"Hela himlen bör vara i flygande tefat, men det finns inget som detta": en intervju med astrofysikern Sergei Popov

Sergey Popov är astrofysiker, doktor i fysik och matematik, professor i Ryska vetenskapsakademin. Han är engagerad i popularisering av vetenskap, talar om astronomi, fysik och allt som är relaterat till rymden.

Lifehacker pratade med Sergei Popov och fick reda på hur forskare undersöker vad som hände för miljarder år sedan. Och han fick också reda på om svarta hål har någon funktion, vad som händer under sammanslagningen av galaxer och varför att flyga till Mars är en meningslös idé.

Om astrofysik

- Varför bestämde du dig för att studera astrofysik?

Jag minns mig själv vid 10–12 års ålder och förstår att jag på ett eller annat sätt skulle vara engagerad i grundläggande vetenskap. Snarare var frågan vilken. När jag läste populärvetenskapliga böcker insåg jag att astronomi är mer intressant för mig. Och jag började genast ta reda på om det var möjligt att göra det någonstans. Lyckligtvis fanns det astronomiska kretsar, dit jag började åka som 13-åring.

- Det vill säga, vid 13 års ålder insåg du att du vill bli forskare?

Det fanns ingen formad önskan. Om jag då blev fångad och frågade vad jag vill bli, skulle jag knappast ha svarat det på en vetenskapsman. Men ihåg min barndom tror jag att endast speciella händelser kan leda mig vilse.

Till exempel före förälskelse astronomi det var en period då jag var engagerad i avel av akvariefisk. Och jag minns tydligt vad jag tänkte då: "Jag kommer in i biologiavdelningen, jag kommer att studera fisk och bli en istyolog." Så jag tror att jag fortfarande skulle välja något relaterat till vetenskap.

- Kan du kort och tydligt förklara vad astrofysik är?

Å ena sidan är astrofysik en del av astronomin. Å andra sidan är det en del av fysiken. Fysik översätts som "natur", bokstavligen astrofysik - "vetenskapen om stjärnornas natur" och mer allmänt - "vetenskapen om himmellegemernas natur."

Vi beskriver ur fysikens synvinkel vad som händer i rymden, så astrofysik är fysik som tillämpas på astronomiska objekt.

- Varför studera det?

Bra fråga. Naturligtvis kan du inte ge ett kort svar, men tre skäl kan skiljas.

Först visar vår erfarenhet att det skulle vara trevligt att studera allt. När allt kommer omkring har alla grundläggande vetenskaper, om inte direkt, men praktisk användning: det finns upptäckter som plötsligt kommer till nytta. Det är som om vi gick på jakt, vandrade i flera dagar och sköt en hjort. Och det är fantastiskt. När allt kommer omkring förväntade sig ingen hur det skulle vara i en skjutbana när rådjur ständigt hoppar ut och allt som återstår är att skjuta på dem.

Den andra anledningen är det mänskliga sinnet. Vi är så ordnade att vi är intresserade av allt. Vissa delar av människor kommer alltid att ställa frågor om hur världen fungerar. Och idag ger grundläggande vetenskap de bästa svaren på dessa frågor.

Och för det tredje är modern vetenskap en viktig social praxis. Ganska stort antal människor förvärvar mycket stora mängder komplex kunskap och färdigheter över tiden. Och närvaron av dessa människor är mycket viktig för samhällets utveckling. Så på 90-talet fanns det ett populärt ordspråk i vårt land: den slutliga nedgången är inte när det finns inga människor i landet som inte kan skriva en artikel i naturen, och när det inte finns några som kan läsa.

- Vilka astrofysiska upptäckter tillämpas redan i praktiken?

Det moderna attitydkontrollsystemet är baserat på kvasars. Om de inte hade upptäckts på 1950-talet skulle vi nu ha mindre exakt navigering. Dessutom letade ingen specifikt efter något som kunde göra det mer exakt - det fanns ingen sådan idé. Forskare var engagerade i grundläggande vetenskap och upptäckte allt som kom till hands. I synnerhet en sådan användbar sak.

Nästa generation av navigationssystem för rymdfarkoster i solsystemet kommer att styras av pulser. Återigen är detta en grundläggande upptäckt på 1960-talet som ursprungligen ansågs vara helt värdelös.

Några algoritmer för bearbetning av tomografi (MRI) har kommitAstronomi i vardagen från astrofysik. Och de första röntgendetektorerna, som blev prototypen för röntgenmaskiner på flygplatser, utvecklades för att lösa astrofysiska problem.

Och det finns många fler sådana exempel. Jag valde bara de där astrofysiska upptäckter har funnit direkt praktisk tillämpning.

- Varför studera den kemiska sammansättningen av stjärnor och planeter?

Som jag först, undrar jag bara vad de är gjorda av. Föreställ dig: bekanta tog dig till en exotisk restaurang. Beställde en maträtt, du äter, du är utsökt. Frågan uppstår: vad består den av? Och även om det i en sådan institution ofta är bättre att inte veta vad maträtten är gjord av är du fortfarande intresserad. Någon är intresserad av en kotlett och astrofysiker - om en stjärna.

För det andra är allt kopplat till allt. Vi är intresserade av hur jorden fungerar, till exempel, för några av de mest realistiska katastrofal scenarier är inte relaterade till det faktum att något kommer att falla på våra huvuden eller något kommer att hända med solen. De är anslutna till jorden.

Snarare någonstans i Alaska hoppar en vulkan ut och alla kommer att dö ut förutom kackerlackorna. Och jag vill utforska och förutsäga sådana saker. Det finns inte tillräckligt med geologisk forskning för att förstå denna bild, eftersom det är viktigt hur jorden bildades. Och för detta måste du studera bildandet av solsystemet och veta vad som hände för 3,5 miljarder år sedan.

På morgonen, efter träning, läste jag nya vetenskapliga publikationer. En mycket intressant uppträdde idag. stack av artiklar i tidskriften Nature att forskare upptäckte planeten för en nära och mycket ung stjärna. Detta är fantastiskt viktigt eftersom det ligger i närheten och kan utforskas väl.

Hur planeter bildas, hur fysik arrangeras och så vidare - vi lär oss allt detta genom att observera andra solsystem. Och grovt sett hjälper dessa studier att förstå när någon vulkan hoppar på vår planet.

- Kan vår planet lämna sin omloppsbana? Och vad måste göras för detta?

Naturligtvis kan det. Du behöver bara ett externt gravitationellt inflytande. Vårt solsystem är dock ganska stabilt eftersom det redan är gammalt. Det finns osäkerheter, men det är osannolikt att det på något sätt påverkar jorden.

Till exempel är Merkurius bana något långsträckt och känner starkt påverkan från andra kroppar. Vi kan inte säga att under de närmaste sex miljarder åren kommer Merkurius att förbli i sin omloppsbana eller kastas ut av Venus, Jorden och Jupiters gemensamma inflytande.

Och för andra planeter är allt ganska stabilt, men det finns en försumbar sannolikhet att till exempel något kommer att flyga in i solsystemet. Det finns få stora föremål, men om de flyger in kommer de att flytta planetbanan. Till lugna ner dig människor, jag måste säga att detta är mycket osannolikt. Under hela solsystemets existens har detta aldrig hänt.

- Och vad händer med planeten i det här fallet?

Inget händer med själva planeten. Om det rör sig bort från solen på grund av detta, vilket händer oftare, får det mindre energi, och som ett resultat börjar klimatförändringar på det (om det alls var något klimat på det). Men om det inte fanns något klimat, som på kvicksilver, kommer planeten helt enkelt att flyga iväg och dess yta svalnar sig gradvis.

- Om vår galax kolliderar med en annan, kommer det att förändra något för oss?

Det mycket korta svaret är nej.

Det händer väldigt långsamt och sorgligt. Med tiden kommer vi till exempel att gå samman med Andromedanebulosan. Låt oss spola fram några miljarder år. Andromeda är redan närmare och börjar hålla fast vid vår galax vid kanten. En person kommer att födas tyst, avläst i skolan, gå på universitetet, undervisa där, dö - och ingenting kommer att förändras mycket under denna tid.

Stjärnor är mycket sällan utspridda, så de kolliderar inte när galaxer smälter samman. Det är som att gå i öknen, där spridda buskar är utspridda. Om vi ​​slår ihop dem med en annan öken kommer det att finnas dubbelt så många stuntade buskar. Även om detta inte kommer att rädda dig från något kommer öknen inte att förvandlas till en underbar trädgård.

I denna bemärkelse kommer stjärnhimmelens mönster att förändras något under lång tid. Det ändras ändå, för stjärnorna rör sig relativt varandra. Men om vi går ihop med Andromedanebulosan kommer det att finnas dubbelt så många av dem.

Så det händer ingenting vid en kollision av galaxer ur människor som bor på någon planet. Vi kan jämföras med forma eller en bakterie som lever i bagageutrymmet i en bil. Du kan sälja den här bilen, den kan bli stulen från dig, du kan byta motor. Men för denna mögel förändras ingenting i bagageutrymmet. Du måste komma rätt till det med en sprayflaska, och först då kommer något att hända.

- Big Bang hände för miljarder år sedan. Hur lärde sig forskare att se in i det förflutna och ta reda på hur allt var där?

Utrymmet är ganska transparent, så vi kan bara se långt borta. Vi observerar galaxer från nästan den första generationen. Och nu byggs teleskop som borde se den allra första generationen. Universum är tillräckligt tomt och av 13,7 miljarder år av utveckling finns 11-12 miljarder år redan tillgängliga för oss.

Detta är ytterligare ett tillägg till frågan varför studie kemisk sammansättning av stjärnor. Sedan, för att veta vad som hände i den första minuten efter Big Bang.

Vi har ganska enkla data - upp till de första tiotals sekunderna av existensen av universums liv. Vi beskriver inte längre 90% eller 99 och många nio efter decimaltecken. Och det återstår för oss att extrapolera tillbaka.

Det fanns också många viktiga processer som ägde rum i det mycket tidiga universum. Och vi kan mäta deras resultat. Till exempel bildades de första kemiska elementen och vi kan mäta överflödet av kemiska element idag.

- Var är rymdens gräns?

Svaret är väldigt enkelt: vi vet inte. Du kan gå in i detaljer och fråga vad du menar med detta, men svaret kommer fortfarande att vara detsamma. Vårt universum är verkligen större än den del som är tillgänglig för oss för observation.

Du kan föreställa dig det som en oändlig eller sluten grenrör, men dumma frågor uppstår: vad finns utanför detta grenrör? Detta händer ofta i avsaknad av observation och experiment: aktivitetsområdet blir helt spekulativdärför är det mycket svårare att verifiera hypoteser här.

Om svarta hål

- Vad är de svarta hålen och varför visas de i alla galaxer?

Inom astrofysik känner vi till två huvudtyper av svarta hål: supermassiva svarta hål i centrum av galaxer och svarta hål i stjärnmassor. Det är stor skillnad mellan dem.

Svarta hål av stjärnmassor uppstår i de sena stadierna av stjärnutvecklingen, när deras kärnor, efter att ha förbrukat kärnbränslet, kollapsar. Denna kollaps stoppas inte av någonting, och ett svart hål med en massa lika med 3, 4, 5 eller 25 gånger solens massa bildas. Det finns många sådana svarta hål - det borde finnas cirka 100 miljoner av dem i vår Galaxy.

Och i stora galaxer i mitten observerar vi supermassiva svarta hål. Deras massa kan vara väldigt annorlunda. I ljusare galaxer kan massan av svarta hål ha tusentals solmassor och i större tiotals miljarder. Det vill säga, ett svart hål väger som en liten galax, men ligger samtidigt i mitten av mycket stora galaxer.

Dessa svarta hål har en något annan ursprungshistoria. Det finns flera sätt hur du först kan skapa ett svart hål, som sedan faller in i galaxens centrum och börjar växa. Det växer helt enkelt genom att absorbera ämnet.

Plus att svarta hål kan smälta samman med varandra. Så i mitten av Galaxy har vi svart hål och det finns ett svart hål i Andromedas centrum. Galaxerna kommer att smälta samman - och efter miljoner eller miljarder år kommer även svarta hål att smälta samman.

- Har svarta hål någon funktion, eller är de bara en biprodukt?

Begreppet modern naturvetenskap är inte inneboende i teleologi En doktrin som tror att allt i naturen ordnas på ett ändamålsenligt sätt och att ett förutbestämt mål realiseras i varje utveckling. . Ingenting existerar bara för att det har någon funktion.

Som en sista utväg kan du fortfarande prata om symbiotiska levande system. Det finns till exempel fåglar som borstar krokodilernas tänder. Om alla krokodiler dör ut kommer dessa fåglar också att dö ut. Eller utvecklas till något helt annat.

Men i den livlösa naturens värld finns allt eftersom det existerar. Allt är, om du vill, en biprodukt av en slumpmässig process. I den meningen har svarta hål ingen funktion. Eller så vet vi inte om henne alls. Detta är teoretiskt möjligt, men det finns en känsla av att om alla svarta hål tas bort från hela universum, kommer inget att förändras.

Om andra civilisationer och flyg till Mars

- Efter Big Bang föddes ett stort antal andra planeter och galaxer. Det visar sig att det finns en möjlighet att livet också har sitt ursprung någonstans. Om den finns, hur långt kunde den ha utvecklats fram till i dag?

Å ena sidan kommer vi att prata om Drakes formel, å andra sidan om Fermi-paradoxen Fermi-paradoxen är frånvaron av synliga spår av främmande civilisationers verksamhet, som borde ha bosatt sig i hela universum under miljarder år av dess utveckling. .

Drakes formel visar förekomsten av numret utomjordiska civilisationer i galaxen som vi har en chans att komma i kontakt med. Vi tar vår Galaxy: koefficienterna och faktorerna i Drakes formel kan delas in i tre huvudgrupper.

Den första gruppen är astronomisk. Hur många stjärnor i galaxen liknar solen, hur många planeter i genomsnitt dessa stjärnor har, hur många planeter som liknar jorden. Och vi vet redan mer eller mindre dessa siffror.

Vi vet till exempel hur många stjärnor som liknar solen - det finns många, väldigt många. Eller hur ofta det finns markbundna planeter - mycket ofta. Det här är okej.

Den andra gruppen är biologisk. Vi har en planet som har samma kemiska sammansättning som jorden och ungefär samma avstånd från en stjärna som ser ut som solen. Vad är sannolikheten för att livet kommer att visas där? Här vet vi ingenting: varken ur teorins synvinkel eller ur observationssynpunkt. Men vi hoppas kunna lära oss mycket bokstavligen inom de närmaste 10 åren, att vara en stor optimist och 20-30 år om vi är mer försiktiga.

Under den här tiden kommer vi att lära oss hur man analyserar sammansättningen av atmosfären på planeter som liknar jorden och andra stjärnor. Följaktligen kommer vi att kunna upptäcka ämnen som vi kan associera med livets existens.

Grovt sett är markliv baserat på vatten och kol. Det är nästan säkert den vanligaste livsformen. Men i små detaljer kan det skilja sig åt. Om utomjordingar kommer fram - inte det faktum att vi kan äta varandra. Men troligen dricker de vatten och följaktligen är deras livsform kol. Vi vet dock inte säkert och hoppas få reda på det snart.

Min åsikt, som nästan inte bygger på någonting, är att det troligtvis biologiska livet förekommer ofta.

- Men varför ser vi inte detta andra liv?

Vi vänder oss nu till den tredje delen av Drakes formel. Hur ofta blir detta liv intelligent och tekniskt. Och hur länge detta tekniska liv lever. Vi vet ingenting om detta alls.

Förmodligen kommer många biologer att berätta för dig att om biologiskt liv uppstod, så finns förnuftet nära, för det finns tillräckligt med tid för evolution. Inte ett faktum, men du kan tro det.

Och när Drake kom med sin formel blev människor mycket förvånade. När allt kommer omkring verkar det som om det inte finns något ovanligt i vårt liv, vilket innebär att det borde finnas mycket liv i universum. Vår sol är bara 4,5 miljarder år gammal och galaxen är 11-12 miljarder år gammal. Så det finns stjärnor som är mycket äldre än oss.

Det måste finnas många planeter i galaxen som är tusen, tio, hundra, miljoner, miljarder och fem miljarder år äldre än oss. Det verkar som om hela himlen borde vara i flygande tefat, men det finns inget som detta - detta kallas Fermi-paradoxet. Och det här är fantastiskt.

För att förklara frånvaron av ett annat liv är det nödvändigt att kraftigt minska någon koefficient i Drakes formel, men vi vet inte vilken.

Och sedan beror allt på din optimism. Den mest pessimistiska varianten är en teknisk civilisations livstid. Pessimister tror att sådana civilisationer av någon anledning inte lever länge. För 40 år sedan trodde vi snarare att ett globalt krig ägde rum. Lite senare började de luta sig mot en global miljökatastrof.

- Det vill säga att människor helt enkelt inte har tid att flyga till andra planeter eller utvecklas tillräckligt för att göra detta?

Detta är ett pessimistiskt alternativ. Inte för att säga att jag tror på honom, men jag har ingen prioriterad version. Kanske sinnet uppstår sällan trots allt. Eller livet uppträder i form av bakterier, men utvecklas inte ens tio miljarder år innan varelser dyker upp som kan erövra yttre rymden.

Tänk dig att det finns många intelligenta bläckfiskar eller delfiner, men de har inte handtag och de kommer naturligtvis inte att göra några kraftfulla radar. Kanske behöver det intelligenta livet inte leda till uppfinningen av rymdskepp eller till och med tv.

- Hur tycker du om tanken på att kolonisera Mars? Och finns det en hypotetisk fördel med detta?

Jag vet inte varför det är nödvändigt att kolonisera Mars, och därför är jag mer negativ. Naturligtvis är vi intresserade av att utforska denna planet, men det tar verkligen inte många människor. Troligtvis behövs de inte alls för detta, eftersom Mars kan utforskas med en mängd olika instrument. Att använda gigantiska humanoidrobotar är enklare och billigare.

Det finns dock ett argument för utforskningen av Mars - fruktansvärt indirekt, men som jag inte har något särskilt att invända mot. Grovt sett låter det så här: mänskligheten i utvecklade länder har blivit så trött att det krävs en mega-idé för att skaka upp den och upphetsa den. Och skapandet av en tillräckligt stor bosättning på Mars kan bli en drivkraft för vetenskaplig och teknisk utveckling. Och utan detta kommer människor att fortsätta byta smartphone, installera nya. leksaker på sina telefoner och vänta på lanseringen av en ny digitalbox till TV: n.

- Det vill säga, flygningen av människor till Mars är ungefär densamma som flygningen till månen 1969?

Självklart. Flyget till månen var det amerikanska svaret på sovjetiska framgångar. Han skakade verkligen upp detta vetenskapliga område och gav en mycket stor drivkraft för utvecklingen. Men efter att ha slutfört uppgiften blev allt till intet. Kanske kommer Mars att ha ungefär samma historia.

Om myter

- Vilka myter kring astrofysik irriterar dig mest?

Jag irriteras inte av några myter kring astrofysik: Jag har en buddhistisk inställning. Till att börja med förstår du att det finns ett stort antal idioter bland människor som gör dumma saker och tror på nonsens. Och allt du behöver göra är att förbjuda dem på dina sociala nätverk.

Men det finns också mer allvarliga områden. Till exempel myter i socio-politiska frågor eller inom medicin - och de kan vara mer irriterande.

Som jag minns nu den 17 mars, den sista dagen då universitetet arbetade. Jag tänkte snabbt gå till terapeuten på kliniken, fråga om lite nonsens. Jag sitter på ett kontor och sedan tar en sjuksköterska en person till läkaren med orden: "En ung man har kommit till dig här, han har en temperatur på 39 ° C."

I början av epidemin är en person student vid Moskva State University. Och han med sådana temperatur gick upp och gick till kliniken. Och sjuksköterskan, istället för att packa honom i en plastpåse, tog honom genom linjen till terapeuten.

Och det oroar mig. Men det faktum att människor tror att jorden är platt och att amerikanerna inte har varit på månen oroar mig sekundärt.

- Kan du som astrofysiker förklara varför astrologi inte fungerar?

När astrologi uppträdde för tusen år sedan var det en laglig och rimlig hypotes. Människor såg mönster i omvärlden och försökte förstå dem. Denna önskan var så stark att de började tänka ut - det är bara att vår hjärna är så ordnad att vi beställer världen runt.

Men tiden gick, normal vetenskap och ett sådant koncept som verifiering, verifiering uppträdde. Någonstans på 1700-talet började människor faktiskt försöka testa hypoteser. Och dessa kontroller blev mer och mer.

Så i boken “Pseudovetenskap och det paranormalaJonathan Smith har så många länkar till riktiga kontroller. Det är mycket viktigt att de i början var ockuperade av människor som ville bevisa riktigheten i något koncept, och inte nödvändigtvis astrologi. De experimenterade och bearbetade data ärligt. Och resultaten visade att astrologi inte fungerade.

Ur astrofysikens synpunkt förklaras detta också helt enkelt: planeterna är lätta, avlägsna och påverkar i sig inte särskilt jorden. Undantaget är gravitationellt inflytande, men det är mycket svagt.

När allt kommer omkring lanserar vi lugnt jordens satelliter utan att ta hänsyn till Jupiters inflytande. Ja, solen och månen påverkar dem, men Jupiter gör det inte. Liksom alla kvicksilver eller Saturnus: en är väldigt lätt och den andra är väldigt långt borta.

Så för det första finns det inget tänkbart inflytande, och för det andra utfördes kontroller med önskan att hitta svar många gånger. Men folk hittade ingenting.

Livshacking från Sergey Popov

Konstböcker

Det fanns en så underbar författare - Yuri Dombrovsky, som har en bok "Fakultet för onödiga saker». Hon beskriver mycket viktiga frågor för vårt samhälle: hur samhället fungerar, vad som kan hända i det och vilka dåliga saker som bör undvikas.

Jag älskar också väldigt mycket "Maskrosvin"Ray Bradbury. Det finns också en underbar bok om att växa upp "Låt mig inte gå"Kazuo Ishiguro.

Populära vetenskapliga böcker

Jag rekommenderar boken “Förklarar religion»Pascal Boyer om arten av religiöst tänkande. Jag rekommenderar också “Det goda och onda biologin”, Där Robert Sapolski talar om hur vetenskapen förklarar våra handlingar. Det finns också en bok om hur universum fungerar - ”Varför är himlen mörk»Vladimir Reshetnikov. Och naturligtvis en av mina - "Alla världens formler». Det handlar om hur matematik förklarar naturlagarna.

Filmer

Jag tittar inte mycket på science fiction. Från det senare gillade jag filmen "Anon". Han tar de mest avancerade teknikerna, och helt klart inte fiktiva (en telefonbås som inte flyger i tid) och analyserar djupa saker.

musik

Jag lyssnar alltid mycket på musik. Det finns ingen lugn och fridfull arbetsplats, så jag tar på mig hörlurar och jobbar med det. Grenar är sådana: klassisk rock eller några andra varianter av rock, jazz. När jag gillar lite musik lägger jag omedelbart upp det på mina sociala nätverk.

Jag lyssnar på olika progressiva rockar. Förmodligen det bästa som har hänt ur min gamle mans synvinkel de senaste åren är matematisk rock, det vill säga matematisk rock. Det här är en mycket intressant stil som ligger nära mig. Det är inte så sorgligt som shoegazing, från vilket du kan bli deprimerad tills du hittar något värt. För att göra det tydligt vad jag gillar specifikt kommer jag att kalla gruppen Clever Girl och italienska Quintorigo.