Ток-шоу для ценителей кино и науки «Учёные PRO кино» впервые прошло в Воронеже 30 марта. Организатором шоу выступил Информационный центр по атомной энергии (ИЦАЭ) Воронежа.

«Учёные PRО кино» — это научно-популярное ток-шоу, в ходе которого эксперты и зрители во время просмотра фрагментов культовых фильмов и сериалов находят ошибки в повествовании и разбираются, как же должно быть на самом деле с точки зрения науки.

В премьерном выпуске на научную достоверность изучили картину Кристофера Нолана «Довод». Экспертом выступила кандидат физико-математических наук, доцент кафедры теоретической физики, доцент кафедры цифровых технологий Воронежского государственного университета Татьяна Крыловецкая.

Эксперт начала своё выступление с обсуждения энтропии. В картине герои используют загадочную технологию из будущего, которую называют инвертированной энтропией. Она позволяет объектам двигаться обратно во времени. Эксперт пояснила, что энтропия — это термодинамическая функция состояния системы, характеризующая степень необратимости физических процессов. Несмотря на то, что многие законы физики симметричны относительно времени, вероятность обратного процесса бесконечно мала, и в реальной жизни осуществляются только необратимые процессы, в которых энтропия системы может только возрастать.

В продолжение темы об инверсии времени эксперт рассказала о теории поглощения Уилера – Фейнмана, о которой ни раз упоминается в фильме.  При работе над сценарием Кристофер Нолан консультировался с Нобелевским лауреатом по физике Кипом Торном. Стоит заметить, что Кип Торн был учеником Джонна Уилера, именно поэтому, по мнению Татьяны Крыловецкой, упоминается эта теория. Теория поглощения Уилера — Фейнмана (или времясимметричная теория Уилера — Фейнмана) является одной из теорий электродинамики, в основе которой лежит тот факт, что математическое решение уравнений Максвелла симметрично относительно инверсии времени.

Также существует теория одноэлектронной Вселенной — гипотетическая модель Вселенной, в которой все электроны являются одним электроном, находящимся попеременно в разных точках пространства. На основе этой теории Ричард Фейнман разработал математический подход к квантовой теории, в котором античастица (позитрон) рассматривалась как частица (электрон), движущаяся обратно во времени. Получается, что если все частицы Вселенной станут двигаться в обратном направлении, став античастицами, произойдет инверсия времени.

Но не всё то, что является возможным с математической  точки зрения, реализуемо на самом деле.  И правильной можно считать только ту теорию, которая согласуется с экспериментом. А эти теории пока не получили экспериментального подтверждения. Кроме того, в картине инвертированные и неинвертированные люди и предметы взаимодействуют друг с другом, что должно было привести к их аннигиляции, как при взаимодействии материи и антиматерии, но этого не происходит.

Под необратимостью процесса понимается невозможность самопроизвольного возвращения в исходное состояние. Но после осуществления необратимого процесса систему всё же реально вернуть в исходное состояние, правда только совершив работу, затратив энергию. Видимо поэтому в картине неоднократно упоминается о «добыче» плутония, который является источником энергии для реализации алгоритма инверсии времени. Эксперт отметила, что «добыча» плутония невозможна. В природе плутоний образуется в таких микроскопических количествах, что о его добыче из урановых руд не может быть и речи. Плутоний можно получить в циклотроне, промышленно он синтезируется в ядерных реакторах.

Известны около 20 изотопов плутония, все они радиоактивны. Нейтроны, излучаемые при делении урана-235, захватываются ураном-238 с образованием урана-239; затем через цепочку двух β−распадов образуются нептуний-239 и далее плутоний-239. Более тяжёлые изотопы нарабатываются в реакторах из 239Pu по цепочке последовательных нейтронных захватов, каждый из которых увеличивает массовое число нуклида на единицу.  Всего два изотопа этого элемента (239Pu и 241Pu) являются более способными к ядерному делению, нежели остальные. Но, как известно, в ядерной энергетике и ядерном оружии используется только плутоний-239. Дело в том, что период полураспада плутония-241 составляет всего 14 лет, что соответствует распаду около 5% ядер 241Pu за один год, поэтому очень странно, что в фильме речь идёт именно о нём.

Подводя итог, Татьяна Крыловецкая отметила, что описанные физические концепции в картине «Довод» относятся к разным, в том числе и очень сложным, до конца не изученным разделам фундаментальной физики. Существуют космологическая стрела времени, связанная с расширением Вселенной, и термодинамическая стрела неуменьшающейся энтропии, но как связаны между собой эти стрелы остается загадкой. Поэтому с научной точки зрения задумка режиссёра не является достоверной, но, несмотря на фантастичность сюжета, философия фильма, вечная тема добра и зла вызывает огромное уважение к труду Нолана.

Ток-шоу «Учёные PRO» стало первым оффлайн-мероприятием ИЦАЭ Воронеж в 2021 году.

Запись можно посмотреть в группе ИЦАЭ Воронежа https://vk.com/atomvrn в скором времени.