Dr. Karlas Kruszelnicki atsakė į lietuvių užduotus klausimus: kokia tikimybė, kad gyvename kompiuterinėje simuliacijoje, kiek reikėtų vandens, kad užgesintume Saulę ir kas nutiktų, jei nebeliktų vorų?

Dr. Karlas yra parašęs 45 mokslo populiarinimo knygas, turėjo savo laidas BBC, ABC, „Discovery“ ir pan. Už nenuilstamas pastangas skatinti visuomenės smalsumą, ne kartą apdovanotas – paskutinį kartą jo veiklą įvertino UNESCO, kurie jį 2019 m. paskelbė prestižinės Kalinga premijos laureatu. Dr. Karlo vizitinė kortelė – laidos Gyvai, kuriose žiūrovai gali užduoti bet kokius jiems rūpimus klausimus apie mokslą. Taigi Dr. Karlas pirmą kartą sutiko tai padaryti ir Lietuvoje Delfi laidos „Radikalus smalsumas“ metu.

– Yra 50/50 tikimybė, kad gyvename kompiuterinėje simuliacijoje. Kaip tai įmanoma ir kaip tai galime žinoti?

– Norint sužinoti šios teiginio kilmę, mums reikia prisiminti Platono ar dar ankstesnius laikus. Laikus, kai žmonės svarstė ar realybė egzistuoja, ar tiesiog matome šešėlius ant uoloje nuo laužo, esančio už mūsų. Vėliau fizikas, matematikas ir filosofas Bertrand Russell dar kartą paklausė: jei į šį pasaulį patekčiau viena sekunde vėliau, su visais savo atsiminimais, o mano smegenys būtų dėžėje arba kibire, pilname vandens, ir mane maitintų elektra, mano visi prisiminimai būtų sukurti, manant, kad buvo praeitis, ar sugebėčiau pasakyti skirtumą tarp to ir realybės? Atsakymas yra ne.

2003 m. filosofas Nick Bostrom parašė mokslinį straipsnį šia tema. Jūs galite parsisiųsti nemokamą šio darbo .pdf kopiją. Ten jis įrodinėja, kad, žvelgiant per filosofinę prizmę, tikėtina, kad žmonės, gyvenę prieš mus, mūsų protėviai, nusikėlė į ateitį ir sukūrė mašinas, gebančias grįžti laiku atgal ir pakeisti praeitį. Tai reikštų, kad gyvename toje pakeistoje praeityje, ir neturime galimybės įrodyti, kad tai buvo netiesa.

Kai į diskusiją įstraukė fizikai, jie pareiškė, kad tokiai simuliacijai mums reikėtų už Visatą didesnio kompiuterio. Kiti fizikai pasakė, kad, norint transliuoti realybę, nereikia transliuoti visos realybės. Jeigu tu žiūri į sieną, tau nebūtina matyti, kas už sienos. Užtenka matyti sieną.

Taigi yra tikimybė, kad gyvename matricoje, kompiuterinėje simuliacijoje. Bet esmė tame, kad tai nedaro įtakos mūsų gyvenimui. Tai čia ir yra esminis skirtumas tarp filosofijos ir fizikos. Svarstymas, kaip galėtų būti ir ką galime padaryti su tuo, ką turime.

– Labai įdomu. Turiu dar vieną klausimą. Ar įmanoma išmatuoti elektrono greitį ir lokaciją tuo pat metu?

– Čia kalbėti reikėtų apie Heizenbergo nelygybę. Ši nelygybė suformuluota dvidešimto amžiaus pradžioje. Jis buvo vienas įtakingiausių kvantinėje fizikoje. Jis sakė: „Įmanoma žinoti elektrono poziciją. Įmanoma išmatuoti elektrono pagreitį. Tačiau neįmanoma išmatuoti tuo pat metu“. Štai ką reikia apie tai žinoti.

Greičio ir lokacijos kartu išmatuoti negalime ne dėl technologijų nepajėgumo. Ne, taip yra dėl Visatos neryškumo, to, iš ko ji padaryta. Neryškumas yra Visatos pamatas. Dėl to neįmanoma išmatuoti šių dviejų dalykų vienu metu. Dėl šios priežasties turime puslaidininkius. Pagalvokite apie puslaidininkius, kartais jie praleidžia elektrą, kartais nepraleidžia. Kaip taip nutinka? Dėl kvantinės mechanikos.

Paimkime visiškai tuščią dėžę. Joje nėra nei atomų, nei molekulių, nei magnetinių laukų. Ar kas nors gali nutikti tokioje dėžėje? Taip, Kasimiro efektas. Hendrik Casimir padėjo sukurti garso kasetę ir kompaktinį diską. Kompaktinis diskas už kasetę yra didesnis todėl, kad netilptų į vagies kišenę. Labai protingas žmogus.

Jis sakė: „Įsivaizduokite, kad turite tuščią erdvę. Ar ji liks tuščia? Ne. Iš nieko susikurs kažkas. Dalelė ir anti-dalelė. Jos pradės egzistuoti. Susijungs ir po to vėl dings“. Ir tai jau yra išmatuota, kad Kasimiro efektas veikia. Labai trumpam laiko tarpui iš nieko gali atsirasti kažkas.

Kaip neklaužada paauglys tėvams užmigus pasiima jų automobilį ir išvažiuoja pasivažinėti. Jei automobilį jis spės grąžinti, kol tėvai nepabudo – galima daryti prielaidą, kad to niekada nebuvo. Kvantinė mechanika yra Visatos pagrindas, ir mano galvos skausmas.

– Turime dar vieną klausimą iš vaiko. Kiek vandens mums reikėtų, norint užgesinti Saulę?

– Saulė sveria 10³³kg. 1 su 33 nuliais. Tai būtų labai daug vandens. Visos Žemės masė yra 6 su 24 nuliais kilogramų. Net Žemės masė yra milijardą kartų mažesnė už Saulės masę.

Be to, Saulėje nedega įprasta cheminė liepsna, kurią vanduo galėtų užgesinti. Ten vyksta branduolinis degimas. Cheminėje liepsnoje metanas su etanu apsikeičia elektronais. Branduolinėje liepsnoje branduolys skyla į du arba jungiasi du maži branduoliai. Kiekvieną sekundę Saulė sudegina 620 mln. tonų vandenilio. Ne 620 tonų, o 620 mln. tonų. Ir išskiria 616 mln. tonų helio. Lieka 4 mln. Tonų, jos pavirsta į: 1 į Saulės vėjus. Elektringos dalelės sklinda nuo Saulės 1 mln. tonų per sekundę. Likę 3 mln. tonų pavirsta į energiją, randamą pagal Einšteino formulę E=mc². Tai sklinda visomis kryptimis 1 su 23 nuliais vatų. Vatai yra tai, kuo matuojam energiją.

Norint atvėsinti Saulę, reikėtų 10³⁷ kilogramų. Tai yra 1 su 37 nuliais. Tai yra labai daug vandens. Daug daugiau negu turi visa Žemės masė.

– Sunku suvokti tokius skaičius. Dar vienas vaiko klausimas. Kodėl mango vaisius yra geltonas?

– Spalva atsiranda dėl 12 priežasčių. Mango atveju taip yra dėl dažų. Visos vaivorykštės spalvos – raudona, oranžinė, geltona, žalia, mėlyna, indigo mėlyna ir violetinė. Visos jos atsitrenkia į mango paviršius, o mango paviršius sugeria visas, išskyrus geltoną. Taip geltona atsispindi. Kodėl? Taip yra dėl elektronų sąveikos. Elektromagnetinė radiacija, kitaip tariant, šviesa atsimuša į mango paviršių, ir raudona, oranžinė, žalia, mėlyna, indigo mėlyna ir violetinė, yra sugeriamos. O geltonos mango paviršius nesugeria. Geltona atsispindi. Kodėl? Kad tai suprastume reikia žiūrėti į cheminę sudėtį ir elektronų apvalkalą, ir taip galima sužinoti spalvą. Nežinau konkrečios sudėties, universiteto studentams reikėtų kelių valandų tam išsiaiškinti.

– Dėkui jums. Kitas klausimas, šiek tiek asmeniškesnis. Ant kurios planetos ar mėnulio norėtumėte atsistoti ir pamąstyti, kodėl?

– Savaime suprantama ant planetos 18412, kuri vadinasi Kruszelnicki.

– Jūsų mėgstamiausia planeta.

– Tai yra mano planeta. Ji pavadinta mano vardu. Ją galite rasti nuėję į NASA puslapį. Jos pavadinimas – 18412. Ją taip pavadino astronomas Robert McNaught, kuris pastebėjo didelė kometą McNaught, kuri praskriejo pro Žemę prieš 10 metų.

Išskyrus savo planetą, norėčiau pastovėti bet kur ne ant Žemės. Devintame deš. bandžiau tapti NASA astronautu. Parašiau jiems laišką, kuriame pasakiau, kad aš jau turiu fiziko, matematiko ir inžinieriaus laipsnį. Jau buvau sukūręs aparatą, pagal signalus galintį nustatyti kai kurias akių ligas. Tada studijavau mediciną ir chirurgiją. Paklausiau, ar galėčiau būti astronautu. Pasirašiau – Jūsų ištikimas Karlas. Jie man atrašė, kad: 1. Jie turi pakankamai astronautų; 2. Jie įdarbina tik amerikiečius. Vis dar tebeturiu šį laišką, parašytą spausdinimo mašinėle ir tušinuku pasirašytą žmogaus. Taigi man nepavyko tapti astronautu ir nukeliauti į kitą planetą.

– Galbūt kitą kartą. Kalbant apie mąstymą – kodėl mąstydami žiūrime į tolį?

– Tai yra labai didelė problema tarp lėktuvų pilotų. Jeigu jie žiūri į priekį ir ten nėra nieko, kas patrauktų jų žvilgsnį, jų žvilgsnis automatiškai susifokusuoja į vaizdą, esantį už 3–4 metrų nuo jų. Tai gali būti labai pavojinga. Įsivaizduokite, jei lėktuvas skrenda tiesiai į jus. Iš pradžių jis pasirodo kaip mažas juodas taškas. Sufokusavus į tašką – pasikeičia akies lęšio forma. Priekinėje akies dalyje yra lenkta ragena. Jos viduje yra formą keičiantis lęšis. Kai gimstame, akis gali fokusuoti nuo 2 iki 15 dioptrijų. Aš pavartojau žodį dioptrija. Aukštis matuojamas metrais, svoris – kilogramais, o lęšio stiprumas arba jo lankstumas – dioptrijomis. Gimus mūsų regėjimas yra tarp 2 ir 15 dioptrijų. Su amžiumi lęšio paslankumas mažėja. Kai jums 40, regėjimas silpnėja iki 2 dioptrijų, 70 – iki vienos. Jeigu jums pasiseks, viena akis gali fokusuoti tolimą, kita – artimą vaizdą. Jeigu jūs sufokusuojate vaizdą toli į horizontą, jūs matote juodą tašką. Jeigu tas taškas artėja, bet jūs esate susikoncentravę vaizdą į ką nors, kas yra arti, užuot pamatę mažą juodą tašką, matysite šiek tiek tamsų neryškų vaizdą. Todėl, greičiausiai, jūs jo nepastebėsite.

Kai nieko nėra horizonte, jūs susikoncentruojate į vaizdą, esantį arti jūsų. Ko pasekoje, jūsų smegenys patenka į būseną, dėl kurios pagalvojote: „žiūriu į žemę, nežinau kodėl, bet man tai patinka“. Ir čia jau prasideda psichologija, ir ją suvokti yra daug sunkiau. Viskas, kas liečia smegenis, yra daug sunkiau suvokiama.

– Grįžtant prie klausimų, turiu daugiau klausimų iš vaikų. Ar Visata turi kraštą, ar ji kur nors pasibaigia?

– Šis atsakymas neduoda man ramybės ir spaudžia smegenis. Vis dėl to, ką protingi fizikai sako, yra dvi aplinkybės: 1. Visata prasidėjo prieš 13,5 milijardų metų; 2. Ji begalinė. Jis yra visur. Ji visur pasiekia, ji yra viskas. Tai yra, kas spaudžia mano smegenis – kaip kažkas, kas prasidėjo prieš tam tikrą laiko tarpą, gali būti begalinis? Tam, kad suprasčiau, man reiktų studijuoti kosmologiją ir astrofiziką. Bet kiekvienoje specifinėje disciplinoje, sutinku su visų profesionalia tos disciplinos mokslininkų nuomone. Nesvarbu, ar tai geologija, metalurgija, klimatologija ar, šiuo atveju, astrofizika.

– Vorai. Daugelis žmonių bijo vorų. Australija garsėja savo keistais ir gigantiškais vorais. Kas nutiktų, jei vieną rytą atsikėlę suprastume, kad visi pasaulio vorai dingo?

– Jei vorai mus paliktų, jei nebūtų vorų, per kelis mėnesius vabzdžiai suėstų visus žemės ūkio pasėlius. Prasidėtų masinis badas. Vorai yra mūsų draugai. Aš esu arachnofobas, tai protingas žodis, reiškiantis vorų baimę. Jau kurį laiką bandau su tuo susigyventi. Nusipirkau keletą knygų apie vorus ir jau pasiekiau lygį, kai galiu atsiversti knygą ir ant voro nuotraukos padėti ranką, ir tik truputį pašiurpti. Bet net ir baisėdamasis jais, aš juos myliu, nes suprantu, kad be jų mes turime pasėlių, maitinančiu ir jus, ir mane.

– Turiu jums dar vieną klausimą. Mokslininkai atrado paukštį, turintį abi lytis. Kaip tai įmanoma ir koks tai paukštis?

– Čia labai keista situacija. Pirmiausia, manyti, kad yra tik patinas, ir patelė – labai komplikuota. Viskas daug sudėtingiau. Papasakosiu istoriją apie žmogų ir tada grįšiu prie paukščio.

52 m. moteriai reikėjo inksto transplantacijos Bostone (JAV). Tada savo šeimos ji paprašė išsitirti, ir nustatyti, kurio šeimos nario inskas pagal DNR tinka labiausiai. Žinote ką, ji neturėjo giminystės ryšio su 2 iš 3 savo vaikų. Ji turėjo genetinį ryšį su vienu sūnumi. Kiti sūnūs neturėjo jos DNR, net įvertinus tai, kad visų vaikų ji susilaukė natūraliai, pastodama nuo savo vyro. Tai buvo jos ir jos vyro vaikai. Tai įvyko prieš 15–20 metų. Čia negalėjo būti nebuvo nesusipratimas ligoninėje. Moteris nebuvo susijusi su dviem savo vaikais. Sekate mano mintį?

– Taip.

– Gerai, mamos kiaušidėse buvo du kiaušinėliai. Taip kartais būna, taip gimsta neidentiški dvyniai. Čia yra vienas kiaušinėlis, čia sperma apvaisina juos abu. Dažniausiai jie auga atskirai, vis didesni ir didesni, taip gimsta dvyniai. Bet, šiuo atveju, tai pasitaiko labai retai, tik keli užfiksuoti atvejai, du kiaušinėliai susijungia į vieną kiaušinėlį. Ir tai buvo jos sesuo. Taigi du kiaušinėliai susijungė į vieną. Taigi mamos kūnas susideda iš jos ir jos sesės DNR. Jos kraujo ląstelės, baltieji kraujo kūneliai yra jos. Bet skydliaukę, odą ir kiaušides sudaro pusė jos ir pusė – jos sesers DNR.

Taigi grįžkime prie šio labai reto paukščio, man yra žinomi gal dešimt tokių atvejų. Kai kiaušinėlis sudarytas iš dviejų kiaušinėlių. Dažniausiai kiaušidėse būna vienas kiaušinėlis. Šiuo atveju – du. Vienas čia ir kitas čia. Spermis apvaisino juos abus. Šis kiaušinėlis vėliau skilo į dvi dalis, iš kurių gimė paukštis. Pusė kūno yra patinas, kita pusė – patelė.

Dešinioji puse yra patinas, joje yra mažos sėklidės. O kairioji pusė turi kiaušides. Įdomumas tame, kad paukščiai dažniausiai turi vieną kiaušidę, kuri yra kairėje. Klausimas, ar šitas paukštis, kurio kairė pusė turi patino plunksnas, DNR ir X,Y chromosomas, o dešinė turi patelės DNR, gali susilaukti palikuonių? Mes stebime, mes nežinome. Ar tai nenuostabu?

– Taip, tai labai nuostabu. Turime paskutinį žiūrovų klausimą. Mantas klausia, kiek sveria šaukšto dydžio juodoji skylė?

– Pirmiausia, visos juodosios skylės yra to paties dydžio. Visai nesvarbu, kiek kartų jos didesnės už Saulę – ar dešimt, ar milijoną, ar milijardą. Visų juodųjų skylių dydis lygus nuliui. Antra, jos turi masę, kuri kinta. Todėl, kai sakote, pasisemti šaukštą juodosios skylės, tai neturi prasmės. Nėra ko pasemti, nėra tūrio. Juodoji skylė turi tris savybes: 1. Masę; 2. Apsisukimus; 3. Krūvį. Juodoji skylė neturi tūrio arba dydžio savybių, lygiai kaip aš neturiu pasaulio sunkiasvorių bokso, ar kovos be taisyklių kovotojų savybių. Tai nėra mano savybės ir tuo pačiu juodosios skylės neturi tūrio. Taigi ji neturi tūrio. Mūsų vaikai bus pajėgūs sukurti ir naudoti juodąsias skyles. Ar tai nenuostabu?

– Vau, tai yra nuostabu. Mantas jums uždavė dar vieną klausimą. Koks ryšys tarp juodųjų skylių singuliarumo ir jų įvykių horizonto?

– Juodojoje skylėje yra sukaupta visa materija, ir ji neturi dydžio, o jos masė gali būti keli milijonai ar net milijardai Saulės masių. Aplink juodąją skylę yra erdvė, vadinama įvykių horizontu. O jeigu mūsų Saulė staiga pavirstų į juodąją skylę, jos spindulys būtų 3 kilometrai. Tai būtų tiesioginė priklausomybė. Jeigu masę padvigubintume arba patrigubintume, tai įvykių horizontas padvigubėtų arba patrigubėtų. Tai paprasta tiesioginė priklausomybė. Įvykių horizontas yra vieta, kur pabėgimo pagreitis yra lygus šviesos greičiui. Pažiūrėkite „Veritasium“ „YouTube“ klipą, sukurtą Derek Muller, kuriame jis pasakoja apie pirmąją juodosios skylės nuotrauką. Klipas trunka dešimt minučių, man jį reikėjo pažiūrėti penkis kartus, kad suprasčiau. Derek Muller „Veritasium“ – jūs labai daug sužinosite iš jo video.

– Ačiū, jums. Pažadu tai tikrai paskutinis klausimas. Jūsų atsakymai tokie įdomus, kad negaliu sustoti. Ar tiesa, kad per griaustinius padažnėja astmos priepuoliai?

– Taip, dėl griaustinių pasklinda labai mažos žiedadulkės. Žiedadulkės skyla į mažesnes daleles, kurios patenka į plaučius. Astma yra labai sunki liga. Tiesa pasakius, tai yra grupė ligų. Ją sudaro mažiausiai 15 skirtingų ligų. Jas visas visas sieja tas pats simptomas – žmogus negali kvėpuoti. Dėl to reikia penkiolikos skirtingų gydymo metodų. Astma yra simptomas, kaip karščiavimas yra simptomas. Astma nėra liga. Jūs galite karščiuoti nuo hepatito ar gripo. Taip pat, jums gali būti sunku kvėpuoti dėl skirtingų ligų. Dėl žiedadulkių, suskilusių į mažesnes dalelės, įkvėpimo į plaučius, kartais žmonės, kurie niekada neturėjo astmos, ją turi. Australijoje apie 1000 žmonių kiekvienais metais miršta nuo astmos. Kai aš buvau gydytoju vaikų ligoninėje, tai buvo sunkiai gydoma liga, kartais nebuvo galima nieko padaryti, dažniau galima. Australijos atveju, kai kiekvienais metais miršta po 1000 žmonių, iš kurių dalis yra sveikas jaunimas tarp 15 ir 25 metų amžiaus. Taigi, jei turite astmą – nejuokaukite su ja.