена только через электромагнитное взаимодействие. И они полупрозрачны – свет меняется при прохождении через них.
Это указывает на наличие некой физической субстанции – что позволяет предположить, что мы имеем дело с одной или двумя другими силами. Чтобы призраки были реальными, они должны играть по правилам Вселенной. Фундаментальные силы установили довольно жесткие ограничения.
Призраки против квантовой механики
В антологии A Random Walk in Science (Случайные блуждания в науке) Д.А. Райт радует нас фантастическим эссе под названием A Theory of Ghosts (Теория призраков). Он исходит из предположения, что призраки могут проходить сквозь стены и двери, но остаются заключенными в толстых наружных стенах замков и старых зданий – и это позволяет нам провести некоторые интригующие квантово-механические расчеты.
Стандартное упражнение в квантовой механике – это частица, запертая в потенциальном колодце. У частицы нет энергии, чтобы перепрыгнуть через «стены» этого колодца, поэтому она остается запертой внутри, хотя иногда она способна пройти сквозь стены, если они не слишком толстые. Звучит вполне подходяще для концепции призрака, не так ли?
Условия настолько удивительно строгие, что Райт может рассчитать массу призрака: примерно в 10 триллионов раз меньше, чем у одного электрона. В принципе, призраки не могут быть страшными или поднимать вас вверх, потому что любой ваш отпор может легко ускорить их вылет за пределы Солнечной системы.
Итак, наши призраки связаны фундаментальными силами и имеют крошечную массу, меньшую, чем даже у нейтрино (их, кстати, метко называют частицами-призраками). Но, возможно, они не просто вещь, а взаимодействие… как кристалл времени. Они периодически образуются из взаимодействующих атомов, появляются перед нами в видимом свете, а затем снова рассеиваются, пока не наступит время для следующего взаимодействия. Не правда ли, это завершает все аккуратным бантиком? Но, не совсем…
Призраки против приближений
Чтобы заставить науку, описанную в предыдущих разделах, работать, нам пришлось срезать углы и пойти на творческие вольности. Если вы начнете внимательно изучать каждый аспект, то увидите, насколько хлипкой является наша физика призрака.
Например, даже если призраки нематериальны – просто волшебным образом сделаны из света, – они не могут проходить сквозь стены, пока мы их видим. Если бы они были сделаны из радиоволн или микроволн, именно так Wi-Fi перемещается по дому, то мы бы не увидели призраков, как не видим Wi-Fi.
Шуточный пример с туннелированием в квантовой механике не может работать до тех пор, пока призраки из чего-то состоят. Это было бы похоже на то, как если бы вы пытались пробить туннель сквозь стену. Да, существует вероятность того, что, когда вы бежите к стене, все ваши частицы выровняются таким образом, что вы сможете пройти сквозь нее… но вероятность этого настолько близка к нулю, что проще поставить на свой сломанный нос. Даже резкое уменьшение числа частиц призрака потребует огромной координации, чтобы это произошло, а это означает энергию.
Призраки против термодинамики
Именно поэтому мы оставили напоследок самую страшную ветвь физики – термодинамику. Законы термодинамики рассказывают нам о том, как передается энергия (не создается и не уничтожается) и как энтропия имеет тенденцию к увеличению в изолированной системе. Мы даже не можем достичь абсолютного нуля или создать порядок (уменьшить энтропию), не тратя при этом энергию.
По сути, они объясняют нам, что Вселенная – это большая игра: мы не можем победить (нет энергии из ничего), мы не можем сыграть вничью (энтропия увеличивается) и даже не можем выйти из-за стола. Нашим призракам пришлось столкнуться с этим невыполнимым испытанием.
«Либо хорошо проверенные законы термодинамики реальны, либо существуют призраки. Я больше склонен не верить в первое, чем верить во второе, – сказал ученый и педагог Маркус Сиддалл.
Если призраки существуют во Вселенной, они должны подчиняться законам термодинамики. Чтобы призрак существовал, он должен черпать энергию из чего-то, и он будет тратить энергию, чтобы летать, менять форму и проходить сквозь стены, а значит, он должен также выделять эту энергию».
Кстати, когда в сверхъестественных телешоу инфракрасные камеры показывают холодные пятна, то это сквозняк. Настоящий призрак, подчиняющийся законам физики, должен быть горячим.
Раз уж мы заговорили о тропах, то как насчет мерцания свечей и тому подобного? Между прочим, инфразвук – частоты ниже, чем слышит человек, – может заставить свечи мерцать.
Термодинамика верна, поэтому мы и стареем, поэтому легче навести беспорядок, чем убраться, и поэтому вещи ломаются со временем.
И это гораздо страшнее и печальнее в долгосрочной перспективе, чем любое привидение.
Читайте также: Охотники за призраками в мире частиц
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.