"Cijelo nebo bi trebalo biti u letećim tanjurima, ali nema ništa slično ovome": intervju s astrofizičarom Sergejem Popovom

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 03:58

O drugim civilizacijama, letu na Mars, crnim rupama i svemiru.

Sergej Popov - astrofizičar, doktor fizičkih i matematičkih znanosti, profesor Ruske akademije znanosti. Bavi se popularizacijom znanosti, govori o astronomiji, fizici i svemu vezanom uz svemir.

Lifehacker je razgovarao sa Sergejem Popovom i otkrio kako znanstvenici istražuju što se događalo prije više milijardi godina. A također je otkrio imaju li crne rupe kakvu funkciju, što se događa tijekom spajanja galaksija i zašto je let na Mars besmislena ideja.

O astrofizici

Zašto ste se odlučili za studij astrofizike?

Sjećajući se sebe s 10-12 godina, shvaćam da bih se na ovaj ili onaj način bavio fundamentalnom znanošću. Umjesto toga, pitanje je bilo koji. Čitajući znanstveno-popularne knjige, shvatio sam da mi je astronomija zanimljivija. I odmah sam počeo otkrivati je li to negdje moguće napraviti. Srećom, postojali su astronomski krugovi u koje sam počeo ići s 13 godina.

Odnosno, s 13 godina shvatili ste da želite biti znanstvenica?

Nije bilo formirane želje. Da su me tada uhvatili i pitali što želim postati, teško da bih odgovorio da sam znanstvenik. No, prisjećajući se djetinjstva, mislim da bi me samo posebni događaji mogli odvesti na krivi put.

Na primjer, prije mog hobija za astronomiju, bilo je razdoblje kada sam se bavio uzgojem akvarijskih riba. I jasno se sjećam o čemu sam tada razmišljao: "Ući ću na odsjek biologije, studirat ću ribu i postati ihtiolog." Tako da mislim da bih ipak izabrao nešto vezano uz znanost.

Možete li ukratko i jasno objasniti što je astrofizika?

S jedne strane, astrofizika je dio astronomije. S druge strane, to je dio fizike. Fizika se prevodi kao "priroda", odnosno doslovno astrofizika - "znanost o prirodi zvijezda", i šire - "znanost o prirodi nebeskih tijela".

Sa stajališta fizike opisujemo što se događa u svemiru, pa je astrofizika fizika primijenjena na astronomske objekte.

Zašto to proučavati?

Dobro pitanje. Naravno, ne možete dati kratak odgovor, ali se mogu razlikovati tri razloga.

Prvo, kako pokazuje naše iskustvo, bilo bi lijepo sve proučiti. Uostalom, sve temeljne znanosti imaju, ako ne izravnu, ali praktičnu upotrebu: postoje otkrića koja onda odjednom dobro dođu. Kao da smo išli u lov, lutali nekoliko dana i ustrijelili jednog jelena. I to je super. Uostalom, nitko nije očekivao što će biti u streljani, kada jeleni stalno iskaču i ostaje samo pucati na njih.

Drugi razlog je ljudski um. Tako smo posloženi da nas sve zanima. Neki dio ljudi će uvijek postavljati pitanja o tome kako svijet funkcionira. I danas fundamentalna znanost daje najbolje odgovore na ta pitanja.

I treće, moderna je znanost važna društvena praksa. Dosta velik broj ljudi s vremenom dobiva vrlo velike količine složenih znanja i vještina. A prisutnost tih ljudi vrlo je važna za razvoj društva. Tako je 90-ih godina kod nas kružila narodna izreka: konačan pad nije kad u zemlji nema ljudi koji mogu napisati članak u Natureu, nego kad nema onih koji ga mogu pročitati.

Koja se astrofizička otkrića već primjenjuju u praksi?

Suvremeni sustav kontrole položaja temelji se na kvazarima. Da nisu otkriveni 1950-ih, sada bismo imali manje točnu navigaciju. Štoviše, nitko nije posebno tražio nešto što bi to moglo učiniti točnijim – takve ideje nije bilo. Znanstvenici su se bavili temeljnom znanošću i otkrili sve što je došlo pod ruku. Konkretno, tako korisna stvar.

Sljedeća generacija navigacijskih sustava za svemirske letjelice u Sunčevom sustavu bit će vođena pulsarima. Opet, ovo je temeljno otkriće iz 1960-ih koje se u početku smatralo potpuno beskorisnim.

Neki algoritmi za obradu tomografije (MRI) potječu iz astrofizike. I prvi detektori X-zraka, koji su postali prototip rendgenskih aparata u zračnim lukama, razvijeni su za rješavanje astrofizičkih problema.

A takvih je primjera još puno. Upravo sam izabrao one u kojima su astrofizička otkrića našla izravnu praktičnu primjenu.

Zašto proučavati kemijski sastav zvijezda i planeta?

Kao što sam rekao, prije svega, samo se pitam od čega su napravljene. Zamislite: poznanici su vas doveli u egzotičan restoran. Naručili jelo, jedete, ukusni ste. Postavlja se pitanje: od čega je napravljen? I iako je u takvoj ustanovi često bolje ne znati od čega je jelo napravljeno, ali vas ipak zanima. Netko se zanima za kotlet, a astrofizičari - za zvijezdu.

Drugo, sve je povezano sa svime. Zanima nas kako funkcionira Zemlja, primjerice, jer neki od najrealističnijih katastrofalnih scenarija nisu vezani uz to da nam nešto padne na glavu ili da se nešto dogodi Suncu. Povezani su sa Zemljom.

Dapače, negdje na Aljasci će iskočiti vulkan i svi će izumrijeti, osim žohara. I želim istraživati i predvidjeti takve stvari. Nema dovoljno geoloških istraživanja da bismo razumjeli ovu sliku, jer je važno kako je Zemlja nastala. A za to morate proučiti formiranje Sunčevog sustava i znati što se dogodilo prije 3,5 milijarde godina.

Ujutro, nakon vježbanja, čitam nove znanstvene publikacije. Danas se u časopisu Nature pojavila vrlo zanimljiva hrpa članaka da su znanstvenici otkrili planet bliske i vrlo mlade zvijezde. Ovo je fantastično važno jer je u blizini i može se dobro istražiti.

Kako nastaju planeti, kako je uređena fizika i tako dalje – sve to učimo promatrajući druge sunčeve sustave. I, grubo govoreći, ove studije pomažu razumjeti kada će neki vulkan iskočiti na našem planetu.

Može li naš planet napustiti svoju orbitu? I što za to treba učiniti?

Naravno da može. Potreban vam je samo vanjski gravitacijski utjecaj. Međutim, naš Sunčev sustav je prilično stabilan, jer je već star. Postoje neizvjesnosti, ali je malo vjerojatno da će na neki način utjecati na Zemlju.

Na primjer, orbita Merkura je malo izdužena i snažno osjeća utjecaj drugih tijela. Ne možemo reći da će u sljedećih šest milijardi godina Merkur ostati u svojoj orbiti ili će biti izbačen zajedničkim utjecajem Venere, Zemlje i Jupitera.

I za druge planete je sve prilično stabilno, ali je zanemariva vjerojatnost da će, primjerice, nešto doletjeti u Sunčev sustav. Malo je velikih objekata, ali ako dolete, pomaknut će planetarnu orbitu. Kako bih uvjerio ljude, moram reći da je to vrlo malo vjerojatno. Tijekom cijelog postojanja Sunčevog sustava to se nikada nije dogodilo.

A što se događa s planetom u ovom slučaju?

Ništa se ne događa samoj planeti. Ako se zbog toga udalji od Sunca, što se češće događa, dobiva manje energije, a kao rezultat toga na njemu počinju klimatske promjene (ako je na njemu uopće bilo klime). Ali ako nije bilo klime, kao na Merkuru, tada će planet jednostavno odletjeti, a njegova površina će se postupno ohladiti.

Ako se naša galaksija sudari s drugom, hoće li to nešto promijeniti za nas?

Vrlo kratak odgovor je ne.

To se događa vrlo sporo i tužno. Na primjer, s vremenom ćemo se spojiti s Andromedinom maglicom. Prijeđimo nekoliko milijardi godina naprijed. Andromeda je već bliže i počinje se držati naše galaksije na rubu. Osoba će se tiho roditi, neučiti u školi, ići na sveučilište, predavati na njemu, umrijeti - i ništa se neće bitno promijeniti za to vrijeme.

Zvijezde se vrlo rijetko raspršuju, pa se galaksije ne sudaraju kada se spoje. Kao da hodaš pustinjom, gdje je razbacano grmlje. Ako ih spojimo s drugom pustinjom, bit će duplo više kržljavog grmlja. Iako vas to neće spasiti ni od čega, pustinja se neće pretvoriti u prekrasan vrt.

U tom smislu, uzorak zvjezdanog neba će se lagano mijenjati tijekom dugog vremena. Ionako se mijenja, jer se zvijezde kreću jedna u odnosu na drugu. Ali ako se spojimo s Andromedinom maglicom, tada će ih biti dvostruko više.

Dakle, ništa se ne događa u sudaru galaksija s gledišta ljudi koji žive na bilo kojem planetu. Možemo se usporediti s plijesni ili bakterijama koje žive u prtljažniku automobila. Možeš prodati ovaj auto, mogu ti ga ukrasti, možeš promijeniti motor. Ali za ovaj se kalup ništa ne mijenja u prtljažniku. Trebate odmah doći do toga s raspršivačem, a tek tada će se nešto dogoditi.

Veliki prasak dogodio se prije više milijardi godina. Kako su znanstvenici naučili gledati u prošlost i saznati kako je sve tamo bilo?

Prostor je dosta proziran, tako da samo vidimo daleko. Promatramo galaksije gotovo prve generacije. A sada se grade teleskopi koji bi trebali vidjeti tu prvu generaciju. Svemir je dovoljno prazan, a od 13,7 milijardi godina evolucije, 11-12 milijardi godina nam je već dostupno.

Ovo je još jedan dodatak pitanju zašto proučavati kemijski sastav zvijezda. Zatim, da se zna što se dogodilo u prvoj minuti nakon Velikog praska.

Imamo prilično jasne podatke - do prvih desetaka sekundi postojanja života u Svemiru. Ne opisujemo 90% ili 99, već 99% i mnoge devetke nakon decimalne točke. I ostaje nam da ekstrapoliramo natrag.

Bilo je i mnogo važnih procesa koji su se odvijali u vrlo ranom svemiru. I možemo mjeriti njihove rezultate. Na primjer, tada su nastali prvi kemijski elementi, a brojnost kemijskih elemenata možemo mjeriti danas.

Gdje je granica prostora?

Odgovor je vrlo jednostavan: ne znamo. Možete ići u detalje i pitati što mislite pod ovim, ali odgovor će i dalje ostati isti. Naš Svemir je sigurno veći od dijela koji nam je dostupan za promatranje.

Možete ga zamisliti kao beskonačnu ili zatvorenu mnogostrukost, ali postavljaju se glupa pitanja: što je izvan ove mnogostrukosti? To se često događa u nedostatku promatranja i eksperimentiranja: polje djelovanja postaje potpuno spekulativno, pa je ovdje puno teže provjeriti hipoteze.

O crnim rupama

Što su crne rupe i zašto se pojavljuju u svim galaksijama?

U astrofizici poznajemo dvije glavne vrste crnih rupa: supermasivne crne rupe u središtima galaksija i crne rupe zvjezdanih masa. Velika je razlika između to dvoje.

Crne rupe zvjezdanih masa nastaju u kasnim fazama zvjezdane evolucije, kada se njihove jezgre, nakon što su iscrpile svoje nuklearno gorivo, kolabiraju. Taj kolaps ništa ne zaustavlja i nastaje crna rupa s masom koja je 3, 4, 5 ili 25 puta veća od mase Sunca. Takvih crnih rupa ima mnogo – trebalo bi ih biti oko 100 milijuna u našoj Galaksiji.

A u velikim galaksijama u središtu promatramo supermasivne crne rupe. Njihova masa može biti vrlo različita. U lakšim galaksijama masa crnih rupa može imati tisuće solarnih masa, a u većim galaksijama desetke milijardi. Odnosno, crna rupa teži poput male galaksije, ali se u isto vrijeme nalazi u središtu vrlo velikih galaksija.

Ove crne rupe imaju malo drugačiju povijest nastanka. Postoji nekoliko načina kako prvo možete stvoriti crnu rupu, koja zatim pada u središte galaksije i počinje rasti. Raste jednostavno apsorbirajući tvar.

Osim toga, crne rupe se mogu spojiti jedna s drugom. Dakle, imamo crnu rupu u središtu Galaksije i crnu rupu u središtu Andromede. Galaksije će se spojiti - a nakon milijuna ili milijardi godina crne rupe će se također spojiti.

Imaju li crne rupe neku funkciju, ili su samo nusproizvod?

Koncept moderne prirodne znanosti nije svojstven teleologiji, doktrina vjeruje da je sve u prirodi uređeno svrsishodno i da se u svakom razvoju ostvaruje unaprijed određeni cilj. … Ništa ne postoji samo zato što ima neku funkciju.

U krajnjem slučaju, još uvijek možete govoriti o simbiotičkim živim sustavima. Na primjer, postoje ptice koje peru zube krokodilima. Ako svi krokodili izumru, izumrijet će i ove ptice. Ili evoluirati u nešto sasvim drugo.

Ali u svijetu nežive prirode sve postoji jer postoji. Sve je, ako hoćete, nusproizvod slučajnog procesa. U tom smislu crne rupe nemaju funkciju. Ili uopće ne znamo za nju. To je teoretski moguće, ali postoji osjećaj da ako se sve crne rupe uklone iz cijelog Svemira, onda se ništa neće promijeniti.

O drugim civilizacijama i letovima na Mars

Nakon Velikog praska rođen je veliki broj drugih planeta i galaksija. Ispada da postoji mogućnost da je i život negdje nastao. Ako postoji, koliko se moglo razviti do danas?

S jedne strane, govorit ćemo o Drakeovoj formuli, s druge strane, o Fermijevom paradoksu. Fermijev paradoks je odsutnost vidljivih tragova djelovanja vanzemaljskih civilizacija koje su se trebale naseliti po cijelom Svemiru tijekom milijardi godina njegovog razvoja.. …

Drakeova formula pokazuje rasprostranjenost broja izvanzemaljskih civilizacija u Galaksiji s kojima imamo priliku doći u kontakt. Uzmite našu Galaksiju: koeficijenti i faktori u Drakeovoj formuli mogu se podijeliti u tri glavne skupine.

Prva skupina je astronomska. Koliko je zvijezda u Galaksiji slično Suncu, koliko planeta u prosjeku imaju te zvijezde, koliko planeta sličnih Zemlji. A ove brojke već manje-više znamo.

Na primjer, znamo koliko je zvijezda sličnih Suncu – ima ih mnogo, jako puno. Ili koliko često postoje zemaljski planeti - vrlo često. Ovo je u redu.

Druga skupina je biološka. Imamo planet približno istog kemijskog sastava kao i Zemlja i otprilike istu udaljenost od zvijezde koja izgleda kao Sunce. Kolika je vjerojatnost da će se tamo pojaviti život? Ovdje ne znamo ništa: ni s gledišta teorije, ni s gledišta promatranja. Ali nadamo se da ćemo doslovno puno naučiti u sljedećih 10 godina, biti veliki optimist i 20-30 godina ako budemo oprezniji.

Tijekom tog vremena naučit ćemo analizirati sastav atmosfere planeta sličnih Zemlji i drugim zvijezdama. Sukladno tome, moći ćemo otkriti tvari koje možemo povezati s postojanjem života.

Grubo govoreći, zemaljski se život temelji na vodi i ugljiku. Gotovo je sigurno najčešći oblik života. Ali u malim detaljima može se razlikovati. Ako vanzemaljci stignu, nije činjenica da možemo pojesti jedni druge. Ali, najvjerojatnije, piju vodu i, sukladno tome, njihov oblik života je ugljik. Međutim, ne znamo zasigurno i nadamo se da ćemo uskoro saznati.

Moje mišljenje, koje se gotovo ni na čemu ne temelji, je da se, najvjerojatnije, biološki život javlja često.

Ali zašto onda ne vidimo ovaj drugi život?

Sada prelazimo na treći dio Drakeove formule. Koliko često ovaj život postaje inteligentan i tehnološki. I koliko dugo živi ovaj tehnološki život. O ovome uopće ne znamo ništa.

Vjerojatno će vam mnogi biolozi reći da ako je biološki život nastao, onda je razum pri ruci, jer ima dovoljno vremena za evoluciju. Nije činjenica, ali možete vjerovati.

A kada je Drake smislio svoju formulu, ljudi su bili prilično iznenađeni. Uostalom, čini se da u našem životu nema ništa neobično, što znači da bi u Svemiru trebalo biti puno života. Naše Sunce je staro samo 4,5 milijardi godina, a Galaksija 11-12 milijardi godina. To znači da postoje zvijezde koje su puno starije od nas.

Mora postojati mnogo planeta u Galaksiji koji su tisuću, deset, sto, milijun, milijardu i pet milijardi godina stariji od nas. Čini se da bi cijelo nebo trebalo biti u letećim tanjurima, ali nema ništa slično ovome - to se zove Fermijev paradoks. A ovo je nevjerojatno.

Da bismo objasnili odsutnost drugog života, potrebno je uvelike smanjiti neki koeficijent u Drakeovoj formuli, ali ne znamo koji.

A onda sve ovisi o vašem optimizmu. Najpesimističnija varijanta je životni vijek tehničke civilizacije. Pesimisti vjeruju da takve civilizacije iz nekog razloga ne žive dugo. Prije 40 godina prije smo mislili da se događa globalni rat. Nešto kasnije počeli su naginjati globalnoj ekološkoj katastrofi.

To jest, ljudi jednostavno nemaju vremena letjeti na druge planete ili dovoljno evoluirati za to?

Ovo je pesimistična opcija. Da ne kažem da vjerujem u njega, ali nemam nikakvu prioritetnu verziju. Možda se um ipak rijetko javlja. Ili se život pojavljuje u obliku bakterija, ali se ne razvija ni 10 milijardi godina prije pojave stvorenja sposobnih za osvajanje svemira.

Zamislite da postoji mnogo inteligentnih hobotnica ili dupina, ali nemaju ručke i očito neće napraviti moćne radare. Možda uopće nije nužno da inteligentni život dovede do izuma zvjezdanih brodova ili čak televizije.

Što mislite o ideji kolonizacije Marsa? I ima li hipotetske koristi od toga?

Ne znam zašto je potrebno kolonizirati Mars i stoga sam negativniji. Naravno, zainteresirani smo za istraživanje ovog planeta, ali za to sigurno nije potrebno mnogo ljudi. Najvjerojatnije za to uopće nisu potrebni, jer Mars možete istraživati pomoću raznih instrumenata. Lakše je i jeftinije koristiti divovske humanoidne robote.

No, postoji argument koji ide u prilog istraživanju Marsa – užasno neizravan, ali kojemu stvarno nemam što prigovoriti. Grubo govoreći, zvuči ovako: čovječanstvo u razvijenim zemljama toliko se zasitilo da je potrebna mega-ideja da bi je prodrmala i uzbudila. A stvaranje prilično velikog naselja na Marsu može postati pokretač znanstvenog i tehnološkog razvoja. I bez toga, ljudi će nastaviti mijenjati pametne telefone, stavljati nove igračke na svoje telefone i čekati izlazak novog set-top boxa na TV.

Odnosno, let ljudi na Mars je otprilike isti kao i let na Mjesec 1969. godine?

Naravno. Let na Mjesec bio je američki odgovor na sovjetske uspjehe. On je svakako uzdrmao ovo područje znanosti i dao vrlo veliki poticaj razvoju. Ali nakon dovršetka zadatka, sve je palo na ništa. Možda će i Mars imati otprilike istu priču.

O mitovima

Koji mitovi oko astrofizike vas najviše živciraju?

Ne nerviraju me nikakvi mitovi oko astrofizike: imam budistički pristup. Za početak, shvatite da među ljudima postoji ogroman broj idiota koji rade gluposti i vjeruju u gluposti. A sve što trebate učiniti je zabraniti ih na svojim društvenim mrežama.

Ali postoje i ozbiljnija područja. Na primjer, mitovi u društveno-političkim stvarima ili u medicini - a mogu biti i dosadniji.

Koliko se sada sjećam, 17. ožujka, zadnji dan kada je sveučilište radilo. Mislio sam brzo otići terapeutu u polikliniku, pitati za neke gluposti. Sjedim u ordinaciji, a onda medicinska sestra dovodi osobu liječniku s riječima: "Došao vam je mladić ovdje, ima temperaturu od 39 °C."

Početak epidemije, osoba je student Moskovskog državnog sveučilišta. I ustao je s takvom temperaturom i otišao u kliniku. A sestra ga je, umjesto da ga spakira u plastičnu vrećicu, odvela kroz red do terapeuta.

I to me brine. Ali to što ljudi misle da je Zemlja ravna i da Amerikanci nisu bili na Mjesecu me brine drugo.

Možete li kao astrofizičar objasniti zašto astrologija ne funkcionira?

Kada se astrologija pojavila prije tisuću godina, bila je to sasvim legalna i razumna hipoteza. Ljudi su vidjeli obrasce u svijetu oko sebe i pokušavali ih razumjeti. Ta je želja bila toliko jaka da su počeli razmišljati – samo što je naš mozak tako uređen da uređujemo svijet oko sebe.

Ali vrijeme je prolazilo, pojavila se normalna znanost i takav koncept kao što je provjera, provjera. Negdje u 18. stoljeću ljudi su zapravo počeli pokušavati testirati hipoteze. I tih je provjera bilo sve više.

Dakle, u knjizi "Pseudoznanost i paranormalno" Jonathana Smitha ima mnogo referenci na stvarne provjere. Vrlo je bitno da su u početku bili okupirani ljudima koji su htjeli dokazati ispravnost nekog pojma, a ne nužno astrologije. Provodili su eksperimente i pošteno obrađivali podatke. A rezultati su pokazali da astrologija ne radi.

Sa stajališta astrofizike, to se također objašnjava prilično jednostavno: planeti su lagani, udaljeni i sami po sebi ne utječu posebno na Zemlju. Iznimka je gravitacijski utjecaj, ali je vrlo slab.

Uostalom, mirno lansiramo satelite blizu Zemlje, ne uzimajući u obzir utjecaj Jupitera. Da, Sunce i Mjesec utječu na njih, ali Jupiter ne. Kao i svaki Merkur ili Saturn: jedan je vrlo lagan, a drugi je jako daleko.

Dakle, prvo, nema zamislivog agenta utjecaja, a drugo, provjere sa željom da se pronađe odgovor vršene su više puta. Ali ljudi nisu ništa našli.

Life hacking od Sergeja Popova

Umjetničke knjige

Bio je tako divan pisac - Jurij Dombrovski, koji ima knjigu "Fakultet nepotrebnih stvari". Opisuje vrlo važna pitanja za naše društvo: kako društvo funkcionira, što se u njemu može dogoditi i koje loše stvari treba izbjegavati.

Također jako volim "Vino od maslačka" Raya Bradburyja. Tu je i prekrasna knjiga o odrastanju "Ne puštaj me" od Kazua Ishigura.

Popularne znanstvene knjige

Preporučam knjigu Pascala Boyera "Objašnjenje religije" o prirodi religioznog mišljenja. Također preporučujem Biologiju dobra i zla, u kojoj Robert Sapolsky objašnjava kako znanost objašnjava naše postupke. Postoji i knjiga o tome kako svemir funkcionira - "Zašto je nebo tamno" Vladimira Rešetnjikova. I, naravno, jedna moja - "Sve formule svijeta". Radi se o tome kako matematika objašnjava zakone prirode.

Filmovi

Ne gledam puno znanstvene fantastike. Od potonjih mi se svidio film “Anon”. On uzima najnaprednije tehnologije, a očito nije izmišljen (telefonska govornica koja ne leti na vrijeme) i analizira duboke stvari.

glazba, muzika

Uvijek puno slušam glazbu. Nema tihog i mirnog mjesta za rad, pa stavim slušalice i radim s njima. Grane su sljedeće: klasični rock ili neke druge varijante rocka, jazz. Kad mi se neka glazba svidi, odmah je objavim na svojim društvenim mrežama.

Slušam razni progresivni rock. Vjerojatno najbolja stvar koja se dogodila sa stanovišta mog starog zadnjih godina je Math rock, odnosno matematički rock. Ovo je vrlo zanimljiv stil koji mi je blizak. Nije tako žalosno kao shoegazing, od kojeg možete pasti u depresiju dok ne nađete nešto vrijedno. Da bude jasno što mi se konkretno sviđa, nazvat ću grupu Clever Girl i Talijana Quintorigo.