«Взгляните на звёзды». Что мы знаем о космосе и астрономах?

Встреча с учёным прошла в рамках совместного проекта СТИ НИТУ «МИСиС», корпоративной программы Металлоинвеста «ВМЕСТЕ! С образованием» и Центра культурных и просветительских проектов «Где наше место в науке?»

Стоит ли винить звёзды, если с утра вы опрокинули на себя стакан с кофе, опоздали на работу – и в итоге день не задался? Могут ли планеты повлиять на судьбу и характер человека – или люди придумали гороскопы для оправдания своих поступков? А современные фильмы про космос – просто сказки или фантастика, основанная на научных гипотезах? Это – только часть вопросов, которыми старооскольцы закидали астронома Кавказской горной обсерватории, сотрудника государственного астрономического института Всеволода Ландера.

Что общего у астрологии и астрономии?

Давным-давно астрономы действительно пытались связать небесные тела с обычной жизнью. Но потом поняли, что этот метод не работает – и продолжили изучать Космос. А те, кто верил в наличие связи между небесными телами и земными судьбами, ушли в астрологию.

Астрологи изучают небесные тела и в зависимости от их расположения стремятся объяснить земные события и поведение людей, а также заглянуть в будущее. Сейчас астрономов и астрологов ничего не связывает, кроме корня «астра» – то есть звезда.

Наблюдение за небом и звёздами – романтичная профессия?

Конечно, астрономы любуются небом и изучают космос. Но романтики в их работе не так много. В наше время почти невозможно увидеть профессионального астронома, прильнувшего глазом к окуляру телескопа. Глаз заменил фотоаппарат, и учёным приходится работать с картинками, причём чёрно-белыми. Значительную часть ночи астрономы проводят за компьютером: следят за всевозможными параметрами, погодой и показаниями приборов, а потом обрабатывают полученные данные с помощью компьютера.

Кстати, в среде астрономов совсем нет конкуренции и гонки открытий. Наоборот, часто они работают командой, даже если живут в разных странах. Причина – в огромном количестве информации, которую сейчас получают астрономы. Чтобы её переработать нужна не конкуренция, а кооперация. Поэтому в мире растёт число проектов с открытыми данными.

Как астрономы ставят опыты?

В отличии от других наук, в астрономии невозможно провести эксперимент. Всё потому, что учёным приходится работать с экстремальными энергиями, временами и расстояниями. Поэтому астрономию даже можно назвать статистической наукой. Главные качества, которыми должен обладать астроном – усидчивость и терпение, а также способность представлять огромные числа. Для простого человека миллиард и триллион – это «очень много», а вот астрономы чувствуют эту разницу.

Не имея возможности ставить опыты, астрономы используют компьютерную симуляцию: придумывают некую модель и соотносят её с наблюдениями. Например, запускают симуляцию эволюции галактики и смотрят, какие условия нужны, чтобы галактика сформировалась так, какой мы ее видим.

Пробелов здесь много. Например, до сих пор загадкой остаётся тёмная материя: учёные знают, что в космосе ее как минимум в пять раз больше обычного вещества — материи барионной. Но что она из себя представляет и почему мы её не видим? Ответов на эти вопросы пока нет.

Приносит ли астрономия конкретную пользу?

Астрономия – фундаментальная наука. А значит, она не нацелена на получение выгоды «здесь и сейчас». Но результаты исследований всё же находят применение в повседневной жизни. Возьмите ту же навигацию. Астрономия всегда служила морякам: раньше штурман находил путь по Солнцу с помощью секстанта, а теперь координаты ему показывает GPS. В основе глобальной системы позиционирования лежит использование спутников, а также астрономические измерения, точность которых за полвека выросла в десятки тысяч раз.

Простой пример: мы заказываем пиццу через приложение и получаем ответ, что её привезут через 15 минут. Во время ожидания мы можем отслеживать, где находится курьер, не застрял ли в пробке. И мало кто догадывается, какие расчёты необходимо провести, чтобы достичь такого онлайн-эффекта. А ведь время для нас и для спутников, которые летают вокруг Земли, время течёт по-разному. Это связано с тем, что мы находимся в разном гравитационном потенциале и двигаемся с разной скоростью относительно друг друга. Чтобы мы узнавали время доставки пиццы одним нажатием на смартфоне, астрономам пришлось рассчитать эффект замедления времени.

Существуют ли «братья по разуму»?

Изучая космос, учёные, конечно, ищут следы других цивилизаций и изучают все наиболее вероятные с их точки зрения места нахождения разума. Даже объект, случайно залетевший из вне в Солнечную систему в 2017 году, поначалу приняли за инопланетный корабль. Ему дали сложное название Омуамуа, и долгое время спорили, что он из себя представляет – обычный астероид или «привет» от пришельцев? По словам Всеволода Ландера, сенсации не случилось: данные показали, что это объект естественного происхождения и очень даже похож на те, которые есть в Солнечной системе.

Неужели Земля неповторима?

Уже сейчас астрономы знают около двух тысяч планет, которые похожи на Землю. С помощью современных космических аппаратов человечество в ближайшие десятилетия узнает, насколько эти планеты подобны нашей и есть ли на них биомаркеры, то есть вещества, свидетельствующие о жизнедеятельности: кислород, озон, вода, метан, углекислый газ. В этом деле учёные возлагают большие надежды на телескоп «Джеймс Уэбб», который через пару месяцев начнёт полноценную работу в космосе. Одна из его основных задач – подробное изучение экзопланет и поиски жизнь на них.

Есть ли смысл пересматривать «Интерстеллар»?

Тему космоса часто эксплуатирует киноиндустрия. В последние годы выходят фильмы, которые порой базируются на серьёзных гипотезах. У таких фильмов, как «Марсианин» и «Гравитация», как правило, есть научные консультанты. Например, научный консультант фильма «Интерстеллар» Кип Торн – физик-теоретик, профессор Калифорнийского технологического института, который в 2017 году получил Нобелевскую премию за открытие гравитационных волн. Благодаря его идеям многие сюжетные линии фильма выглядят весьма правдоподобно.

Но и художественный вымысел здесь велик. Взять, к примеру, момент про планеты, вращающиеся вокруг чёрной дыры. Они не могут быть обитаемы, потому что на них всё живое выжег бы ультрафиолет. Но авторы фильма решили проигнорировать научную правду, чтоб лишний раз взбудоражить воображение зрителя. А вот другие сюжетные повороты – скажем, кротовая нора, через которую проходят герои, или огромные приливы на планете – имеют научную подоплёку.

«Я не пропустил ни одной лекции проекта «Где наше место в науке?». Здесь доступно и увлекательно преподносят научные данные, всегда узнаю на них что-то новое. Темой астрономии интересуюсь с детства. Это одна из немногих наук, в которой постоянно происходят открытия. Увлечение передалось и ребёнку: купил ему телескоп – и теперь мы периодически любуемся звёздным небом», - говорит Виталий Скляр, доцент кафедры металлургии и металловедения СТИ НИТУ «МИСиС».

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО…

• Телескопы – не очки. Их задача – не увеличивать, а собирать свет, как это делает зрачок человеческого глаза.
• Самый большой телескоп строят в Чили. Диаметр зеркала составит 39 м. Амбициозный астрономический проект финансируют 15 стран.
• Чилийская пустыня Атакама – лучшее место на планете для астрономических наблюдений. Сухой воздух, низкая облачность, высота более 2000 метров над уровнем моря и удалённость от крупных источников освещения.
• Ежедневно астрономы получают миллионы терабайт данных.