"Celotno nebo bi moralo biti v letečih krožnikih, a nič takega ni": intervju z astrofizikom Sergejem Popovom

2024 Avtor: Malcolm Clapton | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 04:10

O drugih civilizacijah, letu na Mars, črnih luknjah in vesolju.

Sergej Popov - astrofizik, doktor fizikalnih in matematičnih znanosti, profesor Ruske akademije znanosti. Ukvarja se s popularizacijo znanosti, govori o astronomiji, fiziki in vsem, kar je povezano z vesoljem.

Lifehacker se je pogovarjal s Sergejem Popovim in ugotovil, kako znanstveniki raziskujejo, kaj se je dogajalo pred milijardami let. In ugotovil je tudi, ali imajo črne luknje kakšno funkcijo, kaj se zgodi med združitvijo galaksij in zakaj je letenje na Mars nesmiselna ideja.

O astrofiziki

Zakaj ste se odločili za študij astrofizike?

Ko se spomnim sebe pri 10-12 letih, razumem, da bi se tako ali drugače ukvarjal s temeljno znanostjo. Namesto tega je bilo vprašanje katerega. Ob branju poljudnoznanstvenih knjig sem ugotovil, da mi je astronomija bolj zanimiva. In takoj sem začel ugotavljati, ali je to mogoče kje narediti. Na srečo so bili astronomski krožki, kamor sem začel hoditi pri 13 letih.

Se pravi, pri 13 letih ste spoznali, da želite biti znanstvenik?

Ni bilo oblikovane želje. Če bi me potem ujeli in vprašali, kaj želim postati, bi težko odgovoril, da znanstvenik. Vendar, ko se spomnim svojega otroštva, mislim, da bi me lahko zapeljali le posebni dogodki.

Na primer, pred mojim hobijem za astronomijo je bilo obdobje, ko sem se ukvarjal z vzrejo akvarijskih rib. In jasno se spomnim, kaj sem takrat razmišljal: "Vstopil bom na oddelek za biologijo, študiral bom ribe in postal ihtiolog." Zato mislim, da bi vseeno izbral nekaj, kar je povezano z znanostjo.

Ali lahko na kratko in jasno razložite, kaj je astrofizika?

Po eni strani je astrofizika del astronomije. Po drugi strani pa je to del fizike. Fizika je prevedena kot "narava", oziroma dobesedno astrofizika - "znanost o naravi zvezd" in širše - "znanost o naravi nebesnih teles".

Z vidika fizike opisujemo dogajanje v vesolju, zato je astrofizika fizika, ki se uporablja za astronomske objekte.

Zakaj ga študirati?

Dobro vprašanje. Seveda ne morete dati kratkega odgovora, vendar je mogoče razlikovati tri razloge.

Prvič, kot kažejo naše izkušnje, bi bilo lepo preučiti vse. Navsezadnje imajo vse temeljne znanosti, če ne neposredno, a praktično uporabo: obstajajo odkritja, ki potem nenadoma pridejo prav. Kot da bi šli na lov, se potepali nekaj dni naokoli in ustrelili enega samega jelena. In to je super. Navsezadnje nihče ni pričakoval, kako bo na strelišču, ko jeleni nenehno skačejo in ostane le streljati nanje.

Drugi razlog je človeški um. Tako smo urejeni, da nas vse zanima. Nekateri del ljudi bo vedno postavljal vprašanja o tem, kako deluje svet. In danes temeljna znanost daje najboljše odgovore na ta vprašanja.

In tretjič, sodobna znanost je pomembna družbena praksa. Kar veliko ljudi sčasoma prejme zelo velike količine kompleksnega znanja in veščin. In prisotnost teh ljudi je zelo pomembna za razvoj družbe. Tako je v 90. letih pri nas krožil ljudski rek: dokončni zaton ni takrat, ko v državi ni ljudi, ki bi lahko napisali članek v Naravi, ampak ko ni tistih, ki bi ga znali prebrati.

Katera astrofizikalna odkritja se že uporabljajo v praksi?

Sodobni sistem za nadzor položaja temelji na kvazarjih. Če jih ne bi odkrili v petdesetih letih prejšnjega stoletja, bi zdaj imeli manj natančno navigacijo. Poleg tega nihče posebej ni iskal nečesa, kar bi lahko naredilo natančnejše - takšne ideje ni bilo. Znanstveniki so se ukvarjali s temeljno znanostjo in odkrili vse, kar je prišlo pod roko. Zlasti tako uporabna stvar.

Naslednjo generacijo navigacijskih sistemov za vesoljska plovila v sončnem sistemu bodo vodili pulsarji. Spet gre za temeljno odkritje iz šestdesetih let prejšnjega stoletja, ki je sprva veljalo za popolnoma neuporabno.

Nekateri algoritmi za obdelavo tomografije (MRI) izvirajo iz astrofizike. In prvi detektorji rentgenskih žarkov, ki so postali prototip rentgenskih naprav na letališčih, so bili razviti za reševanje astrofizičnih problemov.

In takih primerov je še veliko. Izbral sem le tiste, kjer so astrofizikalna odkritja našla neposredno praktično uporabo.

Zakaj preučevati kemično sestavo zvezd in planetov?

Kot sem rekel, najprej se sprašujem, iz česa so narejeni. Predstavljajte si: znanci so vas pripeljali v eksotično restavracijo. Naročil jed, ješ, okusen si. Postavlja se vprašanje: iz česa je narejen? In čeprav je v takšni ustanovi pogosto bolje, da ne veste, iz česa je jed narejena, pa vas vseeno zanima. Nekoga zanima o kotletu, astrofizike pa o zvezdi.

Drugič, vse je povezano z vsem. Zanima nas, kako na primer Zemlja deluje, ker nekateri najbolj realistični katastrofalni scenariji niso povezani s tem, da nam kaj pade na glavo ali pa se Soncu kaj zgodi. Povezani so z Zemljo.

Namesto tega bo nekje na Aljaski skočil vulkan in vsi bodo izumrli, razen ščurkov. In takšne stvari želim raziskati in napovedati. Za razumevanje te slike ni dovolj geoloških raziskav, saj je pomembno, kako je nastala Zemlja. In za to morate preučiti nastanek sončnega sistema in vedeti, kaj se je zgodilo pred 3,5 milijarde let.

Zjutraj po vadbi preberem nove znanstvene publikacije. V reviji Nature se je danes pojavil zelo zanimiv kup člankov, da so znanstveniki odkrili planet bližnje in zelo mlade zvezde. To je izjemno pomembno, ker je v bližini in ga je mogoče dobro raziskati.

Kako nastajajo planeti, kako je urejena fizika in tako naprej – vsega tega se naučimo z opazovanjem drugih sončnih sistemov. In, grobo rečeno, te študije pomagajo razumeti, kdaj bo kakšen vulkan skočil na naš planet.

Ali lahko naš planet zapusti svojo orbito? In kaj je treba za to narediti?

Seveda lahko. Potrebujete le zunanji gravitacijski vpliv. Je pa naš sončni sistem precej stabilen, saj je že star. Obstajajo negotovosti, vendar je malo verjetno, da bodo nekako vplivale na Zemljo.

Na primer, orbita Merkurja je rahlo podaljšana in močno čuti vpliv drugih teles. Ne moremo reči, da bo Merkur v naslednjih šestih milijardah let ostal v svoji orbiti ali pa ga bo skupen vpliv Venere, Zemlje in Jupitra vrgel ven.

In za druge planete je vse precej stabilno, a je zanemarljiva verjetnost, da bo na primer kaj priletelo v sončni sistem. Velikih predmetov je malo, a če priletijo, bodo premaknili planetarno orbito. Da bi ljudi pomiril, moram reči, da je to zelo malo verjetno. V času celotnega obstoja sončnega sistema se to še nikoli ni zgodilo.

In kaj se v tem primeru zgodi s planetom?

Samemu planetu se ne zgodi nič. Če se zaradi tega odmakne od Sonca, kar se dogaja pogosteje, prejme manj energije in posledično se na njem začnejo podnebne spremembe (če je na njem sploh bilo podnebje). Toda če ne bi bilo podnebja, kot na Merkurju, potem bo planet preprosto odletel, njegova površina pa se bo postopoma ohladila.

Če bo naša galaksija trčila v drugo, bo to za nas kaj spremenilo?

Zelo kratek odgovor je ne.

To se dogaja zelo počasi in žalostno. Na primer, sčasoma se bomo združili z Andromedino meglico. Pojdimo za nekaj milijard let naprej. Andromeda je že bližje in se začne oprijemati naše galaksije na robu. Človek se bo tiho rodil, neučen v šoli, šel na univerzo, poučeval na njej, umrl - in v tem času se ne bo nič kaj dosti spremenilo.

Zvezde so zelo redko razpršene, zato se galaksije, ko se združijo, ne trčijo. Kot bi hodil po puščavi, kjer je raztreseno grmovje. Če jih združimo z drugo puščavo, bo zakrnelih grmov dvakrat več. Čeprav vas to ne bo rešilo ničesar, se puščava ne bo spremenila v čudovit vrt.

V tem smislu se bo vzorec zvezdnega neba v daljšem času nekoliko spremenil. Vseeno se spremeni, ker se zvezde premikajo ena glede na drugo. Če pa se združimo z Andromedino meglico, jih bo dvakrat več.

Torej se pri trku galaksij z vidika ljudi, ki živijo na katerem koli planetu, ne zgodi nič. Primerjamo nas lahko s plesnijo ali bakterijami, ki živijo v prtljažniku avtomobila. Ta avto lahko prodaš, lahko ti ga ukradejo, lahko zamenjaš motor. A pri tej plesni se v prtljažniku nič ne spremeni. Do tega morate priti z razpršilcem in šele potem se bo nekaj zgodilo.

Veliki pok se je zgodil pred milijardami let. Kako so se znanstveniki naučili pogledati v preteklost in ugotoviti, kako je vse tam?

Prostor je precej pregleden, tako da vidimo le daleč. Opazujemo galaksije skoraj prve generacije. In zdaj se gradijo teleskopi, ki bi morali videti tisto prvo generacijo. Vesolje je dovolj prazno in od 13,7 milijarde let evolucije nam je na voljo že 11-12 milijard let.

To je še en dodatek k vprašanju, zakaj preučevati kemično sestavo zvezd. Potem pa vedeti, kaj se je zgodilo v prvi minuti po velikem poku.

Imamo dokaj preproste podatke - do prvih deset sekund obstoja življenja vesolja. Ne opisujemo 90 % ali 99, ampak 99 % in veliko devetic za decimalno vejico. In ostane nam, da ekstrapoliramo nazaj.

V zelo zgodnjem vesolju je bilo tudi veliko pomembnih procesov. In lahko merimo njihove rezultate. Takrat so na primer nastali prvi kemični elementi in danes lahko merimo številčnost kemičnih elementov.

Kje je meja vesolja?

Odgovor je zelo preprost: ne vemo. Lahko se poglobite v podrobnosti in vprašate, kaj mislite s tem, vendar bo odgovor še vedno enak. Naše Vesolje je zagotovo večje od tistega dela, ki nam je na voljo za opazovanje.

Lahko si ga predstavljate kot neskončno ali zaprto mnogoterje, vendar se porajajo neumna vprašanja: kaj je zunaj tega mnogoterja? To se pogosto zgodi brez opazovanja in eksperimentiranja: področje dejavnosti postane povsem špekulativno, zato je tukaj veliko težje preveriti hipoteze.

O črnih luknjah

Kaj so črne luknje in zakaj se pojavljajo v vseh galaksijah?

V astrofiziki poznamo dve glavni vrsti črnih lukenj: supermasivne črne luknje v središčih galaksij in črne luknje zvezdnih mas. Med obema je velika razlika.

Črne luknje zvezdnih mas nastanejo v poznih fazah evolucije zvezd, ko se njihova jedra, ki so izčrpali jedrsko gorivo, zrušijo. Tega kolapsa ne ustavi nič in nastane črna luknja z maso 3, 4, 5 ali 25-kratno maso Sonca. Takšnih črnih lukenj je veliko – v naši galaksiji bi jih moralo biti okoli 100 milijonov.

In v velikih galaksijah v središču opazujemo supermasivne črne luknje. Njihova masa je lahko zelo različna. V lažjih galaksijah ima lahko masa črnih lukenj na tisoče sončnih mas, v večjih galaksijah pa desetine milijard. To pomeni, da črna luknja tehta kot majhna galaksija, a se hkrati nahaja v središču zelo velikih galaksij.

Te črne luknje imajo nekoliko drugačno zgodovino izvora. Obstaja več načinov, kako lahko najprej ustvarite črno luknjo, ki nato pade v središče galaksije in začne rasti. Raste preprosto tako, da absorbira snov.

Poleg tega se lahko črne luknje združijo med seboj. Torej imamo črno luknjo v središču galaksije in črno luknjo v središču Andromede. Galaksije se bodo združile – in po milijonih ali milijardah let se bodo združile tudi črne luknje.

Ali imajo črne luknje kakšno funkcijo ali so le stranski produkt?

Koncept sodobnega naravoslovja ni neločljiv v teleologiji. Doktrina verjame, da je vse v naravi urejeno smotrno in da se v vsakem razvoju uresničuje vnaprej določen cilj. … Nič ne obstaja samo zato, ker ima neko funkcijo.

V skrajnem primeru lahko še vedno govorite o simbiotskih živih sistemih. Na primer, obstajajo ptice, ki krokodilom umivajo zobe. Če bodo izumrli vsi krokodili, bodo izumrle tudi te ptice. Ali pa se razvijejo v nekaj povsem drugega.

Toda v svetu nežive narave vse obstaja, ker obstaja. Vse je, če hočete, stranski produkt naključnega procesa. V tem smislu črne luknje nimajo nobene funkcije. Ali pa sploh ne vemo zanjo. To je teoretično možno, vendar obstaja občutek, da če odstranimo vse črne luknje iz celotnega vesolja, se ne bo nič spremenilo.

O drugih civilizacijah in poletih na Mars

Po velikem poku se je rodilo veliko število drugih planetov in galaksij. Izkazalo se je, da obstaja možnost, da je nekje tudi nastalo življenje. Če obstaja, kako daleč bi se lahko razvil do danes?

Po eni strani bomo govorili o Drakeovi formuli, po drugi pa o Fermijevem paradoksu.. …

Drakeova formula prikazuje razširjenost števila nezemeljskih civilizacij v Galaksiji, s katerimi imamo možnost priti v stik. Vzemite našo Galaksijo: koeficiente in faktorje v Drakeovi formuli lahko razdelimo v tri glavne skupine.

Prva skupina je astronomska. Koliko zvezd v Galaksiji je podobnih Soncu, koliko planetov imajo te zvezde v povprečju, koliko planetov podobnih Zemlji. In te številke že bolj ali manj poznamo.

Na primer, vemo, koliko zvezd je podobnih Soncu – veliko jih je, zelo veliko. Ali kako pogosto obstajajo zemeljski planeti - zelo pogosto. To je v redu.

Druga skupina je biološka. Imamo planet približno enake kemične sestave kot Zemlja in približno enako oddaljeno od zvezde, ki je videti kot Sonce. Kakšna je verjetnost, da se bo tam pojavilo življenje? Tukaj ne vemo ničesar: niti z vidika teorije niti z vidika opazovanj. Upamo pa, da se bomo v naslednjih 10 letih dobesedno veliko naučili, da bomo velik optimist in 20-30 let, če bomo bolj previdni.

V tem času se bomo naučili analizirati sestavo atmosfer planetov, podobnih Zemlji in drugim zvezdam. V skladu s tem bomo lahko zaznali snovi, ki jih lahko povežemo z obstojem življenja.

Grobo rečeno, kopensko življenje temelji na vodi in ogljiku. Skoraj zagotovo je najpogostejša oblika življenja. Toda v majhnih podrobnostih se lahko razlikuje. Če pridejo nezemljani, ni dejstvo, da lahko jemo drug drugega. Toda najverjetneje pijejo vodo in zato je njihova oblika življenja ogljik. Vendar ne vemo zagotovo in upamo, da bomo kmalu izvedeli.

Moje mnenje, ki skoraj ne temelji na ničemer, je, da se biološko življenje najverjetneje pojavlja pogosto.

Toda zakaj potem ne vidimo tega drugega življenja?

Zdaj se obrnemo na tretji del Drakeove formule. Kako pogosto to življenje postane inteligentno in tehnološko. In kako dolgo živi to tehnološko življenje. O tem sploh ne vemo nič.

Verjetno vam bodo mnogi biologi rekli, da če je nastalo biološko življenje, je razum na dosegu roke, saj je časa za evolucijo dovolj. Ni dejstvo, vendar lahko verjamete.

In ko je Drake pripravil svojo formulo, so bili ljudje precej presenečeni. Navsezadnje se zdi, da v našem življenju ni nič nenavadnega, kar pomeni, da bi moralo biti v vesolju veliko življenja. Naše Sonce je staro le 4,5 milijarde let, Galaksija pa 11-12 milijard let. To pomeni, da obstajajo zvezde, ki so veliko starejše od nas.

V Galaksiji mora biti veliko planetov, ki so tisoč, deset, sto, milijon, milijard in pet milijard let starejši od nas. Zdi se, da bi moralo biti celotno nebo v letečih krožnikih, a nič takega ni - to se imenuje Fermijev paradoks. In to je neverjetno.

Da bi razložili odsotnost drugega življenja, je treba močno zmanjšati nek koeficient v Drakeovi formuli, ne vemo pa katerega.

In potem je vse odvisno od vašega optimizma. Najbolj pesimistična varianta je življenjska doba tehnične civilizacije. Pesimisti verjamejo, da takšne civilizacije iz nekega razloga ne živijo dolgo. Pred 40 leti smo prej mislili, da se dogaja globalna vojna. Malo kasneje so se začeli nagibati k svetovni okoljski katastrofi.

Se pravi, ljudje preprosto nimajo časa za letenje na druge planete ali se dovolj razviti, da bi to naredili?

To je pesimistična možnost. Da ne rečem, da verjamem vanj, ampak nimam nobene prednostne različice. Morda se um navsezadnje le redko pojavi. Ali pa se življenje pojavi v obliki bakterij, vendar se ne razvije niti 10 milijard let pred pojavom bitij, ki so sposobna osvojiti vesolje.

Predstavljajte si, da obstaja veliko inteligentnih hobotnic ali delfinov, ki pa nimajo ročajev in očitno ne bodo naredili močnih radarjev. Morda sploh ni nujno, da bi inteligentno življenje pripeljalo do izuma zvezdnih ladij ali celo televizije.

Kako se vam zdi ideja o kolonizaciji Marsa? In ali je od tega hipotetična korist?

Ne vem, zakaj je treba kolonizirati Mars, zato sem bolj negativen. Seveda nas zanima raziskovanje tega planeta, a zagotovo ne vzame veliko ljudi. Najverjetneje za to sploh niso potrebni, saj lahko Mars raziskujete z različnimi instrumenti. Lažje in ceneje je uporabljati velikanske humanoidne robote.

Je pa argument v prid raziskovanju Marsa – strašno posreden, ki pa mu res nimam kaj ugovarjati. Grobo rečeno, zveni takole: človeštvo v razvitih državah je tako sito, da je potrebna megaideja, da bi jo pretresli in navdušili. In ustvarjanje precej velikega naselja na Marsu lahko postane gonilna sila znanstvenega in tehnološkega razvoja. In brez tega bodo ljudje še naprej menjavali pametne telefone, dajali nove igrače na svoje telefone in čakali na izdajo novega set-top boxa na televizorju.

Se pravi, da je let ljudi na Mars približno enak letu na Luno leta 1969?

Seveda. Polet na Luno je bil ameriški odgovor na sovjetske uspehe. Vsekakor je pretresel to področje znanosti in dal zelo velik zagon razvoju. Toda po opravljeni nalogi je vse padlo v nič. Morda bo Mars imel približno enako zgodbo.

O mitih

Kateri miti o astrofiziki vas najbolj jezijo?

Ne jezijo me nobeni miti o astrofiziki: imam budistični pristop. Za začetek razumete, da je med ljudmi ogromno idiotov, ki delajo neumnosti in verjamejo v neumnosti. In vse, kar morate storiti, je, da jih prepovete na svojih družbenih omrežjih.

Obstajajo pa tudi resnejša področja. Na primer miti v družbenopolitičnih zadevah ali v medicini – in so lahko bolj nadležni.

Kot se zdaj spomnim, 17. marca, zadnji dan, ko je univerza delovala. Mislil sem, da bi hitro šel k terapevtu v polikliniko, vprašal o kakšni neumnosti. Sedim v ordinaciji, nato pa medicinska sestra pripelje osebo k zdravniku z besedami: "K vam je prišel mladenič, ima temperaturo 39 ° C."

Začetek epidemije je oseba študent Moskovske državne univerze. In vstal je s takšno temperaturo in odšel na kliniko. In sestra ga je, namesto da bi ga spakirala v plastično vrečko, peljala skozi vrsto do terapevta.

In to me skrbi. A to, da ljudje mislijo, da je Zemlja ravna in Američani niso bili na Luni, me skrbi drugič.

Ali lahko kot astrofizik razložite, zakaj astrologija ne deluje?

Ko se je astrologija pojavila pred tisoč leti, je bila to povsem zakonita in razumna hipoteza. Ljudje so videli vzorce v svetu okoli sebe in jih poskušali razumeti. Ta želja je bila tako močna, da so začeli premišljevati - samo, da so naši možgani tako urejeni, da urejamo svet okoli sebe.

Toda čas je minil, pojavila se je normalna znanost in koncept, kot je preverjanje, preverjanje. Nekje v 18. stoletju so ljudje začeli dejansko poskušati preverjati hipoteze. In teh pregledov je bilo vedno več.

Torej, v knjigi "Psevdoscience and the Paranormal" Jonathana Smitha je veliko sklicevanj na resnične preglede. Zelo pomembno je, da so jih na začetku zasedli ljudje, ki so želeli dokazati pravilnost nekega pojma, ne pa nujno astrologije. Izvajali so eksperimente in pošteno obdelali podatke. In rezultati so pokazali, da astrologija ne deluje.

Z vidika astrofizike je to tudi razloženo precej preprosto: planeti so lahki, oddaljeni in sami po sebi ne vplivajo posebej na Zemljo. Izjema je gravitacijski vpliv, vendar je zelo šibek.

Navsezadnje mirno izstrelimo satelite blizu Zemlje, ne da bi upoštevali vpliv Jupitra. Da, Sonce in Luna vplivata nanje, Jupiter pa ne. Kot vsak Merkur ali Saturn: eden je zelo lahek, drugi pa zelo daleč.

Torej, prvič, ni nobenega možnega agenta vpliva, in drugič, preverjanja z željo po iskanju odgovora so bila večkrat izvedena. Toda ljudje niso našli ničesar.

Life hacking Sergeja Popova

Umetniške knjige

Bil je tako čudovit pisatelj - Jurij Dombrovsky, ki ima knjigo "Fakulteta nepotrebnih stvari". Opisuje zelo pomembna vprašanja za našo družbo: kako deluje družba, kaj se v njej lahko zgodi in čemu slabemu se je treba izogibati.

Prav tako mi je zelo všeč "Regratovo vino" Raya Bradburyja. Obstaja tudi čudovita knjiga o odraščanju "Ne izpusti me" Kazua Ishiguroja.

Poljubne znanstvene knjige

Priporočam knjigo Pascala Boyerja »Razlaganje religije« o naravi verskega mišljenja. Priporočam tudi Biologijo dobrega in zla, v kateri Robert Sapolsky razlaga, kako znanost razlaga naša dejanja. Obstaja tudi knjiga o tem, kako deluje vesolje - "Zakaj je nebo temno" Vladimirja Rešetnikova. In seveda ena moja - "Vse formule sveta." Gre za to, kako matematika razlaga zakone narave.

filmi

Ne gledam veliko znanstvene fantastike. Od slednjih mi je bil všeč film "Anon". Jemlje najnaprednejše tehnologije in očitno ni izumil (telefonska govorilnica, ki ne leti pravočasno) in analizira globoke stvari.

Glasba

Vedno veliko poslušam glasbo. Ni tihega in mirnega prostora za delo, zato si nadenem slušalke in delam z njimi. Veje so naslednje: klasični rock ali kakšne druge različice rocka, jazz. Ko mi je kakšna glasba všeč, jo takoj objavim na svojih družbenih omrežjih.

Poslušam različne vrste progresivni rock. Verjetno najboljša stvar, ki se je z vidika mojega starega zgodila v zadnjih letih, je Math rock, torej matematični rock. To je zelo zanimiv slog, ki mi je blizu. Ni tako žalostno kot shoegazing, od katerega lahko postaneš depresiven, dokler ne najdeš nekaj vrednega. Da bo jasno, kaj mi je konkretno všeč, bom poimenoval skupino Clever Girl in Italijan Quintorigo.