"Hele himlen skal være i flyvende underkopper, men der er ikke noget som dette": et interview med astrofysikeren Sergei Popov

Sergey Popov er astrofysiker, doktor i fysik og matematik, professor i det russiske videnskabsakademi. Han er involveret i popularisering af videnskab, taler om astronomi, fysik og alt relateret til rummet.

Livshacker talte med Sergei Popov og fandt ud af, hvordan forskere undersøger, hvad der skete for milliarder af år siden. Og han fandt også ud af, om sorte huller har nogen funktion, hvad der sker under fusionen af ​​galakser, og hvorfor flyvning til Mars er en meningsløs idé.

Om astrofysik

- Hvorfor besluttede du at studere astrofysik?

Når jeg husker mig selv i en alder af 10-12 år, forstår jeg, at jeg på en eller anden måde ville være engageret i grundlæggende videnskab. Spørgsmålet var snarere hvilken. Da jeg læste populærvidenskabelige bøger, indså jeg, at astronomi er mere interessant for mig. Og jeg begyndte straks at finde ud af, om det var muligt at gøre det et eller andet sted. Heldigvis var der astronomiske kredse, hvor jeg begyndte at gå i en alder af 13 år.

- Så i en alder af 13 indså du, at du vil være videnskabsmand?

Der var ikke noget formet ønske. Hvis jeg så blev fanget og spurgt, hvad jeg vil blive, ville jeg næppe have svaret det på en videnskabsmand. Men når jeg husker min barndom, tror jeg, at kun specielle begivenheder kunne føre mig vild.

For eksempel før forelskelse astronomi der var en periode, hvor jeg beskæftigede mig med at opdrætte akvariefisk. Og jeg husker tydeligt, hvad jeg tænkte dengang: "Jeg kommer ind i biologiafdelingen, jeg studerer fisk og bliver ichthyolog." Så jeg tror, ​​jeg stadig ville vælge noget relateret til videnskab.

- Kan du kort og tydeligt forklare, hvad astrofysik er?

På den ene side er astrofysik en del af astronomien. På den anden side er det en del af fysikken. Fysik oversættes som henholdsvis "natur", bogstaveligt astrofysik - "videnskaben om stjernernes natur" og mere bredt - "videnskaben om himmellegemers natur."

Vi beskriver fra fysikens synspunkt, hvad der sker i rummet, så astrofysik er fysik anvendt på astronomiske objekter.

- Hvorfor studere det?

Godt spørgsmål. Selvfølgelig kan du ikke give et kort svar, men der kan skelnes mellem tre grunde.

For det første viser vores erfaring, at det ville være rart at studere alt. Når alt kommer til alt har enhver grundlæggende videnskab, hvis ikke direkte, men praktisk brug: der er opdagelser, der pludselig kommer til nytte. Det er som om vi gik på jagt, vandrede i flere dage og skød en enkelt hjort. Og det er fantastisk. Når alt kommer til alt forventede ingen, hvad der ville være i et skydeområde, når hjorte konstant springer ud, og alt der er tilbage er at skyde på dem.

Den anden grund er det menneskelige sind. Vi er så arrangerede, at vi er interesserede i alt. En del af mennesker stiller altid spørgsmål om hvordan verden fungerer. Og i dag giver grundlæggende videnskab de bedste svar på disse spørgsmål.

Og for det tredje er moderne videnskab en vigtig social praksis. Et stort antal mennesker tilegner sig meget store mængder af kompleks viden og færdigheder over tid. Og tilstedeværelsen af ​​disse mennesker er meget vigtig for samfundets udvikling. Så i 90'erne var der et populært ordsprog i vores land: det endelige fald er ikke hvornår der er ingen mennesker i landet, der ikke kan skrive en artikel i naturen, og når der ikke er nogen, der kan Læs.

- Hvilke astrofysiske opdagelser anvendes allerede i praksis?

Det moderne holdningskontrolsystem er baseret på kvasarer. Hvis de ikke var blevet opdaget i 1950'erne, ville vi nu have mindre nøjagtig navigation. Desuden ledte ingen specifikt efter noget, der kunne gøre det mere nøjagtigt - der var ingen sådan idé. Forskere var engageret i grundlæggende videnskab og opdagede alt, hvad der kom til hånden. Især sådan en nyttig ting.

Den næste generation af navigationssystemer til rumfartøjer i solsystemet vil blive styret af pulsarer. Igen er dette en grundlæggende opdagelse fra 1960'erne, der oprindeligt blev betragtet som helt ubrugelig.

Nogle algoritmer til behandling af tomografi (MRI) er kommetAstronomi i hverdagen fra astrofysik. Og de første røntgendetektorer, der blev prototypen på røntgenmaskiner i lufthavne, blev udviklet til at løse astrofysiske problemer.

Og der er mange flere sådanne eksempler. Jeg valgte lige dem, hvor astrofysiske opdagelser har fundet direkte praktisk anvendelse.

- Hvorfor undersøge den kemiske sammensætning af stjerner og planeter?

Som jeg først og fremmest undrer mig bare over, hvad de er lavet af. Forestil dig: bekendte bragte dig til en eksotisk restaurant. Bestilte en skål, du spiser, du er lækker. Spørgsmålet opstår: hvad er det lavet af? Og selvom det i en sådan institution ofte er bedre at ikke vide, hvad skålen er lavet af, men du er stadig interesseret. Nogen er interesseret i en kotelette og astrofysikere - en stjerne.

For det andet er alt forbundet med alt. Vi er interesseret i hvordan jorden fungerer, for eksempel fordi nogle af de mest realistiske katastrofal scenarier er ikke relateret til, at der falder noget på vores hoveder, eller at der sker noget med solen. De er forbundet med Jorden.

Snarere et sted i Alaska springer en vulkan ud, og alle vil dø ud undtagen kakerlakkerne. Og jeg vil udforske og forudsige sådanne ting. Der er ikke nok geologisk forskning til at forstå dette billede, da det er vigtigt, hvordan jorden blev dannet. Og til dette skal du studere dannelsen af ​​solsystemet og vide, hvad der skete for 3,5 milliarder år siden.

Om morgenen efter træning læste jeg nye videnskabelige publikationer. En meget interessant dukkede op i dag. stak med artikler i tidsskriftet Nature, at forskere opdagede planeten for en tæt og meget ung stjerne. Dette er fantastisk vigtigt, fordi det er i nærheden og kan udforskes godt.

Hvordan planeter dannes, hvordan fysik er arrangeret og så videre - vi lærer alt dette ved at observere andre solsystemer. Og groft sagt hjælper disse undersøgelser med at forstå, hvornår en vulkan hopper på vores planet.

- Kan vores planet forlade sin bane? Og hvad skal der gøres for dette?

Det kan det selvfølgelig. Du har bare brug for en ekstern tyngdekraftsindflydelse. Imidlertid er vores solsystem ret stabilt, da det allerede er gammelt. Der er usikkerhed, men det er usandsynligt, at det på en eller anden måde påvirker Jorden.

For eksempel er Kviksølvs bane let aflang og føler stærkt indflydelse fra andre kroppe. Vi kan ikke sige, at kviksølv i de næste seks milliarder år forbliver i sin bane eller vil blive kastet ud af den fælles indflydelse fra Venus, Jorden og Jupiter.

Og for andre planeter er alt ret stabilt, men der er en ubetydelig sandsynlighed for, at for eksempel noget flyver ind i solsystemet. Der er få store objekter, men hvis de flyver ind, vil de fortrænge planetens bane. Til slap af folk, jeg må sige, at dette er meget usandsynligt. I løbet af hele solsystemets eksistens er dette aldrig sket.

- Og hvad sker der med planeten i dette tilfælde?

Intet sker med selve planeten. Hvis den bevæger sig væk fra solen på grund af dette, hvilket sker oftere, modtager den mindre energi, og som et resultat begynder klimaforandringer på den (hvis der overhovedet var noget klima på den). Men hvis der ikke var noget klima som på Merkur, vil planeten simpelthen flyve væk, og dens overflade vil gradvis køle ned.

- Hvis vores galakse kolliderer med en anden, vil det ændre noget for os?

Det meget korte svar er nej.

Det sker meget langsomt og trist. For eksempel vil vi over tid fusionere med Andromeda-tågen. Lad os spole frem et par milliarder år. Andromeda er allerede tættere på og begynder at klamre sig til vores galakse ved kanten. En person vil stille blive født, aflært i skolen, gå på universitetet, undervise der, dø - og intet vil ændre sig meget i løbet af denne tid.

Stjerner er meget sjældent spredt, så de kolliderer ikke, når galakser smelter sammen. Det er som at gå i ørkenen, hvor spredte buske er spredt. Hvis vi fusionerer dem med en anden ørken, vil der være dobbelt så mange stuntede buske. Selvom dette ikke vil redde dig fra noget, bliver ørkenen ikke til en vidunderlig have.

I denne forstand vil stjernehimmelens mønster ændre sig lidt over lang tid. Det ændrer sig alligevel, fordi stjernerne bevæger sig i forhold til hinanden. Men hvis vi fusionerer med Andromeda-tågen, så vil der være dobbelt så mange af dem.

Så der sker intet i en kollision af galakser set fra synspunktet for mennesker, der bor på enhver planet. Vi kan sammenlignes med skimmel eller en bakterie, der lever i bagagerummet i en bil. Du kan sælge denne bil, den kan blive stjålet fra dig, du kan skifte motor. Men for denne skimmel ændres intet i bagagerummet. Du er nødt til at få ret til det med en sprayflaske, og først derefter sker der noget.

- Big Bang skete for milliarder af år siden. Hvordan lærte forskere at se på fortiden og finde ud af, hvordan alt var der?

Rummet er gennemsigtigt nok, så vi kan bare se langt væk. Vi observerer galakser fra næsten den første generation. Og nu bygges der teleskoper, der skulle se den allerførste generation. Universet er ret tomt, og ud af 13,7 milliarder års udvikling er 11-12 milliarder år allerede tilgængelige for os.

Dette er endnu en tilføjelse til spørgsmålet hvorfor undersøgelse kemisk sammensætning af stjerner. Så for at vide, hvad der skete i det første minut efter Big Bang.

Vi har ret ligetil data - op til de første ti sekunder af eksistensen af ​​universets liv. Vi beskriver ikke længere 90% eller 99 og mange ni efter decimaltegnet. Og det er tilbage for os at ekstrapolere tilbage.

Der var også mange vigtige processer, der fandt sted i det meget tidlige univers. Og vi kan måle deres resultater. For eksempel blev de første kemiske grundstoffer dannet, og vi kan måle overfloden af ​​kemiske grundstoffer i dag.

- Hvor er rummets grænse?

Svaret er meget simpelt: vi ved det ikke. Du kan gå i detaljer og spørge, hvad du mener med dette, men svaret forbliver stadig det samme. Vores univers er bestemt større end den del, der er tilgængelig for os til observation.

Du kan forestille dig det som en uendelig eller lukket manifold, men der opstår dumme spørgsmål: hvad er der uden for denne manifold? Dette sker ofte i fravær af observation og eksperimentering: Aktivitetsfeltet bliver fuldstændigt spekulativderfor er det meget sværere at kontrollere hypoteser her.

Om sorte huller

- Hvad er de sorte huller, og hvorfor vises de i alle galakser?

I astrofysik kender vi to hovedtyper af sorte huller: supermassive sorte huller i midten af ​​galakser og sorte huller i stjernemasser. Der er stor forskel mellem dem.

Sorte huller af stjernemasser opstår i de sene stadier af stjernernes udvikling, når deres kerner, efter at de har opbrugt deres nukleare brændstof, kollapser. Dette sammenbrud stoppes ikke af noget, og der dannes et sort hul med en masse lig med 3, 4, 5 eller 25 gange solens masse. Der er mange sådanne sorte huller - der burde være omkring 100 millioner af dem i vores Galaxy.

Og i store galakser i midten observerer vi supermassive sorte huller. Deres masse kan være meget forskellig. I lettere galakser kan massen af ​​sorte huller have tusinder af solmasser og i større titusindvis af milliarder. Det vil sige, et sort hul vejer som en lille galakse, men er samtidig placeret i centrum af meget store galakser.

Disse sorte huller har en lidt anden oprindelseshistorie. Der er flere måder, hvorpå du først kan oprette et sort hul, der derefter falder i midten af ​​galaksen og begynder at vokse. Det vokser simpelthen ved at absorbere stoffet.

Plus sorte huller kan fusionere med hinanden. Så i midten af ​​Galaxy har vi sort hul og der er et sort hul i centrum af Andromeda. Galakserne smelter sammen - og efter millioner eller milliarder år vil også sorte huller smelte sammen.

- Har sorte huller en eller anden funktion, eller er de bare et biprodukt?

Begrebet moderne naturvidenskab er ikke iboende i teleologi En doktrin, der mener, at alt i naturen er ordnet hensigtsmæssigt, og at et forudbestemt mål realiseres i enhver udvikling. . Intet eksisterer bare fordi det har en eller anden funktion.

Som en sidste udvej kan du stadig tale om symbiotiske levende systemer. For eksempel er der fugle, der børster krokodiller. Hvis alle krokodiller dør ud, vil disse fugle også dø ud. Eller udvikle sig til noget helt andet.

Men i den livløse natur eksisterer alt, fordi det eksisterer. Alt er, hvis du vil, et biprodukt af en tilfældig proces. I denne forstand har sorte huller ingen funktion. Eller vi ved slet ikke noget om hende. Dette er teoretisk muligt, men der er en følelse af, at hvis alle sorte huller fjernes fra hele universet, vil intet ændre sig.

Om andre civilisationer og flyvninger til Mars

- Efter Big Bang blev et stort antal andre planeter og galakser født. Det viser sig, at der er en mulighed for, at livet også opstod et eller andet sted. Hvis det eksisterer, hvor langt kunne det have udviklet sig den dag i dag?

På den ene side vil vi tale om Drakes formel, på den anden side om Fermi-paradokset Fermi-paradokset er fraværet af synlige spor af aktiviteterne fra udenjordiske civilisationer, som skulle have slået sig ned i hele universet gennem flere milliarder år af dets udvikling. .

Drakes formel viser forekomsten af ​​nummeret udenjordiske civilisationer i Galaxy, som vi har en chance for at komme i kontakt med. Vi tager vores Galaxy: koefficienterne og faktorerne i Drakes formel kan opdeles i tre hovedgrupper.

Den første gruppe er astronomisk. Hvor mange stjerner i galaksen ligner solen, hvor mange planeter i gennemsnit disse stjerner har, hvor mange planeter der ligner jorden. Og vi kender allerede mere eller mindre disse tal.

For eksempel ved vi, hvor mange stjerner der ligner solen - der er mange, meget mange. Eller hvor ofte der er jordbaserede planeter - meget ofte. Det er fint.

Den anden gruppe er biologisk. Vi har en planet, der har samme kemiske sammensætning som Jorden, og omtrent samme afstand fra en stjerne, der ligner solen. Hvad er sandsynligheden for, at livet vises der? Her ved vi intet: hverken fra teoriens synspunkt eller fra observations synspunkt. Men vi håber at lære meget bogstaveligt inden for de næste 10 år, at være en stor optimist og 20-30 år, hvis vi er mere forsigtige.

I løbet af denne tid vil vi lære at analysere sammensætningen af ​​atmosfærerne på planeter svarende til Jorden og andre stjerner. Derfor vil vi være i stand til at opdage stoffer, som vi kan forbinde med eksistensen af ​​liv.

Groft sagt er jordliv baseret på vand og kulstof. Det er næsten helt sikkert den mest almindelige livsform. Men i små detaljer kan det variere. Hvis udlændinge ankommer - ikke det faktum, at vi kan spise hinanden. Men sandsynligvis drikker de vand, og derfor er deres livsform kulstof. Vi ved det dog ikke med sikkerhed og håber at finde ud af det snart.

Min opfattelse, som næsten ikke er baseret på noget, er, at det biologiske liv sandsynligvis forekommer ofte.

- Men hvorfor ser vi ikke dette andet liv?

Vi vender os nu til den tredje del af Drakes formel. Hvor ofte dette liv bliver intelligent og teknologisk. Og hvor længe dette teknologiske liv lever. Vi ved slet ikke noget om dette.

Sandsynligvis vil mange biologer fortælle dig, at hvis biologisk liv opstod, så er fornuften nær, fordi der er tid nok til evolution. Ikke en kendsgerning, men du kan tro det.

Og da Drake kom på sin formel, blev folk meget overraskede. Når alt kommer til alt ser det ud til at der ikke er noget usædvanligt i vores liv, hvilket betyder at der skal være meget liv i universet. Vores sol er kun 4,5 milliarder år gammel, og Galaxy er 11-12 milliarder år gammel. Det betyder, at der er stjerner, der er meget ældre end os.

Der skal være mange planeter i galaksen, der er tusind, ti, hundrede, millioner, milliarder og fem milliarder år ældre end os. Det ser ud til, at hele himlen skal være i flyvende underkopper, men der er ikke noget som dette - dette kaldes Fermi-paradokset. Og dette er fantastisk.

For at forklare fraværet af et andet liv er det nødvendigt at reducere en eller anden koefficient i Drakes formel, men vi ved ikke hvilken.

Og så afhænger alt af din optimisme. Den mest pessimistiske variant er levetiden for en teknisk civilisation. Pessimister mener, at sådanne civilisationer af en eller anden grund ikke lever længe. For 40 år siden troede vi snarere, at en global krig fandt sted. Lidt senere begyndte de at læne sig mod en global miljøkatastrofe.

- Det vil sige, at folk simpelthen ikke har tid til at flyve til andre planeter eller udvikle sig nok til at gøre dette?

Dette er en pessimistisk mulighed. For ikke at sige, at jeg tror på ham, men jeg har ingen prioritetsversion. Måske opstår sindet ikke så ofte. Eller livet vises i form af bakterier, men udvikler sig ikke engang 10 milliarder år før udseendet af skabninger, der er i stand til at erobre det ydre rum.

Forestil dig, at der er mange intelligente blæksprutter eller delfiner, men de har ikke håndtag, og de vil naturligvis ikke lave nogen kraftige radarer. Måske behøver intelligent liv ikke føre til opfindelsen af ​​stjerneskibe eller endda tv.

- Hvordan har du det med tanken om at kolonisere Mars? Og er der en hypotetisk fordel ved dette?

Jeg ved ikke, hvorfor det er nødvendigt at kolonisere Mars, og derfor er jeg mere negativ. Selvfølgelig er vi interesserede i at udforske denne planet, men det kræver bestemt ikke mange mennesker. Mest sandsynligt er de slet ikke nødvendige til dette, fordi Mars kan udforskes ved hjælp af en række forskellige instrumenter. Brug af gigantiske humanoide robotter er lettere og billigere.

Der er dog et argument til fordel for udforskningen af ​​Mars - frygtelig indirekte, men som jeg virkelig ikke har noget at modsætte mig. Groft sagt lyder det sådan: menneskeheden i de udviklede lande er så træt, at der er brug for en mega-idé for at ryste den op og begejstre den. Og oprettelsen af ​​en ret stor bosættelse på Mars kan blive en drivkraft for videnskabelig og teknologisk udvikling. Og uden dette vil folk fortsætte med at skifte smartphone, installere nye legetøj på deres telefoner og vent på frigivelsen af ​​en ny set-top-boks til tv'et.

- Det vil sige, menneskers flyvning til Mars er omtrent den samme som flyvningen til månen i 1969?

Selvfølgelig. Flyvningen til månen var det amerikanske svar på sovjetiske succeser. Han rystede bestemt dette videnskabsfelt og gav en meget stor fremdrift til udvikling. Men efter at have afsluttet opgaven, blev alt til intet. Måske vil Mars have omtrent den samme historie.

Om myter

- Hvilke myter omkring astrofysik irriterer dig mest?

Jeg er ikke irriteret over nogen myter omkring astrofysik: Jeg har en buddhistisk tilgang. Til at begynde med forstår du, at der er et stort antal idioter blandt mennesker, der gør dumme ting og tror på vrøvl. Og alt hvad du skal gøre er at forbyde dem på dine sociale netværk.

Men der er også mere alvorlige områder. For eksempel myter i socio-politiske spørgsmål eller i medicin - og de kan være mere irriterende.

Som jeg husker nu, den 17. marts, den sidste dag, hvor universitetet arbejdede. Jeg tænkte hurtigt at gå til terapeuten på poliklinikken og spørge om noget vrøvl. Jeg sidder på et kontor, og derefter tager en sygeplejerske en person til lægen med ordene: "En ung mand er kommet til dig her, han har en temperatur på 39 ° C."

I begyndelsen af ​​epidemien er en person studerende ved Moskva State University. Og han med sådan temperatur rejste sig og gik til klinikken. Og sygeplejersken tog ham gennem linjen til terapeuten i stedet for at pakke ham i en plastikpose.

Og det bekymrer mig. Men det faktum, at folk tror, ​​at Jorden er flad, og amerikanerne ikke har været på Månen, bekymrer mig sekundært.

- Kan du som astrofysiker forklare, hvorfor astrologi ikke fungerer?

Da astrologi dukkede op for tusind år siden, var det en retlig og rimelig hypotese. Folk så mønstre i verden omkring dem og forsøgte at forstå dem. Dette ønske var så stærkt, at de begyndte at tænke over - det er bare, at vores hjerne er så arrangeret, at vi bestiller verden rundt.

Men tiden gik, en normal videnskab og et sådant koncept som verifikation, verifikation dukkede op. Et eller andet sted i det 18. århundrede begyndte folk faktisk at prøve at teste hypoteser. Og disse kontroller blev mere og mere.

Så i bogen “Pseudovidenskab og det paranormaleJonathan Smith har så mange links til rigtige checks. Det er meget vigtigt, at de i starten var optaget af mennesker, der ønskede at bevise rigtigheden af ​​et koncept og ikke nødvendigvis astrologi. De eksperimenterede og behandlede data ærligt. Og resultaterne viste, at astrologi ikke fungerede.

Fra astrofysikens synspunkt forklares dette også ganske enkelt: planeterne er lette, fjerne og i sig selv ikke særlig påvirker jorden. Undtagelsen er gravitationsindflydelse, men den er meget svag.

Når alt kommer til alt lancerer vi roligt nær-jord-satellitter uden at tage hensyn til Jupiters indflydelse. Ja, solen og månen påvirker dem, men Jupiter gør det ikke. Som enhver kviksølv eller Saturn: den ene er meget let, og den anden er meget langt væk.

Så for det første er der ingen tænkelig middel til indflydelse, og for det andet blev kontrol med ønsket om at finde et svar udført mange gange. Men folk fandt ikke noget.

Life hacking fra Sergey Popov

Kunstbøger

Der var sådan en vidunderlig forfatter - Yuri Dombrovsky, der har en bog "Fakultet for unødvendige ting». Hun beskriver meget vigtige spørgsmål for vores samfund: hvordan samfundet fungerer, hvad der kan ske i det, og hvilke dårlige ting der skal undgås.

Jeg elsker også meget "Mælkebøttevin"Ray Bradbury. Der er også en vidunderlig bog om at vokse op "Lad mig ikke gå"Kazuo Ishiguro.

Populære videnskabelige bøger

Jeg anbefaler bogen “Forklare religion»Pascal Boyer om karakteren af ​​religiøs tænkning. Jeg anbefaler også “Det gode og ondes biologi”, Hvor Robert Sapolski taler om, hvordan videnskab forklarer vores handlinger. Der er også en bog om, hvordan universet fungerer - “Hvorfor er himlen mørk»Vladimir Reshetnikov. Og selvfølgelig en af ​​mine - "Alle verdens formler». Det handler om, hvordan matematik forklarer naturens love.

Film

Jeg ser ikke meget science fiction. Af sidstnævnte kunne jeg godt lide filmen "Anon". Han tager de mest avancerede teknologier og klart ikke fiktiv (en telefonboks, der ikke flyver i tide) og analyserer dybe ting.

musik

Jeg lytter altid meget til musik. Der er ikke noget stille og roligt sted at arbejde, så jeg tager hovedtelefoner på og arbejder med det. Grenene er sådan: klassisk rock eller nogle andre varianter af rock, jazz. Når jeg kan lide en slags musik, sender jeg den straks på mine sociale netværk.

Jeg lytter til en række progressive rock. Sandsynligvis det bedste, der er sket fra min gamle mands synspunkt de seneste år, er matematisk sten, det vil sige matematisk sten. Dette er en meget interessant stil, der er tæt på mig. Det er ikke så sørgeligt som shoegazing, hvorfra du kan blive deprimeret, indtil du finder noget værd. For at gøre det klart, hvad jeg kan lide specifikt, kalder jeg gruppen Clever Girl og den italienske Quintorigo.