Физик-теоретик Сабрина Пастерски, руководящая исследовательской программой по небесной голографии в Институте Периметр в Канаде, предлагает переосмыслить фундаментальные подходы к квантовой гравитации и объединению общей теории относительности с квантовой механикой. В беседе с ведущим журнала New Scientist она подробно объясняет, как четырехмерное пространство-время можно математически спроецировать на двумерную сферу ночного неба, почему теоретическая физика подошла к неизбежной ревизии собственных ориентиров и как экспансия коммерческих систем искусственного интеллекта ставит под вопрос традиционные методы создания академического знания.
✈️ От сборки самолета в гараже к фундаментальной физике 0:52
Свой путь в науку Сабрина Пастерски начинала вовсе не с абстрактных вычислений на стыке квантовой гравитации, а с прикладного авиастроения . Еще будучи подростком, она самостоятельно собрала комплектный легкий самолет (kit plane) и пилотировала его . По ее словам, детская мечта напоминала «летающую метлу», а родители подошли к этому стремлению с необычным чувством юмора, предложив взамен уроков верховой езды сборку настоящего летательного аппарата .
Подобный проект обеспечил ей внимание приемной комиссии Массачусетского технологического института (MIT) . В то время ее кумирами были основатели частных аэрокосмических стартапов — Blue Origin, SpaceX и Virgin Galactic, которые обещали революционные инновации в обход традиционной бюрократии . Как вспоминает Пастерски, ее восхищало, что Джефф Безос и Илон Маск строили свои компании ради дерзких физических и инженерных прорывов, а не исключительно ради быстрой прибыли .
Отношение к космическим магнатам у Пастерски строится на личном опыте:
- Джефф Безос в свое время ответил добрым письмом девочке-подростку, мечтавшей строить ракеты, что оказало колоссальное влияние на ее жизненную траекторию .
- Оценки деятельности Илона Маска со временем менялись от скепсиса к признанию масштабности его проектов, хотя осознание цены подобных успехов вызывает у исследовательницы тревогу .
Однако в процессе учебы в MIT Пастерски разочаровалась в идее стать наемным инженером в чужой корпорации, где сотруднику отведена лишь роль помощника в реализации замыслов основателя . Ее подростковый бунт вылился в уход из аэрокосмической инженерии в фундаментальную физику: абстрактная физика и высшая математика давались ей значительно легче, чем химия или биология . Пройдя стажировку в ЦЕРНе и завершив бакалавриат, она сосредоточилась на чистой теории и поступила в аспирантуру Гарвардского университета, где занялась сложнейшими вопросами структуры пространства-времени .
🌌 Живем ли мы в голограмме: концепция небесной голографии 4:37
Вопрос о том, реален ли наш трехмерный мир или мы обитаем внутри плоской голограммы, часто звучит как научная фантастика . Пастерски подчеркивает: для физиков ее поколения голография — это прежде всего мощный математический аппарат дуальности, а не буквальное утверждение об иллюзорности окружающих предметов . По аналогии с банковской картой, где плоский кусочек пластика с интерференционным рисунком создает объемное изображение, голографический принцип постулирует, что все динамические процессы внутри многомерного пространства-времени (bulk) могут быть эквивалентно описаны уравнениями на его границе меньшей размерности .
В конце 1990-х годов подлинную революцию в квантовой гравитации произвела концепция AdS/CFT-соответствия, связавшая антидеситтеровское пространство (AdS) со струнной гравитацией и конформную теорию поля (CFT) на его границе . Однако у модели AdS/CFT есть ключевое концептуальное ограничение для описания наблюдаемого мира:
- Пространство Анти-де Ситтера ведет себя как закрытый «ящик с гравитацией», от стенок которого сигналы отражаются обратно .
- Оно требует строго отрицательного значения космологической постоянной, которая задает внутреннее искривление пространства-времени .
- В реальной Вселенной космологическая постоянная положительна (пространство де Ситтера) либо крайне мала, что в локальных масштабах делает наблюдаемое пространство почти плоским (пространство Минковского) .
Поскольку AdS/CFT описывает физику «в неправильной вселенной», программа небесной голографии (celestial holography), развиваемая Пастерски совместно с физиком Эндрю Строминджером и их коллегами, ставит цель перенести голографический инструментарий на плоское четырехмерное пространство-время . В качестве голографического экрана здесь выступает бесконечно удаленная двумерная небесная сфера . Если смотреть в ночное небо, все видимые звезды условно проецируются на эту сферу . Свет, испущенный в ходе любых космических событий, распространяется по светоподобным траекториям и фиксируется на этой границе, что позволяет свести описание всей 4D-динамики частиц и гравитации к математическим симметриям на 2D-поверхности . По выражению Пастерски, это попытка найти «исходный код» фундаментальных законов природы .
⚛️ Проблема гравитации и исчезновение сингулярностей 15:54
Главный вызов современной теоретической физики — несовместимость общей теории относительности Эйнштейна, описывающей макромир и искривление геометрии, с квантовой механикой микрочастиц . В рамках голографических моделей гравитация теряет статус независимого фундаментального взаимодействия .
Пастерски отмечает, что в дуальном описании на границе гравитация выступает эмерджентным феноменом . Геометрия пространства-времени фактически «собирается» из квантовой запутанности состояний граничной теории . В контексте формулы Рю — Такаянаги геометрическая площадь минимальной поверхности в объеме оказывается строго эквивалентна энтропии запутанности квантовых подсистем на границе . Таким образом, измерение квантовых корреляций в плоском мире способно порождать иллюзию дополнительного глубинного пространственного измерения .
Что касается классических сингулярностей ОТО — точек с бесконечной плотностью и искривлением, где известные физические законы полностью теряют предсказательную силу, — небесная голография, по признанию Пастерски, во многом обходит их стороной, действуя подобно релятивистам .
Специфика работы с сингулярностями и горизонтами событий в теории выглядит следующим образом:
- Сингулярность, скрытая под горизонтом событий черной дыры, рассматривается как недоступная внешнему наблюдателю область, не влияющая на асимптотическую границу .
- Математики и физики накладывают условия положительности энергии и подбирают граничные условия, чтобы исключить сценарии «голых сингулярностей» .
- Куда больший фундаментальный интерес представляет сам горизонт событий черной дыры: локально искривление на нем может быть незначительным, но пересечение этой невидимой черты навсегда лишает свет возможности уйти на бесконечность .
- В спорах об информационном парадоксе Хокинга (утере информации при испарении черных дыр) ключевую роль играют асимптотические симметрии и заряды, над которыми Стивен Хокинг работал в конце жизни совместно со Строминджером .
Пастерски также напоминает, что существенный прогресс в математическом доказательстве возврата информации из черной дыры в ограниченных моделях был достигнут Джеффом Пеннингтоном, Нетой Энгельхардт и их коллегами .
📡 Эффект гравитационной памяти и экспериментальная проверка 23:30
Теории квантовой гравитации регулярно сталкиваются с критикой из-за катастрофической оторванности от эксперимента. Однако небесная голография тесно связана с реальной наблюдаемой физикой через так называемый эффект памяти (memory effect) .
Классический гравитационно-волновой эффект памяти проявляется при слиянии массивных черных дыр:
- Гравитационные волны, расходясь по ткани пространства-времени, достигают пары пробных детекторов, разнесенных на определенное расстояние .
- После прохождения волнового пакета пространство не возвращается в исходное состояние, а испытывает остаточную статическую деформацию — расстояние между детекторами навсегда изменяется .
- Пастерски разработала математическое обобщение этого феномена — спиновый эффект памяти (spin memory effect), который связан с сохранением углового момента и асимптотическими симметриями пространства на светоподобной бесконечности .
По словам Пастерски, этот эффект выступает аналогом закона Гаусса для нулевых поверхностей: потоки энергии и углового момента жестко завязаны на интегральные сдвиги детекторов или временные задержки сигналов . Наблюдение спинового эффекта памяти планируется в будущих гравитационно-волновых обсерваториях, таких как космический интерферометр LISA . При этом Пастерски подчеркивает методологический нюанс: подобные эффекты выводятся напрямую из уравнений Эйнштейна на границе, поэтому их фиксация будет скорее тестом согласованности граничных условий ОТО, чем неопровержимым доказательством всей небесной голографии как фундаментальной реальности .
Математический аппарат небесной голографии объединяет космические слияния и эксперименты на коллайдере ЦЕРН: в обоих случаях взаимодействие частиц или столкновение черных дыр оставляет энергетический отпечаток на «бесконечности», роль которой играет либо оболочка детектора CMS, либо астрофизический небосвод .
🧠 «Новый Эйнштейн» и кризис целеполагания в фундаментальной науке 31:04
Медиа и научно-популярные издания неоднократно называли Сабрину Пастерски «следующим Альбертом Эйнштейном» и вундеркиндом . Сама исследовательница категорически отвергает подобные сравнения, заявляя, что не заслуживает этого ярлыка . Единственную пользу от медийного шума она видит в возможности использовать публичную платформу для привлечения внимания академического сообщества к насущным проблемам теоретической физики .
Пастерски убеждена, что сегодня физике высоких энергий предстоит серьезная «расплата» (reckoning) . В отличие от чистой математики, где веками существуют четко сформулированные открытые задачи и премиальные вызовы уровня задач тысячелетия (Millennium Prize Problems), физики-теоретики нередко погружаются в создание математических конструкций, критерии ценности которых размыты .
Она обращает внимание на опасный социологический раскол внутри научного сообщества:
- Теоретики привыкли ставить себя выше чистых математиков под предлогом связи с реальным миром, хотя фактически всю карьеру занимаются абстрактной прикладной математикой .
- Оторвавшись от постоянной подпитки свежими экспериментальными данными, физика потеряла четкие критерии верификации, а ученые из разных подгрупп зачастую используют одни и те же термины в несогласованных значениях .
- Вместо стремления переманить коллег исключительно в область небесной голографии, Пастерски призывает сообщество из нескольких тысяч физиков выработать общепринятые критерии для картирования всего пространства самосогласованных теорий квантовой гравитации .
🤖 Вызов искусственного интеллекта: компрессия знаний против монополий 36:59
Дискуссия о будущем фундаментальной науки неизбежно упирается в стремительное развитие систем искусственного интеллекта. В сентябре 2026 года лаборатория OpenAI объявила о решении одной из проблем тысячелетия — задачи уравнений Навье — Стокса, задействовав порядка 10 000 автономных ИИ-агентов и около 88 часов непрерывных машинных вычислений . Для Пастерски этот рубеж обнажил острейшие этические и институциональные противоречия между коммерческими техногигантами и академической средой .
Компании тратят миллионы долларов вычислительных ресурсов ради демонстрации превосходства, решая задачи, над которыми ученые работали десятилетиями . При этом внутренняя кухня закрытых лабораторий остается тайной для большинства ученых, не входящих в привилегированные круги Стэнфорда или Гарварда . Сама Пастерски активно использует большие языковые модели в ежедневной работе, но в первую очередь как персонального ассистента-программиста: ИИ позволяет ей создавать софт для анализа литературы и автоматизации рутинных расчетов, на разработку которого у теоретика нет бюджета нанимать команду кодеров .
Однако будущее науки, по мнению Пастерски, заключается не в превращении ИИ в непостижимого «оракула», генерирующего бессистемные ответы:
- Главная задача человеческого разума — интерпретируемость: сведение сложности мироздания к компактному набору фундаментальных аксиом и правил дедуктивного вывода .
- Необходимо создать структурированную базу данных и инфраструктуру сжатия физико-математических знаний, понятную человеку, а не отдавать формирование научной картины мира на откуп закрытым LLM-моделям корпораций .
- Поиск фундаментальных законов природы и математического аппарата реальности Пастерски считает несравнимо более важным делом, чем развитие одной конкретной исследовательской программы; и если небесная голография исчерпает себя, она без колебаний переключится на создание общей инфраструктуры теоретической физики .
