«Наше одиночество во Вселенной — это научно наблюдаемый факт»: интервью с астрофизиком Сергеем Поповым

Сергей Попов, астрофизик и ведущий научный сотрудник института Штернберга, утверждает, что астрономия — это лицо современной науки. С этим трудно спорить, потому что сегодня и физика, и химия, и десяток других дисциплин работают на стыке астрономических исследований, которые не только расширяют наше знание о Вселенной и получают Нобелевские премии, но и становятся частью поп-культуры. После лекции ученого на Geek Picnic T&P узнали у него о том, как частный космос поможет науке, одиноки ли мы во вселенной и как надежду найти обитаемую планету можно сравнить с шансами обрести свою вторую половинку.

— Какое вообще место у астрофизики в контексте современной науки?

— С течением времени менялось основное содержание астрономии. Древний астроном — это человек, который изучал положение звезд или, например, следил за тем, когда происходят затмения. Поэтому и тысячу, и пятьсот лет назад астрономию можно было назвать астрометрией. Потом наступила эпоха после Кеплера и Ньютона, когда появилась небесная механика, и астрономия превратилась в точное изучение движения небесных тел. С конца XIX века астрофизика просто стала основной и доминирующей частью астрономии, сейчас это почти синонимы.

Астрономия более человечна, чем многие современные естественные науки, она чаще апеллирует к вопросам, которые одновременно очень глобальны и вроде бы достаточно понятны. С другой стороны, неслучайно во всех фильмах 60–70-х годов главными героями были, в основном, физики, а астрономы слыли такими странноватым учеными — почти как Радж с точки зрения Шелдона в «Теории Большого взрыва». Сейчас ситуация изменилась, и астрономия переживает очень счастливую стадию. Так будет до тех пор, пока будут совершенствоваться телескопы и другие чувствительные приборы. Со временем эта лафа закончится. Также как компьютерная мощность не может повышаться вечно и когда-то достигнет своего предела, на место астрономии придет что-то другое, потому что станет крайне тяжело каждые несколько лет вводить в строй более мощные приборы. Может быть, биология, психология, или еще что-то.

— Сегодня начинается эра частного космоса. Как развитие внегосударственных космических инициатив повлияет на астрономию? Станет ли космос дешевле и доступнее для ученых?

— Чуда не произойдет. В советское время ресторанов было мало, и чтобы туда попасть, нужно было дать взятку, сравнимую с месячной стипендией, а сейчас кафе на каждом углу — но коммунизм не наступил и бесплатными они не стали.

Сегодня отправка одного килограмма груза на орбиту стоит несколько тысяч долларов. Допустим цена упадет до тысячи, но вряд ли эффект будет сильнее. Космос всегда будет дорогим. И не надо тешить себя иллюзией, что наступит время, и мы все полетим на Марс. Никуда мы не полетим, потому что на Земле нет ресурсов отправить шесть миллиардов человек на другую планету. Биосфера не выдержит такой нагрузки. Если не сделать какой-то скачок и не отказаться от всех мыслимых сегодня способов перемещения, то сделать совсем дешево и совсем массово, просто не получится.

— Два главных прорыва в астрофизике последних десятилетий — это открытие ускоренно расширяющейся Вселенной и большого количества экзопланет. Когда вы наблюдаете за такой Вселенной, у вас не рождаются какие-либо религиозные чувства? Как вообще астрофизика соотносится с религией?

— Все люди разные — у кого-то рождаются, у кого-то нет. Статистика показывает, чтоученые в среднем менее религиозны, чем основная популяция людей. С другой стороны, мне кажется, что если в XIX веке научные открытия серьезно колебали религиозную культуру и догматику, что приводило к тому, что многие ученые были яростными атеистами, то сегодня мы пришли к ситуации, когда такого жесткого противостояния нет.

Меня поражает иногда, что вы можете найти замечательного врача, который верит в гороскопы, или инженера, который пользуется гомеопатией. То есть в своей узкой профессиональной области человек действует так, как надо, рационально, он очень хорошо знает, как устроен мир в его области, а когда его уводят в другую сторону, он начинает говорить: «Может быть, а я слышал, знакомым помогло…». С этой точки зрения ученые ничем не отличаются от простых людей. Конечно, вряд ли вы найдете астронома, верящего в гороскопы, но принимающего гомеопатию — пожалуйста. И можно объяснять им про двойной слепой метод клинических испытаний, но они покивают и пойдут дальше пить эту ерунду.

© Антон Акимов

— С этой точки зрения большое пространство для спекуляций оставляет наличие экзопланет. Какие сегодня главные направления исследований в этой области?

— Сейчас, на самом деле, на орбите нет специализированных аппаратов, предназначенных для исследования экзопланет. Кризис 2008 года сильно подкосил бюджеты. Но сегодня работают крупные наземные телескопы. С их помощью не только ищут крупные планеты, вроде горячих и не очень горячих Юпитеров, но что еще интереснее — измеряют химический состав атмосферы. Предстоит исследовать еще 20 000 кандидатов, и среди них могут обнаружиться очень интересные планеты.

— Что значит интересные?

— Вот есть пара планет, и они крутятся вокруг одной звезды. У них очень близкие орбиты и страшно разные свойства. Одна — ледяной гигант, другая — каменная маленькая планета. Теперь очень интересно объяснить, как это могло случиться. Сегодня строятся 30-метровые наземные телескопы. С их помощью можно будет получать спектры для менее заметных экзопланет, и это здорово продвинет исследования в данном направлении. На орбите все–таки появятся новые спутники для изучения экзопланет, и мы сможем обнаружить больше планет типа Земли в зонах обитания звезд типа Солнца. В принципе через одно поколение развития исследовательских инструментов мы ожидаем обнаружить планету типа Земли в зоне обитаемости — или по крайней мере, просто с атмосферой.

— Приближает ли нас наличие экзопланет как таковых к идее о том, что мы не одиноки во Вселенной?

— Это сложный вопрос. Представьте, что вы ищете любовь всей своей жизни, свою вторую половинку. И вот вы попадаете на большое мероприятие типа Geek Picnic, вы ходите по нему, видите, что тут много других половинок, но вы уже долго ходите, а идеальной нет. Внушает ли это вам оптимизм или пессимизм? Вы можете сказать: «Я уже столько искал, и ничего нет! Значит никогда не найти…».

Тот факт, что планеты очень распространены, но при этом наше небо не бороздят корабли пришельцев, говорит о том, что жизнь как таковая может и не уникальна, но разумная жизнь в виде технологических цивилизаций, видимо, вещь фантастически редкая. Очень важно понимать, что на том уровне чувствительности, который сейчас есть, наше одиночество во Вселенной — это научно наблюдаемый факт.

— А если сократить масштаб поисков до размеров солнечной системы, какие будут перспективы?

— Перспективы обнаружения жизни в Солнечной системе все время смещаются. Двести лет назад говорили про жителей Луны, потому что она близко. Затем в центре внимания оказался Марс, а потом долгое время номером один была Европа — спутник Юпитера. Мы знаем, что у нее есть ледяная корка, и предполагаем, что под этим льдом есть водяной океан. Но эта корка очень толстая и покрывает собой абсолютно все, поэтому есть ли там океан или нет — мы точно не знаем. Исследование Европы — задача довольно сложная. Для ее осуществления необходимо отправить на спутник буровую установку. Эта миссия — не из области научной фантастики и технологически осуществима, но будет очень дорогой.

Сейчас тело номер один в солнечной системе — Энцелад, спутник Сатурна. Там мы видим водяные гейзеры. Это совершенно потрясающее зрелище — край спутника, и оттуда бьют струи воды. Там не надо ничего бурить, туда надо прилететь со стаканом и взять эту воду. Удивительно даже, почему это не является жестким приоритетом космических агентств. Но, к сожалению, это факт — нет ни одной детально проработанной миссии ни у европейцев, ни у американцев, ни тем более у нас. Наверное, это сейчас лучшая мишень. К тому же, совсем недавно нашлось подтверждение того, что Энцелад обладает глобальным океаном, это резко повышает шансы на то, что там есть жизнь. Но думать о том, что в этом океане какие-то разумные дельфины плавают, я бы не стал. Вряд ли там есть высокоорганизованные, пусть и неразумные существа, поэтому мы говорим о жизни в самой простейшей форме, на уровне бактерий и сине-зеленых водорослей.

— Помимо экзопланет, большим полем исследований для астрофизики являются черные дыры. Немногие знают, что наличие черных дыр — это не научно доказанный факт. Вы говорите, что к 2016 году эта проблема будет решена?

— На самом деле, это преувеличение. Черная дыра, по определению такой хитрый объект, что прямо вот доказать-доказать что-то здесь будет очень тяжело. Пожалуй, даже невозможно для удаленного наблюдателя. Мы всегда находимся в ситуации, когда есть объект, природу которого мы не знаем достоверно и строим разные гипотезы.

Представим, что есть такое свойство — чернодырность, и мы все лучше и лучше изучаем его, находя аргументы в пользу каких-то гипотез. И вот, обнаружение гравитационных волн сливающихся черных дыр заведомо и на долгое время убьет все альтернативные теории и даст сильные, но не прямые подтверждения существования черных дыр.

С астрофизической точки зрения, это будет открытие, которое мы не можем потрогать руками. Но для хардкорных физиков, которым все надо потрогать, останется возможность для создания какой-нибудь теории с помощью какой-нибудь новой физики, где удастся объяснить наблюдения без черных дыр. Но сейчас серьезные специалисты не видят таких разумных путей, и поэтому никто серьезно не верит, что у этого действительно есть какие-то перспективы. Выглядит все очень убедительно — как подтверждение существования черных дыр.

— Вы специализируетесь на нейтронных звездах, почему именно они и что вы стремитесь в этом направлении достичь?

— В детстве я прочел книжку Павла Амнуэля «Небо в рентгеновских лучах». Тогда ог был астрофизиком, начинавшим писать фантастику, а сейчас известен в основном как писатель-фантаст. Эта книжка меня сильно заинтересовала и я понял, что нейтронные звезды — действительно очень интересный объект. Это, конечно, немножко отражает тенденции тех лет и какое-то психологическое нежелание заниматься мейнстримом. Мне никогда не хотелось заниматься тем, чем занимаются все вокруг, например, гамма-всплесками или космологией.

Потом, когда я уже поступил на астрономическое отделение, я очень правильно выбрал научного руководителя — Владимира Липунова, который тоже занимался нейтронными звездами и писал книжки. Де-факто, начав профессионально этим заниматься, я все больше убеждался, что это очень интересная и перспективная область. Это объекты с интересной физикой и интересной астрофизикой, что не всегда сочетается. То есть экзопланеты — они астрофизически очень интересны, непонятно, как они образовывались, но никакой новой физики там нет. В какой-нибудь космологии ранней Вселенной есть фантастически интересная новая физика, которую можно обсуждать, и нет никаких наблюдений. А нейтронные звезды — такая очень хорошая комбинация одного и другого.

Изучая гравитационные волны от столкновений двух черных дыр, ученые надеются доказать их существование.

«Кеплер» — астрономический спутник НАСА для поиска экзопланет. Открыл 132 планеты, но в начале мая этого года вышел из строя.

Последняя из найденных экзопланет Kepler 69c — самая маленькая планета в зоне обитаемости звезды солнечного типа с периодом обращения 242 дня.

Европа, спутник Юпитера. Есть надежда, что под верхней ледяной коркой находится достаточно большой объем воды.

Энцелад, спутник Сатурна — только на нем в Солнечной системе обнаружены жидкая вода, углерод и азот в форме аммиака.

Вещество нейтронной звезды — самая плотная форма материи

— Из современной школы ушла астрономия — как вы к этому относитесь?

— Меня коллеги не любят за то, что я не считаю это чем-то страшным. Безусловно, было бы хорошо, если бы она никуда не уходила. Но я, в отличие от них, восемь лет преподавал в школе, и понимаю, что невозможно сделать в школе предмет, который преподается один час в выпускном классе. Он невозможен с точки зрения подготовки учителей, формирования расписания и мотивации учащихся. Это должен быть курс, который содержит хотя бы пять–шесть недельных часов.

С другой стороны, мы говорили, что астрономия сейчас — лицо науки, и ее необходимо использовать. Есть огромное количество вещей в физике, которые лучше описываются примерами из астрономии. Это сногсшибательно красивая наука, которую можно максимально использовать в физике. Может быть, другим наукам надо понять, что это прекрасный инструмент и ресурс. Поэтому астрономию нужно очень правильно инкорпорировать, на мой взгляд, во все эти курсы, а для гуманитариев сделать даже вместо курса физики. А вообще, задумайтесь — вся наша страна живет на геологии, и нет никакого школьного курса геологии, а нефтянка и никель прекрасно добываются, и это никому не мешает.

— В США и Европе в области астрономии функционирует множество разных любительских инициатив. Например, Planet Hunters — энтузиасты, разыскивающие экзопланеты. Вы как-то контактируете с подобными сообществами в своей работе и есть ли подобные примеры в России?

— Все эти инициативы появились, развились и существуют в рамках американской науки, где работа в условиях близкого контакта с обществом выгодна и оправдана. В Штатах немыслимо, если к ученому придет вменяемый журналист и начнет что-то спрашивать, а тот просто скажет: «Нет времени объяснять». Это невозможно, но не потому, что все так построено и принято, а потому что это работает в плюс науке.

Опять же возвращаясь к любимой «Теории Большого взрыва», когда Раджеш оказался на обложке журнала, вокруг него был постоянный ажиотаж. У нас же человек в МГУ, получивший в прошлом году премию «Просветитель», сидит под разваливающимся потолком, и ноутбук ему подарили на день рождения, а не купили за счет университета. И дело не только в том, что все криво, а еще и в том, что реально нет никакой обратной связи. У нас так выстроена система, что бессмысленно апеллировать к обществу. Я имею в виду, что в рамках какого-нибудь американского факультета, мне было бы страшно интересно заниматься проектом типа Planet Hunters. Это давало бы большой ресурс и для своих исследований. К тому же, есть задачи, которые удобнее решать всем миром, например, распределенные вычислениями. Я пытался с коллегами придумать задачи, решение которых помогло бы нам, но у нас быстро это не получилось. Нет у нас стимула активно заниматься такими вещами, потому что мы не станем от этого лучше проводить свои исследования. У кого-то этот стимул есть, поэтому существуют и российские проекты, вроде boinc.ru, которые работают с распределенными вычислениями. Есть серьезные научные задачи, которые требуют и такого участия. Так что, в общем, я думаю, что эта штука как-то будет развиваться.