"Tutto il cielo dovrebbe essere in dischi volanti, ma non c'è niente di simile": intervista all'astrofisico Sergei Popov

Sergey Popov è un astrofisico, dottore in fisica e matematica, professore dell'Accademia delle scienze russa. È impegnato nella divulgazione della scienza, parla di astronomia, fisica e tutto ciò che riguarda lo spazio.

Lifehacker ha parlato con Sergei Popov e ha scoperto come gli scienziati stanno indagando su ciò che è accaduto miliardi di anni fa. E ha anche scoperto se i buchi neri hanno qualche funzione, cosa succede durante la fusione delle galassie e perché volare su Marte è un'idea priva di significato.

A proposito di astrofisica

- Perché hai deciso di studiare astrofisica?

Ricordando me stesso all'età di 10-12 anni, capisco che in un modo o nell'altro sarei impegnato nella scienza fondamentale. Piuttosto, la domanda era quale. Leggendo libri di scienze popolari, ho capito che l'astronomia è più interessante per me. E ho subito iniziato a scoprire se era possibile farlo da qualche parte. Fortunatamente c'erano i circoli astronomici, dove ho iniziato ad andare all'età di 13 anni.

- Cioè, all'età di 13 anni hai capito di voler essere uno scienziato?

Non c'era desiderio formato. Se poi fossi stato preso e mi chiedessero cosa voglio diventare, difficilmente avrei risposto a uno scienziato. Tuttavia, ricordando la mia infanzia, penso che solo eventi speciali potrebbero portarmi fuori strada.

Ad esempio, prima dell'infatuazione astronomia c'è stato un periodo in cui ero impegnato nell'allevamento di pesci d'acquario. E ricordo bene quello che pensavo allora: "Entrerò nel dipartimento di biologia, studierò i pesci e diventerò un ittiologo". Quindi penso che sceglierei ancora qualcosa di legato alla scienza.

- Puoi spiegare brevemente e chiaramente cos'è l'astrofisica?

Da un lato, l'astrofisica fa parte dell'astronomia. D'altra parte, fa parte della fisica. La fisica è tradotta come "natura", rispettivamente, letteralmente astrofisica - "la scienza della natura delle stelle", e più in generale - "la scienza della natura dei corpi celesti".

Descriviamo dal punto di vista della fisica ciò che accade nello spazio, quindi l'astrofisica è la fisica applicata agli oggetti astronomici.

- Perché studiarlo?

Buona domanda. Certo, non puoi dare una risposta breve, ma si possono distinguere tre ragioni.

In primo luogo, la nostra esperienza mostra che sarebbe bello studiare tutto. Dopotutto, qualsiasi scienza fondamentale ha un uso, se non diretto, ma pratico: ci sono scoperte che poi improvvisamente tornano utili. È come se andassimo a caccia, vagassimo per diversi giorni e uccidessimo un solo cervo. E questo è fantastico. Dopotutto, nessuno si aspettava come sarebbe stato in un poligono di tiro, quando i cervi saltano fuori costantemente e non resta che sparargli contro.

La seconda ragione è la mente umana. Siamo così organizzati che ci interessa tutto. Alcune parti delle persone faranno sempre domande su come funziona il mondo. E oggi la scienza di base fornisce le migliori risposte a queste domande.

In terzo luogo, la scienza moderna è un'importante pratica sociale. Un numero piuttosto elevato di persone acquisisce nel tempo grandi quantità di conoscenze e abilità complesse. E la presenza di queste persone è molto importante per lo sviluppo della società. Quindi, negli anni '90, c'era un detto popolare nel nostro paese: il declino finale non è quando non ci sono persone nel paese che non possono scrivere un articolo su Nature, e quando non ci sono persone che possono farlo leggere.

- Quali scoperte astrofisiche vengono già applicate nella pratica?

Il moderno sistema di controllo dell'assetto si basa sui quasar. Se non fossero stati scoperti negli anni '50, ora avremmo una navigazione meno precisa. Inoltre, nessuno cercava specificamente qualcosa che potesse renderlo più accurato - non c'era un'idea del genere. Gli scienziati erano impegnati nella scienza fondamentale e hanno scoperto tutto ciò che è venuto a portata di mano. In particolare, una cosa così utile.

La prossima generazione di sistemi di navigazione per veicoli spaziali nel sistema solare sarà guidata da pulsar. Ancora una volta, questa è una scoperta fondamentale degli anni '60 che inizialmente era considerata completamente inutile.

Sono disponibili alcuni algoritmi per l'elaborazione della tomografia (MRI)Astronomia nella vita quotidiana dall'astrofisica. E i primi rilevatori di raggi X, che sono diventati il ​​prototipo delle macchine a raggi X negli aeroporti, sono stati sviluppati per risolvere problemi astrofisici.

E ci sono molti altri esempi simili. Ho appena scelto quelli in cui le scoperte astrofisiche hanno trovato un'applicazione pratica diretta.

- Perché studiare la composizione chimica di stelle e pianeti?

Come ho detto, prima di tutto, mi chiedo solo di cosa siano fatti. Immagina: i tuoi conoscenti ti hanno portato in un ristorante esotico. Ordinato un piatto, mangi, sei delizioso. La domanda sorge spontanea: di cosa è fatto? E anche se in un'istituzione del genere è spesso meglio non sapere di cosa è fatto il piatto, ma sei comunque interessato. Qualcuno è interessato a una cotoletta e agli astrofisici - a una stella.

In secondo luogo, tutto è connesso con tutto. Siamo interessati a come funziona la Terra, ad esempio, perché alcuni dei più realistici disastroso gli scenari non sono legati al fatto che qualcosa cadrà sulle nostre teste o succederà qualcosa al Sole. Sono collegati alla Terra.

Piuttosto, da qualche parte in Alaska, un vulcano salterà fuori e tutti moriranno, tranne gli scarafaggi. E voglio esplorare e prevedere queste cose. Non c'è abbastanza ricerca geologica per capire questa immagine, poiché è importante come si è formata la Terra. E per questo è necessario studiare la formazione del sistema solare e sapere cosa è successo 3,5 miliardi di anni fa.

Al mattino, dopo l'allenamento, leggo nuove pubblicazioni scientifiche. Oggi ne è apparso uno molto interessante. pila di articoli nella rivista Nature che gli scienziati hanno scoperto il pianeta di una stella vicina e molto giovane. Questo è straordinariamente importante perché è vicino e può essere esplorato bene.

Come si formano i pianeti, come è organizzata la fisica e così via - impariamo tutto questo osservando altri sistemi solari. E, grosso modo, questi studi aiutano a capire quando un vulcano salterà sul nostro pianeta.

- Il nostro pianeta può lasciare la sua orbita? E cosa è necessario fare per questo?

Certo che può. Hai solo bisogno di un'influenza gravitazionale esterna. Tuttavia, il nostro sistema solare è abbastanza stabile, poiché è già vecchio. Ci sono incertezze, ma è improbabile che influenzino in qualche modo la Terra.

Ad esempio, l'orbita di Mercurio è leggermente allungata e risente fortemente dell'influenza di altri corpi. Non possiamo dire che nei prossimi sei miliardi di anni Mercurio rimarrà nella sua orbita o verrà espulso dall'influenza congiunta di Venere, Terra e Giove.

E per altri pianeti, tutto è abbastanza stabile, ma c'è una probabilità trascurabile che, ad esempio, qualcosa voli nel sistema solare. Ci sono pochi oggetti di grandi dimensioni, ma se volano dentro, sposteranno l'orbita planetaria. Per calmati gente, devo dire che questo è molto improbabile. Durante l'intera esistenza del sistema solare, questo non è mai accaduto.

- E cosa succede al pianeta in questo caso?

Non succede nulla al pianeta stesso. Se si allontana dal Sole a causa di ciò, cosa che accade più spesso, riceve meno energia e, di conseguenza, iniziano i cambiamenti climatici (se c'era del clima su di esso). Ma se non ci fosse il clima, come su Mercurio, il pianeta semplicemente volerà via e la sua superficie si raffredderà gradualmente.

- Se la nostra galassia si scontra con un'altra, cambierà qualcosa per noi?

La risposta molto breve è no.

Succede molto lentamente e tristemente. Ad esempio, nel tempo ci fonderemo con la nebulosa di Andromeda. Andiamo avanti velocemente di qualche miliardo di anni. Andromeda è già più vicina e inizia ad aggrapparsi alla nostra galassia ai margini. Una persona nascerà tranquillamente, non imparerà a scuola, andrà all'università, insegnerà lì, morirà - e nulla cambierà molto durante questo periodo.

Le stelle sono molto raramente disperse, quindi non si scontrano quando le galassie si fondono. È come camminare nel deserto, dove sono sparsi i cespugli sparsi. Se li uniamo con un altro deserto, ci saranno il doppio dei cespugli rachitici. Anche se questo non ti salverà da nulla, il deserto non si trasformerà in un meraviglioso giardino.

In questo senso, il modello del cielo stellato cambierà leggermente nel lungo periodo. Cambia comunque, perché le stelle si muovono l'una rispetto all'altra. Ma se ci uniamo alla nebulosa di Andromeda, ce ne saranno il doppio.

Quindi non accade nulla in una collisione di galassie dal punto di vista delle persone che vivono su qualsiasi pianeta. Possiamo essere paragonati a muffa o un batterio che vive nel bagagliaio di un'auto. Puoi vendere questa macchina, ti può essere rubata, puoi cambiare il motore. Ma per questo stampo, non cambia nulla nel bagagliaio. Devi arrivare subito con un flacone spray e solo allora succederà qualcosa.

- Il Big Bang è avvenuto miliardi di anni fa. In che modo gli scienziati hanno imparato a guardare al passato e scoprire come tutto fosse lì?

Lo spazio è abbastanza trasparente, quindi possiamo solo vedere lontano. Osserviamo galassie quasi dalla prima generazione. E ora si stanno costruendo telescopi che dovrebbero vedere quella prima generazione. L'Universo è abbastanza vuoto e su 13,7 miliardi di anni di evoluzione, 11-12 miliardi di anni sono già a nostra disposizione.

Questa è un'altra aggiunta alla domanda perché studia composizione chimica delle stelle. Quindi, per sapere cosa è successo nel primo minuto dopo il Big Bang.

Abbiamo dati abbastanza semplici, fino alle prime decine di secondi dell'esistenza della vita dell'Universo. Descriviamo non più il 90% o il 99 e molti nove dopo il punto decimale. E ci resta da estrapolare.

C'erano anche molti processi importanti che hanno avuto luogo nell'universo primordiale. E possiamo misurare i loro risultati. Ad esempio, allora si formarono i primi elementi chimici e oggi possiamo misurare l'abbondanza di elementi chimici.

- Dov'è il confine dello spazio?

La risposta è molto semplice: non lo sappiamo. Puoi entrare nei dettagli e chiedere cosa intendi con questo, ma la risposta rimarrà sempre la stessa. Il nostro universo è certamente più grande della parte a nostra disposizione per l'osservazione.

Puoi immaginarlo come una varietà infinita o chiusa, ma sorgono domande stupide: cosa c'è al di fuori di questa varietà? Questo accade spesso in assenza di osservazione e sperimentazione: il campo di attività diventa completamente speculativoquindi, è molto più difficile verificare qui le ipotesi.

A proposito di buchi neri

- Cosa sono i buchi neri e perché compaiono in tutte le galassie?

In astrofisica, conosciamo due tipi principali di buchi neri: buchi neri supermassicci al centro delle galassie e buchi neri delle masse stellari. C'è una grande differenza tra loro.

I buchi neri delle masse stellari sorgono nelle ultime fasi dell'evoluzione stellare, quando i loro nuclei, avendo esaurito il loro combustibile nucleare, collassano. Questo collasso non viene fermato da nulla e si forma un buco nero con una massa pari a 3, 4, 5 o 25 volte la massa del Sole. Ci sono molti di questi buchi neri: dovrebbero essercene circa 100 milioni nella nostra galassia.

E nelle grandi galassie al centro, osserviamo buchi neri supermassicci. La loro massa può essere molto diversa. Nelle galassie più leggere, la massa dei buchi neri può avere migliaia di masse solari e in quelle più grandi decine di miliardi. Cioè, un buco nero pesa come una piccola galassia, ma allo stesso tempo si trova al centro di galassie molto grandi.

Questi buchi neri hanno una storia di origine leggermente diversa. Esistono diversi modi per creare prima un buco nero, che poi cade al centro della galassia e inizia a crescere. Cresce semplicemente assorbendo la sostanza.

Inoltre i buchi neri possono fondersi tra loro. Quindi, al centro della galassia abbiamo buco nero e c'è un buco nero al centro di Andromeda. Le galassie si fonderanno e dopo milioni o miliardi di anni si fonderanno anche i buchi neri.

- I buchi neri hanno qualche funzione o sono solo un sottoprodotto?

Il concetto di scienza naturale moderna non è inerente alla teleologia Una dottrina che crede che tutto in natura sia organizzato opportunamente e che un obiettivo predeterminato sia realizzato in ogni sviluppo. . Niente esiste solo perché ha una funzione.

Come ultima risorsa, puoi ancora parlare di sistemi viventi simbiotici. Ad esempio, ci sono uccelli che lavano i denti dei coccodrilli. Se tutti i coccodrilli muoiono, anche questi uccelli moriranno. O evolverti in qualcosa di completamente diverso.

Ma nel mondo della natura inanimata, tutto esiste perché esiste. Tutto è, se vuoi, un sottoprodotto di un processo casuale. In questo senso, i buchi neri non hanno alcuna funzione. O non sappiamo affatto di lei. Questo è teoricamente possibile, ma si ha la sensazione che se tutti i buchi neri vengono rimossi dall'intero universo, non cambierà nulla.

Di altre civiltà e dei voli su Marte

- Dopo il Big Bang, sono nati un gran numero di altri pianeti e galassie. Si scopre che esiste la possibilità che anche la vita abbia avuto origine da qualche parte. Se esiste, fino a che punto potrebbe essersi sviluppato fino ad oggi?

Da una parte parleremo della formula di Drake, dall'altra del paradosso di Fermi Il paradosso di Fermi è l'assenza di tracce visibili delle attività delle civiltà extraterrestri, che avrebbero dovuto stabilirsi in tutto l'Universo per miliardi di anni del suo sviluppo. .

La formula di Drake mostra la prevalenza del numero civiltà extraterrestri nella Galassia con cui abbiamo la possibilità di entrare in contatto. Prendiamo la nostra galassia: i coefficienti e i fattori nella formula di Drake possono essere suddivisi in tre gruppi principali.

Il primo gruppo è astronomico. Quante stelle nella Galassia sono simili al Sole, quanti pianeti in media hanno queste stelle, quanti pianeti simili alla Terra. E conosciamo già più o meno queste cifre.

Ad esempio, sappiamo quante stelle sono simili al Sole: ce ne sono molte, moltissime. O quanto spesso ci sono pianeti terrestri - molto spesso. Questo va bene.

Il secondo gruppo è biologico. Abbiamo un pianeta circa la stessa composizione chimica della Terra e circa la stessa distanza da una stella che assomiglia al Sole. Qual è la probabilità che la vita appaia lì? Qui non sappiamo nulla: né dal punto di vista della teoria, né dal punto di vista delle osservazioni. Ma speriamo di imparare molto letteralmente nei prossimi 10 anni, per essere un grande ottimista, e 20-30 anni se stiamo più attenti.

Durante questo periodo impareremo come analizzare la composizione delle atmosfere di pianeti simili alla Terra e ad altre stelle. Di conseguenza, saremo in grado di rilevare sostanze che possiamo associare all'esistenza della vita.

In parole povere, la vita terrestre è basata sull'acqua e sul carbonio. È quasi certamente la forma di vita più comune. Ma nei piccoli dettagli potrebbe differire. Se gli alieni arriveranno - non il fatto che possiamo mangiarci a vicenda. Ma, molto probabilmente, bevono acqua e, di conseguenza, la loro forma di vita è il carbonio. Tuttavia, non lo sappiamo con certezza e speriamo di scoprirlo presto.

La mia opinione, che quasi non si basa su nulla, è che, molto probabilmente, la vita biologica si verifica frequentemente.

- Ma perché allora non vediamo quest'altra vita?

Passiamo ora alla terza parte della formula di Drake. Quante volte questa vita diventa intelligente e tecnologica. E quanto dura questa vita tecnologica. Non ne sappiamo assolutamente niente.

Probabilmente, molti biologi ti diranno che se la vita biologica è sorta, allora la ragione è a portata di mano, perché c'è abbastanza tempo per l'evoluzione. Non è un dato di fatto, ma puoi crederci.

E quando Drake ha inventato la sua formula, le persone sono rimaste molto sorprese. Dopotutto, sembra che non ci sia nulla di insolito nella nostra vita, il che significa che dovrebbe esserci molta vita nell'Universo. Il nostro Sole ha solo 4,5 miliardi di anni e la Galassia ha 11-12 miliardi di anni. Quindi ci sono stelle che sono molto più vecchie di noi.

Devono esserci molti pianeti nella Galassia che sono mille, dieci, cento, milioni, miliardi e cinque miliardi di anni più vecchi di noi. Sembrerebbe che l'intero cielo dovrebbe essere in dischi volanti, ma non c'è niente del genere: questo è chiamato il paradosso di Fermi. E questo è fantastico.

Per spiegare l'assenza di un'altra vita, è necessario ridurre notevolmente alcuni coefficienti nella formula di Drake, ma non sappiamo quale.

E poi tutto dipende dal tuo ottimismo. La variante più pessimistica è la vita di una civiltà tecnica. Pessimisti credo che tali civiltà, per qualche motivo, non vivano a lungo. 40 anni fa, pensavamo piuttosto che fosse in corso una guerra globale. Un po 'più tardi, hanno iniziato a propendere per un disastro ambientale globale.

- Cioè, le persone semplicemente non hanno il tempo di volare su altri pianeti o di evolversi abbastanza per farlo?

Questa è un'opzione pessimistica. Non per dire che credo in lui, ma non ho la versione prioritaria. Forse la mente nasce raramente, dopotutto. Oppure la vita appare sotto forma di batteri, ma non si sviluppa nemmeno 10 miliardi di anni prima della comparsa di creature in grado di conquistare lo spazio.

Immagina che ci siano molti polpi o delfini intelligenti, ma non hanno maniglie e ovviamente non costruiranno radar potenti. Forse la vita intelligente non deve portare all'invenzione di astronavi o addirittura alla televisione.

- Come ti senti all'idea di colonizzare Marte? E c'è un vantaggio ipotetico da questo?

Non so perché sia ​​necessario colonizzare Marte, e quindi sono più negativo. Certo, siamo interessati ad esplorare questo pianeta, ma di certo non ci vogliono molte persone. Molto probabilmente, non sono affatto necessari per questo, perché Marte può essere esplorato utilizzando una varietà di strumenti. Usare robot umanoidi giganti è più facile ed economico.

Tuttavia, c'è un argomento a favore dell'esplorazione di Marte - terribilmente indiretto, ma su cui non ho nulla di speciale da obiettare. In parole povere, suona così: l'umanità nei paesi sviluppati è così stufa che è necessaria una mega idea per scuoterla ed eccitarla. E la creazione di un insediamento sufficientemente ampio su Marte può diventare un motore per lo sviluppo scientifico e tecnologico. E senza questo, le persone continueranno a cambiare smartphone, installarne di nuovi. giocattoli sui telefoni e attendere l'uscita di un nuovo set-top box sulla TV.

- Cioè, il volo delle persone su Marte è più o meno lo stesso del volo sulla luna nel 1969?

Ovviamente. Il volo sulla luna è stata la risposta americana ai successi sovietici. Certamente ha scosso quest'area della scienza e ha dato un grande impulso allo sviluppo. Ma dopo aver completato l'attività, tutto è finito nel nulla. Forse Marte avrà più o meno la stessa storia.

A proposito di miti

- Quali miti sull'astrofisica ti infastidiscono di più?

Non sono infastidito da alcun mito sull'astrofisica: ho un approccio buddista. Per cominciare, capisci che c'è un numero enorme di idioti tra le persone che fanno cose stupide e credono nelle sciocchezze. E tutto ciò che devi fare è bandirli sui tuoi social network.

Ma ci sono anche aree più serie. Ad esempio, i miti in questioni socio-politiche o in medicina - e possono essere più fastidiosi.

Come ricordo adesso, il 17 marzo, l'ultimo giorno in cui l'università ha lavorato. Ho pensato di andare subito dal terapista al policlinico, chiedergli alcune sciocchezze. Sono seduto in uno studio e poi un'infermiera porta una persona dal dottore con le parole: "Un giovane è venuto da te qui, ha una temperatura di 39 ° C".

L'inizio dell'epidemia, una persona è uno studente dell'Università statale di Mosca. E lui con tale temperatura si alzò e andò in clinica. E l'infermiera, invece di metterlo in un sacchetto di plastica, lo ha portato attraverso la linea dal terapeuta.

E questo mi preoccupa. Ma il fatto che la gente pensi che la Terra sia piatta e che gli americani non siano stati sulla Luna mi preoccupa secondariamente.

- Puoi, come astrofisico, spiegare perché l'astrologia non funziona?

Quando l'astrologia è apparsa mille anni fa, era un'ipotesi abbastanza legale e ragionevole. Le persone vedevano schemi nel mondo intorno a loro e cercavano di capirli. Questo desiderio era così forte che hanno iniziato a pensare - è solo che il nostro cervello è così organizzato che ordiniamo il mondo intorno.

Ma il tempo passò, apparvero la scienza normale e un concetto come la verifica, la verifica. Da qualche parte nel XVIII secolo, le persone iniziarono a provare a testare le ipotesi. E questi controlli sono diventati sempre di più.

Quindi, nel libro "Pseudoscienza e paranormaleJonathan Smith ha così tanti collegamenti a veri e propri assegni. È molto importante che all'inizio fossero occupati da persone che volevano dimostrare la correttezza di alcuni concetti, e non necessariamente l'astrologia. Hanno sperimentato ed elaborato i dati in modo onesto. E i risultati hanno indicato che l'astrologia non funzionava.

Dal punto di vista dell'astrofisica, anche questo è spiegato in modo molto semplice: i pianeti sono leggeri, distanti e di per sé non influenzano particolarmente la Terra. L'eccezione è l'influenza gravitazionale, ma è molto debole.

Dopotutto, lanciamo con calma satelliti vicini alla Terra, senza tener conto dell'influenza di Giove. Sì, il Sole e la Luna li influenzano, ma Giove no. Come ogni Mercurio o Saturno: uno è molto leggero e l'altro è molto lontano.

Quindi, in primo luogo, non esiste un agente di influenza concepibile e, in secondo luogo, i controlli con il desiderio di trovare una risposta sono stati effettuati molte volte. Ma le persone non hanno trovato niente.

Life hacking di Sergey Popov

Libri d'arte

C'era uno scrittore così meraviglioso - Yuri Dombrovsky, che ha un libro "Facoltà di cose inutili». Descrive questioni molto importanti per la nostra società: come funziona la società, cosa può accadere in essa e quali cose brutte dovrebbero essere evitate.

Anch'io amo moltissimo "Tarassaco Vino"Ray Bradbury. C'è anche un libro meraviglioso sulla crescita "Non lasciarmi andare"Kazuo Ishiguro.

Libri scientifici popolari

Consiglio il libro "Spiegare la religione»Pascal Boyer sulla natura del pensiero religioso. Consiglio anche "La biologia del bene e del male", In cui Robert Sapolski parla di come la scienza spiega le nostre azioni. C'è anche un libro su come funziona l'universo - "Perché il cielo è scuro»Vladimir Reshetnikov. E, naturalmente, uno dei miei... "Tutte le formule del mondo». Si tratta di come la matematica spiega le leggi della natura.

Film

Non guardo molta fantascienza. Di quest'ultimo, mi è piaciuto il film "Anon". Prende le tecnologie più avanzate, e chiaramente non fittizie (una cabina telefonica che non vola nel tempo) e analizza cose profonde.

Musica

Ascolto sempre molto la musica. Non c'è un posto tranquillo e calmo in cui lavorare, quindi mi metto le cuffie e ci lavoro. I rami sono tali: rock classico o alcune altre varianti di rock, jazz. Quando mi piace un tipo di musica, lo pubblico subito sui miei social network.

Ascolto una varietà di rock progressivo. Probabilmente la cosa migliore che è successa dal punto di vista del mio vecchio negli ultimi anni è stata Math rock, cioè matematica rock. Questo è uno stile molto interessante che mi sta vicino. Non è così triste come lo spettacolo di scarpe, da cui puoi deprimerti finché non trovi qualcosa di degno. Per far capire cosa mi piace nello specifico, chiamerò il gruppo Clever Girl e l'italiano Quintorigo.