"Hele himmelen burde være i flygende tallerkener, men det er ingenting sånt": et intervju med astrofysiker Sergei Popov

Sergey Popov er astrofysiker, doktor i fysikk og matematikk, professor i det russiske vitenskapsakademiet. Han er engasjert i popularisering av vitenskap, snakker om astronomi, fysikk og alt relatert til verdensrommet.

Lifehacker snakket med Sergei Popov og fant ut hvordan forskere undersøker hva som skjedde for milliarder år siden. Og han fant også ut om sorte hull har noen funksjon, hva som skjer under sammenslåing av galakser og hvorfor å fly til Mars er en meningsløs idé.

Om astrofysikk

- Hvorfor bestemte du deg for å studere astrofysikk?

Når jeg husker meg selv i en alder av 10–12 år, forstår jeg at jeg på en eller annen måte ville være engasjert i grunnleggende vitenskap. Snarere var spørsmålet hvilken. Da jeg leste populærvitenskapelige bøker, skjønte jeg at astronomi er mer interessant for meg. Og jeg begynte umiddelbart å finne ut om det var mulig å gjøre det et sted. Heldigvis var det astronomiske sirkler der jeg begynte å gå i en alder av 13 år.

- Det vil si at du i en alder av 13 år innså at du vil være forsker?

Det var ikke noe formet ønske. Hvis jeg da ble tatt og spurt om hva jeg vil bli, ville jeg neppe ha svart det en vitenskapsmann. Men når jeg husker barndommen min, tror jeg at bare spesielle begivenheter kan føre meg på villspor.

For eksempel før forelskelse astronomi det var en periode da jeg var opptatt av å avle akvariefisk. Og jeg husker tydelig hva jeg tenkte da: "Jeg kommer inn på biologiavdelingen, jeg skal studere fisk og bli istyolog." Så jeg tror jeg fortsatt ville valgt noe relatert til vitenskap.

- Kan du kort og tydelig forklare hva astrofysikk er?

På den ene siden er astrofysikk en del av astronomien. På den annen side er det en del av fysikken. Fysikk er oversatt som henholdsvis "natur", bokstavelig talt astrofysikk - "vitenskapen om stjernenes natur", og mer bredt - "vitenskapen om himmellegemers natur."

Vi beskriver fra fysikkens synspunkt hva som skjer i rommet, så astrofysikk er fysikk som brukes på astronomiske objekter.

- Hvorfor studere det?

Godt spørsmål. Selvfølgelig kan du ikke gi et kort svar, men det kan skilles mellom tre grunner.

Først viser vår erfaring at det ville være fint å studere alt. Tross alt har alle grunnleggende vitenskaper, om ikke direkte, men praktisk bruk: det er funn som plutselig kommer til nytte. Det er som om vi gikk på jakt, vandret noen dager og skjøt en hjort. Og det er flott. Tross alt forventet ingen hvordan det ville være i en skytebane, når hjort hele tiden hopper ut og alt som gjenstår er å skyte på dem.

Den andre grunnen er menneskesinnet. Vi er så ordnet at vi er interessert i alt. En del av mennesker vil alltid stille spørsmål om hvordan verden fungerer. Og i dag gir grunnleggende vitenskap de beste svarene på disse spørsmålene.

Og for det tredje er moderne vitenskap en viktig sosial praksis. Ganske mange tilegner seg veldig store mengder kompleks kunnskap og ferdigheter over tid. Og tilstedeværelsen av disse menneskene er veldig viktig for utviklingen av samfunnet. Så på 90-tallet var det et populært ordtak i vårt land: den endelige nedgangen er ikke når det er ingen mennesker i landet som ikke kan skrive en artikkel i Nature, og når det ikke er noen som kan lese.

- Hvilke astrofysiske funn blir allerede brukt i praksis?

Det moderne holdningskontrollsystemet er basert på kvasarer. Hvis de ikke hadde blitt oppdaget på 1950-tallet, ville vi nå ha mindre nøyaktig navigering. Videre var det ingen som spesifikt lette etter noe som kunne gjøre det mer nøyaktig - det var ingen slik ide. Forskere var engasjert i grunnleggende vitenskap og oppdaget alt som kom til hånden. Spesielt en slik nyttig ting.

Neste generasjon navigasjonssystemer for romfartøy i solsystemet vil bli ledet av pulsarer. Igjen, dette er en grunnleggende funn fra 1960-tallet som i utgangspunktet ble ansett som helt ubrukelig.

Noen algoritmer for behandling av tomografi (MR) har kommetAstronomi i hverdagen fra astrofysikk. Og de første røntgendetektorene, som ble prototypen på røntgenmaskiner på flyplasser, ble utviklet for å løse astrofysiske problemer.

Og det er mange flere slike eksempler. Jeg valgte nettopp de der astrofysiske funn har funnet direkte praktisk anvendelse.

- Hvorfor studere den kjemiske sammensetningen av stjerner og planeter?

Som sagt, først og fremst lurer jeg bare på hva de er laget av. Tenk deg: bekjente førte deg til en eksotisk restaurant. Bestilte en rett, du spiser, du er deilig. Spørsmålet oppstår: hva er det laget av? Og selv om det i en slik institusjon ofte er bedre å ikke vite hva retten er laget av, er du fortsatt interessert. Noen er interessert i en kotelett og astrofysikere - om en stjerne.

For det andre henger alt sammen med alt. Vi er interessert i hvordan jorden fungerer, for eksempel fordi noen av de mest realistiske katastrofal scenarier er ikke relatert til det at noe faller på hodet på oss eller at noe skjer med solen. De er koblet til jorden.

Snarere, et sted i Alaska, vil en vulkan hoppe ut og alle vil dø ut, bortsett fra kakerlakkene. Og jeg vil utforske og forutsi slike ting. Det er ikke nok geologisk forskning for å forstå dette bildet, siden det er viktig hvordan jorden ble dannet. Og for dette må du studere dannelsen av solsystemet og vite hva som skjedde for 3,5 milliarder år siden.

Om morgenen, etter å ha trent, leste jeg nye vitenskapelige publikasjoner. En veldig interessant dukket opp i dag. bunke med artikler i tidsskriftet Nature at forskere oppdaget planeten til en nær og veldig ung stjerne. Dette er utrolig viktig fordi det er i nærheten og kan utforskes godt.

Hvordan planeter dannes, hvordan fysikk er ordnet og så videre - vi lærer alt dette ved å observere andre solsystemer. Og grovt sett hjelper disse studiene til å forstå når noen vulkaner vil hoppe ut på planeten vår.

- Kan planeten vår forlate sin bane? Og hva må gjøres for dette?

Selvfølgelig kan det. Du trenger bare en ytre gravitasjonspåvirkning. Solsystemet vårt er imidlertid ganske stabilt, siden det allerede er gammelt. Det er usikkerhet, men de vil neppe påvirke jorden.

For eksempel er kvikksølvbanen litt langstrakt og føler sterkt innflytelsen fra andre kropper. Vi kan ikke si at kvikksølv i løpet av de neste seks milliard årene vil forbli i sin bane eller vil bli kastet ut av felles innflytelse fra Venus, Jorden og Jupiter.

Og for andre planeter er alt ganske stabilt, men det er en ubetydelig sannsynlighet for at for eksempel noe vil fly inn i solsystemet. Det er få store gjenstander, men hvis de flyr inn, vil de flytte planetbanen. Til ro deg ned folk, jeg må si at dette er veldig lite sannsynlig. I løpet av hele solsystemets eksistens har dette aldri skjedd.

- Og hva skjer med planeten i dette tilfellet?

Ingenting skjer med selve planeten. Hvis den beveger seg bort fra solen på grunn av dette, som skjer oftere, får den mindre energi, og som et resultat begynner klimatiske endringer på den (hvis det i det hele tatt var noe klima på den). Men hvis det ikke var noe klima, som på kvikksølv, vil planeten ganske enkelt fly bort, og overflaten vil avkjøles gradvis.

- Hvis galaksen vår kolliderer med en annen, vil den da endre noe for oss?

Det veldig korte svaret er nei.

Det skjer veldig sakte og trist. For eksempel vil vi over tid fusjonere med Andromeda-tåken. La oss spole frem noen milliarder år. Andromeda er allerede nærmere og begynner å feste seg til galaksen vår på kanten. En person blir stille født, ulært på skolen, gå på universitetet, undervise der, dø - og ingenting vil endre seg mye i løpet av denne tiden.

Stjerner er svært sjelden spredt, så de kolliderer ikke når galakser smelter sammen. Det er som å gå i ørkenen, der spredte busker er spredt. Hvis vi slår dem sammen med en annen ørken, vil det være dobbelt så mange stuntede busker. Selv om dette ikke vil redde deg fra noe, vil ikke ørkenen bli en fantastisk hage.

I denne forstand vil mønsteret til stjernehimmelen endre seg litt over lang tid. Det endrer seg uansett, fordi stjernene beveger seg relativt til hverandre. Men hvis vi smelter sammen med Andromeda-tåken, vil det være dobbelt så mange av dem.

Så det skjer ingenting i en kollisjon av galakser fra synspunktet til mennesker som bor på en hvilken som helst planet. Vi kan sammenlignes med form eller en bakterie som lever i bagasjerommet på en bil. Du kan selge denne bilen, den kan bli stjålet fra deg, du kan bytte motor. Men for denne formen endres ingenting i bagasjerommet. Du må komme rett på det med en sprayflaske, og bare da vil noe skje.

- Big Bang skjedde for milliarder år siden. Hvordan lærte forskere å se inn i fortiden og finne ut hvordan alt var der?

Plassen er ganske gjennomsiktig, så vi kan bare se langt unna. Vi observerer galakser fra nesten den første generasjonen. Og nå bygges det teleskoper som skulle se den aller første generasjonen. Universet er tomt nok, og av 13,7 milliarder år av evolusjon er 11-12 milliarder år allerede tilgjengelig for oss.

Dette er et annet tillegg til spørsmålet hvorfor studere kjemisk sammensetning av stjerner. For å vite hva som skjedde i det første øyeblikket etter Big Bang.

Vi har ganske enkle data - opp til de første titalls sekunder av eksistensen av universets liv. Vi beskriver ikke lenger 90% eller 99 og mange ni etter desimaltegnet. Og det gjenstår for oss å ekstrapolere tilbake.

Det var også mange viktige prosesser som fant sted i det veldig tidlige universet. Og vi kan måle resultatene deres. Da ble for eksempel de første kjemiske elementene dannet, og vi kan måle overflod av kjemiske elementer i dag.

- Hvor er verdensgrensen?

Svaret er veldig enkelt: vi vet ikke. Du kan gå inn i detaljer og spørre hva du mener med dette, men svaret vil fortsatt være det samme. Universet vårt er absolutt større enn den delen som er tilgjengelig for observasjon.

Du kan forestille deg det som en uendelig eller lukket manifold, men dumme spørsmål dukker opp: hva er utenfor denne manifolden? Dette skjer ofte i fravær av observasjon og eksperimentering: Aktivitetsfeltet blir fullstendig spekulativderfor er det mye vanskeligere å verifisere hypoteser her.

Om svarte hull

- Hva er de sorte hullene, og hvorfor vises de i alle galakser?

I astrofysikk kjenner vi to hovedtyper av sorte hull: supermassive sorte hull i sentrum av galakser og sorte hull i stjernemasser. Det er stor forskjell mellom dem.

Sorte hull av stjernemasser oppstår i de sene stadiene av stjernevolusjonen, når kjernene deres, etter å ha brukt opp kjernefysisk drivstoff, kollapser. Dette sammenbruddet stoppes ikke av noe, og et svart hull med en masse lik 3, 4, 5 eller 25 ganger solens masse dannes. Det er mange slike sorte hull - det burde være omtrent 100 millioner av dem i Galaxy.

Og i store galakser i sentrum observerer vi supermassive sorte hull. Massen deres kan være veldig forskjellig. I lettere galakser kan massen av sorte hull ha tusenvis av solmasser, og i større titalls milliarder. Det vil si at et svart hull veier som en liten galakse, men samtidig ligger i sentrum av veldig store galakser.

Disse sorte hullene har en litt annen opprinnelseshistorie. Det er flere måter hvordan du først kan lage et svart hull, som deretter faller inn i sentrum av galaksen og begynner å vokse. Den vokser ganske enkelt ved å absorbere stoffet.

I tillegg kan svarte hull smelte sammen. Så i sentrum av Galaxy har vi svart hull og det er et svart hull i sentrum av Andromeda. Galaksene vil smelte sammen - og etter millioner eller milliarder år vil også svarte hull smelte sammen.

- Har sorte hull noen funksjon, eller er de bare et biprodukt?

Begrepet moderne naturvitenskap er ikke iboende i teleologi En doktrine som mener at alt i naturen er ordnet hensiktsmessig og at et forhåndsbestemt mål blir realisert i enhver utvikling. . Ingenting eksisterer bare fordi det har en eller annen funksjon.

Som en siste utvei kan du fremdeles snakke om symbiotiske levende systemer. For eksempel er det fugler som pusser tennene til krokodiller. Hvis alle krokodillene dør ut, vil disse fuglene også dø ut. Eller utvikle seg til noe helt annet.

Men i den livløse naturens verden eksisterer alt fordi den eksisterer. Alt er, hvis du vil, et biprodukt av en tilfeldig prosess. Slik sett har sorte hull ingen funksjon. Eller vi vet ikke om henne i det hele tatt. Dette er teoretisk mulig, men det er en følelse av at hvis alle svarte hull fjernes fra hele universet, vil ingenting forandre seg.

Om andre sivilisasjoner og flyreiser til Mars

- Etter Big Bang ble et stort antall andre planeter og galakser født. Det viser seg at det er en mulighet for at livet også har sitt opphav et sted. Hvis den eksisterer, hvor langt kunne den ha utviklet seg til i dag?

På den ene siden vil vi snakke om Drakes formel, på den andre om Fermi-paradokset Fermi-paradokset er fraværet av synlige spor etter aktivitetene til utenomjordiske sivilisasjoner, som burde ha bosatt seg i hele universet i løpet av milliarder år av utviklingen. .

Drakes formel viser forekomsten av tallet utenomjordiske sivilisasjoner i Galaxy som vi har en sjanse til å komme i kontakt med. Vi tar vår Galaxy: koeffisientene og faktorene i Drakes formel kan deles inn i tre hovedgrupper.

Den første gruppen er astronomisk. Hvor mange stjerner i galaksen ligner solen, hvor mange planeter i gjennomsnitt disse stjernene har, hvor mange planeter som ligner på jorden. Og vi kjenner allerede disse tallene.

For eksempel vet vi hvor mange stjerner som ligner solen - det er mange, veldig mange. Eller hvor ofte det er jordiske planeter - veldig ofte. Dette er greit.

Den andre gruppen er biologisk. Vi har en planet omtrent den samme kjemiske sammensetningen som jorden, og omtrent samme avstand fra en stjerne som ser ut som solen. Hva er sannsynligheten for at livet vil dukke opp der? Her vet vi ingenting: verken fra teoriens synspunkt eller fra observasjoners synspunkt. Men vi håper å lære mye bokstavelig i løpet av de neste 10 årene, å være en god optimist, og 20-30 år hvis vi er mer forsiktige.

I løpet av denne tiden vil vi lære å analysere sammensetningen av atmosfærene til planeter som ligner på jorden og andre stjerner. Følgelig vil vi være i stand til å oppdage stoffer som vi kan knytte til livets eksistens.

Grovt sett er jordbasert liv basert på vann og karbon. Det er nesten helt sikkert den vanligste livsformen. Men i små detaljer kan det variere. Hvis romvesener vil ankomme - ikke det faktum at vi kan spise hverandre. Men mest sannsynlig drikker de vann, og følgelig er deres livsform karbon. Vi vet imidlertid ikke sikkert og håper å finne ut snart.

Min mening, som nesten ikke er basert på noe, er at det mest sannsynlige forekommer ofte biologisk liv.

- Men hvorfor ser vi ikke dette andre livet?

Vi vender oss nå til den tredje delen av Drakes formel. Hvor ofte blir dette livet intelligent og teknologisk. Og hvor lenge dette teknologiske livet lever. Vi vet ikke noe om dette i det hele tatt.

Sannsynligvis vil mange biologer fortelle deg at hvis biologisk liv oppsto, er fornuften nær, fordi det er nok tid til evolusjon. Ikke et faktum, men du kan tro det.

Og da Drake kom med sin formel, ble folk veldig overrasket. Tross alt ser det ut til at det ikke er noe uvanlig i livet vårt, noe som betyr at det skal være mye liv i universet. Solen vår er bare 4,5 milliarder år gammel, og Galaxy er 11-12 milliarder år gammel. Så det er stjerner som er mye eldre enn oss.

Det må være mange planeter i Galaxy som er tusen, ti, hundre, millioner, milliarder og fem milliarder år eldre enn oss. Det ser ut til at hele himmelen skal være i flygende tallerkener, men det er ingenting som dette - dette kalles Fermi-paradokset. Og dette er utrolig.

For å forklare fraværet av et annet liv, er det nødvendig å redusere en viss koeffisient i Drakes formel, men vi vet ikke hvilken.

Og så avhenger alt av optimismen din. Den mest pessimistiske varianten er levetiden til en teknisk sivilisasjon. Pessimister tro at slike sivilisasjoner av en eller annen grunn ikke lever lenge. For 40 år siden trodde vi heller at en global krig fant sted. Litt senere begynte de å lene seg mot en global miljøkatastrofe.

- Det vil si at folk rett og slett ikke har tid til å fly til andre planeter eller utvikle seg nok til å gjøre dette?

Dette er et pessimistisk alternativ. Ikke for å si at jeg tror på ham, men jeg har ingen prioritetsversjon. Kanskje tankene sjelden oppstår tross alt. Eller liv dukker opp i form av bakterier, men utvikler seg ikke en gang 10 milliarder år før utseendet til skapninger som er i stand til å erobre verdensrommet.

Tenk deg at det er mange intelligente blekkspruter eller delfiner, men de har ikke håndtak, og de vil åpenbart ikke lage noen kraftige radarer. Kanskje trenger ikke det intelligente livet føre til oppfinnelsen av stjerneskip eller til og med TV.

- Hva synes du om ideen om å kolonisere Mars? Og er det en hypotetisk fordel med dette?

Jeg vet ikke hvorfor det er nødvendig å kolonisere Mars, og derfor er jeg mer negativ. Selvfølgelig er vi interessert i å utforske denne planeten, men det tar absolutt ikke mange mennesker. Mest sannsynlig er de ikke nødvendig for dette i det hele tatt, fordi Mars kan utforskes ved hjelp av en rekke instrumenter. Å bruke gigantiske humanoide roboter er enklere og billigere.

Imidlertid er det et argument for utforskning av Mars - veldig indirekte, men som jeg ikke har noe spesielt å protestere mot. Grovt sett høres det slik ut: menneskeheten i utviklede land er så lei at det er nødvendig med en megaide for å riste den opp og begeistre den. Og opprettelsen av en tilstrekkelig stor bosetning på Mars kan bli en pådriver for vitenskapelig og teknologisk utvikling. Og uten dette vil folk fortsette å bytte smarttelefon, installere nye. leker på telefonene sine og vent på utgivelsen av en ny digitalbox til TV-en.

- Det vil si at flukten til mennesker er omtrent den samme som flyet til månen i 1969?

Selvfølgelig. Flyet til månen var det amerikanske svaret på sovjetiske suksesser. Han rystet absolutt dette vitenskapsområdet og ga en veldig stor drivkraft til utviklingen. Men etter å ha fullført oppgaven, ble alt til intet. Kanskje Mars vil ha omtrent den samme historien.

Om myter

- Hvilke myter rundt astrofysikk irriterer deg mest?

Jeg er ikke irritert over noen myter rundt astrofysikk: Jeg har en buddhistisk tilnærming. Til å begynne med forstår du at det er et stort antall idioter blant mennesker som gjør dumme ting og tror på tull. Og alt du trenger å gjøre er å forby dem på dine sosiale nettverk.

Men det er også mer alvorlige områder. For eksempel myter i sosio-politiske saker eller i medisin - og de kan være mer irriterende.

Som jeg husker nå, 17. mars, den siste dagen da universitetet jobbet. Jeg tenkte å raskt gå til terapeuten på klinikken, spørre om noe tull. Jeg sitter på et kontor, og så tar en sykepleier en person til en lege med ordene: "En ung mann kom hit til deg, temperaturen hans er 39 ° C."

Begynnelsen på epidemien, en person er student ved Moscow State University. Og han med slike temperatur reiste seg og dro til klinikken. Og sykepleieren, i stedet for å pakke ham i en plastpose, tok ham gjennom linjen til terapeuten.

Og det bekymrer meg. Men det faktum at folk tror at jorden er flat og at amerikanerne ikke har vært på månen, bekymrer meg sekundært.

- Kan du som astrofysiker forklare hvorfor astrologi ikke fungerer?

Da astrologi dukket opp for tusen år siden, var det en ganske lovlig og rimelig hypotese. Folk så mønstre i verden rundt seg og prøvde å forstå dem. Dette ønsket var så sterkt at de begynte å tenke ut - det er bare at hjernen vår er så ordnet at vi bestiller verden rundt.

Men tiden gikk, normal vitenskap og et slikt konsept som bekreftelse, bekreftelse dukket opp. Et eller annet sted på 1700-tallet begynte folk å prøve å teste hypoteser. Og disse sjekkene ble mer og mer.

Så i boka “Pseudovitenskap og det paranormaleJonathan Smith har så mange lenker til ekte sjekker. Det er veldig viktig at de i begynnelsen var okkupert av mennesker som ønsket å bevise at noe konsept var riktig, og ikke nødvendigvis astrologi. De eksperimenterte og behandlet data ærlig. Og resultatene indikerte at astrologi ikke virket.

Fra astrofysikkens synspunkt forklares dette også ganske enkelt: planetene er lette, fjerne og i seg selv ikke særlig påvirker jorden. Unntaket er gravitasjonspåvirkning, men det er veldig svakt.

Tross alt lanserer vi rolig satellitter nær jorden uten å ta hensyn til innflytelsen fra Jupiter. Ja, solen og månen påvirker dem, men Jupiter gjør det ikke. Som ethvert kvikksølv eller Saturn: den ene er veldig lett, og den andre er veldig langt borte.

Så for det første er det ingen tenkelig påvirkningsmiddel, og for det andre ble kontroller med ønsket om å finne svar utført mange ganger. Men folk fant ikke noe.

Life hacking fra Sergey Popov

Kunstbøker

Det var en så fantastisk forfatter - Yuri Dombrovsky, som har en bok “Fakultet for unødvendige ting». Hun beskriver veldig viktige spørsmål for samfunnet vårt: hvordan samfunnet fungerer, hva som kan skje i det og hvilke dårlige ting som bør unngås.

Jeg elsker også veldig mye "Løvetann Vin"Ray Bradbury. Det er også en fantastisk bok om oppvekst "Ikke la meg gå"Kazuo Ishiguro.

Populærvitenskapelige bøker

Jeg anbefaler boken “Forklare religion»Pascal Boyer om karakteren av religiøs tenkning. Jeg anbefaler også “Biologien mellom godt og ondt”, Der Robert Sapolski snakker om hvordan vitenskap forklarer våre handlinger. Det er også en bok om hvordan universet fungerer - “Hvorfor er himmelen mørk»Vladimir Reshetnikov. Og selvfølgelig en av mine - "Alle verdens formler». Det handler om hvordan matematikk forklarer naturlovene.

Filmer

Jeg ser ikke mye science fiction. Fra sistnevnte likte jeg filmen "Anon". Han tar de mest avanserte teknologiene, og tydeligvis ikke fiktive (en telefonkiosk som ikke flyr i tide) og analyserer dype ting.

Musikk

Jeg hører alltid mye på musikk. Det er ikke noe stille og rolig sted å jobbe, så jeg tar på meg hodetelefoner og jobber med det. Grenene er slike: klassisk rock eller noen andre varianter av rock, jazz. Når jeg liker en slags musikk, legger jeg den straks ut på mine sosiale nettverk.

Jeg hører på en rekke progressive rocker. Sannsynligvis det beste som har skjedd fra min gamles synsvinkel de siste årene er matematisk rock, det vil si matematisk rock. Dette er en veldig interessant stil som er nær meg. Det er ikke så sørgelig som shoegazing, hvorfra du kan bli deprimert til du finner noe verdig. For å gjøre det klart hva jeg liker spesifikt, vil jeg kalle gruppen Clever Girl og den italienske Quintorigo.