В Адыгее прошел астрономический фестиваль для школьников. Ученикам и педагогам лекции о космосе и Вселенной прочитали ведущие научные сотрудники Специальной астрофизической обсерватории Российской академии наук (САО РАН). Об основных открытиях в астрономии в XXI веке и эволюции Вселенной в свете последних открытий рассказал известный популяризатор науки, доктор физико-математических наук, руководитель группы изучения галактик и космологии, ведущий научный сотрудник лаборатории радиоастрофизики САО РАН Олег Верходанов. Мы пообщались с выдающимся ученым и расспросили его о тайнах Вселенной, конце света, современном образовании и многом другом.
— Олег Васильевич, как вы пришли в астрономию?
— Это очень просто. Все люди в детстве смотрят на звездное небо и восхищаются, но не все остаются. Я остался.
— У вас были такие хорошие преподаватели?
— Не только. Я просто читал хорошие книжки, а еще мне нравилась математика. Я прочитал про то, как Гаусс (немецкий математик, физик) вычислил положение Цереры (ближайшая к Солнцу и наименьшая среди известных карликовых планет Солнечной системы). Дальше стал читать про Солнечную систему. В 7 классе я уже сам знал, каким способом вычислить положение Цереры, а в 9-м прочитал про черные дыры и уже тогда понимал, что буду астрономом.
— В годы вашего детства астрономия еще была в школьной программе, но этот предмет исчез из школы на 20 с лишним лет и только-только возвращается обратно. Как много мы упустили за этот период?
— Мы не только в астрономии многое упустили, но вообще везде. В последние два десятилетия образование было разрушено, да и сейчас еще разрушено. Простое возвращение астрономии мало что даст. Так много открытий произошло не только в этой науке, но и в разных областях естествознания, что наше школьное и вузовское образование сильно отстало от них. Приведу простой пример. Вот вы, филолог, сколько состояний вещества знаете?
— Три — жидкое, газообразное и твердое…
— В школе еще знают плазму. А если я вам скажу, что их 16? (Улыбается.) Вот и школьники удивляются: «Как 16?» А кварк-глюонная плазма? Это самое ранее состояние Вселенной, или то, во что превращается массивная звезда при сжатии, перед тем как стать черной дырой. Такое же состояние было получено на Тэватрόне (синхротрон, позволявший ускорять заряженные частицы. — Прим. автора) и подтверждено на Большом адронном коллайдере. Школьники этого не знают, но это сейчас обыденная жизнь.
Мы уже знаем, что было в начале Вселенной, и это уже общее знание. Спрашиваю у школьников: «Сколько взаимодействий вы знаете?» Одиннадцатиклассники назовут электромагнитное, гравитационное, сильное и слабое. А есть еще скалярное поле, или поле Хиггса, за открытие которого дали Нобелевскую премию несколько лет назад. В учебниках этого нет. Понятно, что все нужно переписывать. Открываем учебники по биологии, а там креационизм: теория эволюции не доказана. Как не доказана?! Все уже доказано и воспроизведено. Эволюция происходит у нас на глазах. Я уже не говорю о кибернетике. Люди, насмотревшись художественных фильмов, думают, что это опасно. Но мы создаем искусственный интеллект по образу и подобию своему. Он может быть опасен только в том случае, если опасны мы сами. Мы закладываем в него те программы, которые не опасны, а если они с нами воюют, так это мы воюем, а не программы, которые мы создаем.
Каждому ребенку надо подарить телескоп. Вывезти его за город и навести на туманность Андромеды. Это же другой мир, другая галактика, которая видна в Северном полушарии, видны различные шаровые скопления
Робототехники в школе практически нет. А в астрономии уже революция произошла. Это одна из основных наук сегодня. НАСА запускает десятки научных спутников в космос. Они не имеют военного или прикладного значения, только научное. С точки зрения современной России это выбрасывание денег на ветер. Но с точки зрения современной цивилизации это то, чем должна заниматься наука и человечество в целом — получать новые знания. Мы знаем революционные открытия НАСА — спутники планет покрыты льдом, воды очень много, потенциально там возможна жизнь. Мы исследуем Марс с такой точностью, с таким точным знанием поверхности, атмосферы, которые нельзя было представить еще лет 20 назад. Сейчас это возможно.
Три года назад открыли гравитационные волны. Считалось, что для этого нужно еще лет 50. Лазерные технологии, с помощью которых их открыли, раньше казались фантастическими и невыполнимыми. А сейчас это происходит. И открытий все больше и больше с каждым днем. Этого же нет в школе.
— Что делать?
— Программу нужно переписывать, менять в корне. Кстати, то, как работает Республиканская естественно-математическая школа, на мой взгляд, правильно. Не знаю, как конкретно это делает Дауд Казбекович Мамий (руководитель РЕМШ. — Прим. автора), но это прекрасно. Я периодически читаю лекции для учащихся этой школы. Дети очень хорошие, особенно в математике. На астрономическом фестивале общался с детьми. Хорошие ученики. Это видно по вопросам, которые они задавали. С 6 по 9 класс ребята вообще очень открытые, они не боятся чего-то не знать. Это мы, взрослые, боимся — а вдруг спросим что-то не то. А дети — нет. Именно в этом возрасте им нужно предоставлять больше возможностей.
— Как детей привлекать к астрономии? Может быть, посоветуете какие-то книги? Вы сами любите фантастику?
— Обожаю. В советское время с фантастикой было сложно. Сейчас, анализируя то, что я читал, понимаю, что три четверти из этого просто барахло. Но были и великие фантасты. Это, несомненно, братья Стругацкие, Станислав Лем, Клиффорд Саймак, Айзек Азимов. Есть хорошая книга Кипа Торна, который получил Нобелевскую премию в прошлом году, — «Черные дыры и складки времени». Кип Торн, кстати, был научным консультантом фильма «Интерстеллар». Лучший научный фильм всех времен и народов. Мы показываем его школьникам, а потом я еще 1,5 часа объясняю некоторые интересные вещи: как работает гравитация, черные дыры, как все устроено.
Но чтобы привлечь детей… Я просто знаю рецепт — один во всем мире. То, что изменит цивилизацию и всех детей сразу.
— Что же это???
— Все очень просто. Каждому ребенку надо подарить телескоп. Вывезти его за город и навести на туманность Андромеды. Это же другой мир, другая галактика, которая видна в Северном полушарии, видны различные шаровые скопления. И больше ничего не надо. Мир изменится.
— А как проходит ваш рабочий день? В наблюдении за звездами?
— Каждый день я начинаю с чтения научных астрофизических статей, которые выкладываются на специализированном сайте. Это обязательная часть работы научного сотрудника. Во второй половине дня пишу научные статьи. За компьютером я работаю со спутниковыми данными, которые получены космической обсерваторией Европейского космического агентства «Планк». У меня терабайт наблюдательных данных. Данные очень хорошие — лучше, чем можно получить на Земле. Я наблюдаю на компьютере все небо. Для работы с данными нужно выполнять несколько сложных математических действий. Занимаюсь эффектом Сюняева — Зельдовича (изменение интенсивности радиоизлучения реликтового фона из-за обратного эффекта Комптона на горячих электронах межзвездного и межгалактического газа) при наблюдении скопления галактик. Мне помогают студенты, в том числе и один студент факультета математики и компьютерных наук Адыгейского госуниверситета.
— Что нам дают такие исследования?
— Вот у вас сотовый телефон. Вы знаете, что без астрономии он работать не будет? Там есть несколько астрономических моментов, о которых люди не задумываются. Там используются знания, которые человечество накопило за шесть тысяч лет, — квантовая механика, общая теория относительности и современная теория электромагнитизма. В вашем телефоне есть фотокамера. Это кристалл, который реагирует на падающие фотоны. Фотон падает, выбивает электрон, остается положительный заряд. Этот эффект выбивания называется фотоэффектом. Эйнштейн получил Нобелевскую премию за объяснение этого фотоэффекта. Кристалл называется прибором с зарядовой связью, или CCD–матрицей, а камера — CCD-камерой. Эти CCD–матрицы астрономы активно развивали в 1980-е годы. Сейчас уже не астроном смотрит в трубу — CCD-матрица вместо него выполняет всю работу. Она получает данные с точностью, значительно превышающей ту, которую можно получить на фотопластинах. То есть квантовая механика — это то, во что астрономы тоже внесли свой вклад. Общая теория относительности и современная теория электромагнитизма также завязаны с астрономией.
Если говорить об эффекте Сюняева — Зельдовича в скоплениях галактик, которыми я занимаюсь... Зачем это нужно? Это изучение энерговыделения. Я всех отсылаю в 1990-е годы, когда это приходилось доказывать. Сейчас ситуация в науке очень похожа на то время. Знание ценно само по себе, потому что оно поможет человечеству выжить в дальнейшем.
— На лекциях вы говорили о том, что ученые практически все знают о том, как была сформирована наша Вселенная. А какой конец нас ждет? В одном из интервью вы сказали, что Вселенная лопнет как мыльный пузырь. Неужели так?
— Во-первых, не лопнет. Не мыльный. И не пузырь. В конце 1990-х годов появился термин «темная энергия», когда стало понятно, что Вселенная расширяется ускоренно. Если это так, то есть некая сила, которая ее расширяет. Вот от того, что такое темная энергия, зависит будущее нашей Вселенной. Если темная энергия — действительно сила и она действует на пространство, растягивая его, то тогда эта сила растет из-за постоянного давления, а расширение Вселенной ускоряется. И через некоторое время эта сила начнет разрушать систему — сначала скопления галактик, потом галактики, Солнечную систему, а потом протоны и нейтроны. Последнее произойдет практически мгновенно. Но примерно через 30 млрд. лет. А если это не сила, а что-то другое, ничего страшного не случится, и Вселенная будет существовать еще некоторое время (более десяти в сотой степени лет), пока черные дыры все не съедят.
— Еще вы говорили о том, что лет через двести человек сможет создавать вселенные? Зачем это?
— А вы думаете, как человечество будет спасаться? Строить космические корабли? Через 4 млрд. лет надо будет куда-то перебираться. На Марс? На маленькие спутники Юпитера? Мы знаем, как раздувалась Вселенная. Мы знаем, что такие поля, с помощью которых можно раздувать, есть. Нам нужно такое поле создать. И в принципе, т.к. это эффект статистический, поля возникают сами (это происходит прямо сейчас) и уходят в другие измерения. Это естественный процесс. Нам нужно управлять этим процессом. Определенным образом мы добавляем энергию в какой-то момент времени, порождаем соответствующее поле в маленькой точке и раздуваем ее в другие измерения. Пожалуйста, у нас создаются Вселенная с определенными условиями и туннель небольшой. Его надо увеличить и перебраться туда. Мы на пальцах это знаем, это уже не сказки. Чтобы воспроизвести это в лаборатории, нам нужно лет 200. А уж через миллиард лет это будет казаться настолько тривиальным. Что делать человечеству? Создавать Вселенную, брать Землю, перебираться туда и жить там совершенно спокойно. Звезды, галактики — это все мелочи по сравнению с Вселенной.
— Какова, на ваш взгляд, миссия человечества?
— Наша миссия — подготовить человечество в дальнейшем к встрече с другой цивилизацией, чтобы встреча прошла мирно, выжить в этой встрече. И спастись, когда Вселенная будет гибнуть, создать свою, перебраться туда и жить там хорошо.