№ 1 (1659) от 13 января 2022 года
Разговор о космосе
«Голливуд приучил, что все просто»
Доцент кафедры радиофизики и теоретической физики, проректор по развитию международной деятельности АГУ Роман Ильич Райкин в большом интервью информационному агентству «Амител» рассказал о черных дырах, астероидах и сверхбыстрых частицах в космосе.

– Когда мы говорим о космосе и Алтайском крае, то сразу вспоминаем космонавта Германа Титова. Со стороны кажется, что мы до сих пор живем на его наследии и никаких успехов в области астронавтики и астрофизики за это время в крае не произошло. Или это не так?
– Помимо того, что Алтай – родина очень талантливых, смелых и героических людей, оставивших свой след, в том числе, и в освоении околоземного космического пространства, у нас в регионе работают сильные научные школы, занимающиеся астрофизикой как наукой. Нужно отметить, что территория Алтая интересна для ученых благодаря хорошему астроклимату. Не случайно именно у нас, в Змеиногорском районе, построен мощный центр оптических наблюдений искусственных спутников земли – Алтайский оптико-лазерный центр имени Германа Титова. Для наблюдений в оптическом диапазоне очень важны чистота и прозрачность атмосферы, отсутствие облачности, антропогенной засветки. На Алтае – как в Алтайском крае, так и в Республике Алтай – есть районы с уникальными, одними из лучших в России и даже в мире, астроклиматическими условиями. Кстати, в рамках проекта по развитию обсерватории TAIGA мы в последние годы изучаем астроклиматические условия регионов Большого Алтая с целью поиска места, где лучше всего разместить новую полномасштабную обсерваторию класса мегасайенс. По нашим данным, полученным в результате обработки информации с космических приборов, одной из лучших площадок для реализации проекта является конкретная территория в Горном Алтае. Помимо характеристик атмосферы, для гамма-астрономии важную роль играет высота над уровнем моря, и здесь горные плато Алтая подходят идеально. Мы очень надеемся, что наш с коллегами совместный проект получит поддержку в рамках федеральной программы строительства мегасайенс-установок на территории России.

– Центр космического мониторинга АГУ занимается еще и прогнозированием погоды. Алтайскому краю грозит глобальное потепление?
– Начнем с того, что климат и погода – это совсем разные вещи. В центре, основываясь на оперативных данных космического мониторинга, формируют краткосрочные прогнозы опасных гидрометеорологических явлений: сильных ветров, мощных осадков, аномально жаркой погоды. Эти данные используются территориальными органами для принятия решений по предотвращению возможного ущерба экономике региона и опасности для жизни людей в случае возникновения чрезвычайных ситуаций. Что касается климатических исследований, сегодня хорошо известно, что глобальные климатические изменения действительно происходят, причем в Сибири и Арктике скорость роста средней температуры значительно превосходит среднемировую. Одной из научных тем центра является моделирование регионального климата. Используя суперкомпьютерные ресурсы нашего партнера – Института вычислительных технологий, а также данные космического мониторинга, специалисты центра выполняют расчеты сценариев динамики климата региона. К сожалению, точные оценки в этой области невозможны, как и затруднены прогнозы конкретных последствий по влиянию на экосистемы и экономику. Однако в целом ясно, что быстрые изменения климата несут за собой множество негативных моментов, и усилия мирового сообщества по смягчению глобального потепления за счет снижения выбросов парниковых газов имеют под собой научные основания.
– В советское время денег на исследование космоса не жалели. А как сейчас с финансированием?
– В годы, когда исследования космоса были напрямую увязаны с решением задач обороноспособности государства и победы в «холодной войне», с реализацией исследовательских проектов с точки зрения финансирования действительно было несколько проще. Хотя сейчас существует достаточно много крупных дорогостоящих международных проектов, где участвует наша страна. Так, например, министр науки и высшего образования Валерий Фальков в 2021 году открыл крупнейший в Северном полушарии подводный нейтринный телескоп на озере Байкал. Его детекторы на основе фотоэлектронных умножителей занимают половину кубического километра с перспективой достичь вдвое большего объема, а идеально прозрачная байкальская вода позволяет очень точно регистрировать проходящие через нее частицы. Буквально несколько недель назад пришло сообщение о первом одновременном детектировании астрофизических нейтрино, предположительно из одного источника, двумя крупнейшими мировыми установками – IceCube на Южном полюсе и Байкальским нейтринным телескопом. Это вполне ожидаемый, но очень важный результат.

Можно вновь упомянуть и обсерваторию TAIGA, и проект «Радиоастрон», и многие другие эксперименты в области астрофизики, где наша страна является ведущим участником.
Поэтому нельзя сказать, что сейчас исследования космоса не финансируются, но ученым всегда мало. Есть известное изречение, что ученый – это человек, который за счет государства удовлетворяет свое любопытство. И конечно, постоянно звучит вопрос: зачем нужна фундаментальная наука, когда денег так не хватает на социальные проекты, непосредственно направленные на улучшение качества жизни людей. Существует немало конкретных примеров перехода фундаментальных результатов в область технологий. Один из типичных – системы глобального позиционирования, которые сегодня используются повсеместно и практически незаменимы в быту. Они работают благодаря тому, что спутники сами ориентируется по квазарам – далеким ярчайшим астрономическим объектам, ядрам активных галактик. Огромное число научных открытий, плоды которых сегодня используются, скажем, в высокотехнологичной медицине, было сделано физиками-ядерщиками и астрофизиками. И конечно, работа на переднем крае фундаментальной науки – это бесценный опыт для студентов и аспирантов, которые в дальнейшем оказываются лучшими разработчиками новых решений уже для рынка продуктов и технологий.
– Илон Маск хочет колонизировать Марс и возить туда туристов уже в ближайшее десятилетие. Как развитие негосударственных космических инициатив повлияет на астрофизику?
– Думаю, частная предпринимательская инициатива, конечно, должна двигать вперед космические программы, в том числе и в России. Я как ученый это только приветствую, так как участие частного бизнеса способствует удешевлению космических проектов, в том числе делает более доступными исследовательские космические платформы. Сегодня собственные спутники могут разрабатывать университеты, есть уже примеры таких запусков. Мы тоже всерьез думаем о подобном проекте, есть на этот счет идеи и предложения о сотрудничестве, кстати, от российской частной космической компании «Спутникс».
Ну а по поводу колонизации Марса, мне все же кажется, что это гораздо более отдаленная перспектива, чем об этом говорит Илон Маск. Хотя сам пилотируемый перелет к Красной планете не выглядит сегодня чем-то неосуществимым, поддержка постоянной колонии – это все же очень дорогое удовольствие.
– В 60-е годы все думали, что в начале XXI века мы уже колонизируем Марс и, как в романах Артура Кларка, будем летать к 2001 году к Юпитеру. Настолько стремительно развивалась наука. Сейчас мы уже даже не летаем на Луну и такое ощущение, что исследование космоса вокруг нас прекратилось. Это так?
– Все как раз наоборот: мы просто стали более прагматичными. Роботы летают везде. Аппараты, построенные еще в 60-е и 70-е, уже вылетели за пределы Солнечной системы и продолжают снабжать ученых научными данными. Новые, гораздо более продвинутые межпланетные зонды исследуют планеты, их спутники и малые тела Солнечной системы. Например, аппарат «Юнона» находится на орбите Юпитера прямо сейчас. Другой вопрос, что мы перестали тратить колоссальные ресурсы, чтобы отправлять в дальние избыточно рискованные космические путешествия человека. И это, конечно, обидно с обывательской точки зрения, но специалисты не видят в этом практического смысла.

По поводу фантастических сюжетов, которые могут стать реальностью, тоже не все так плохо. Если во времена выхода первых фильмов «Звездных войн» ученые скептически относились к существованию жизни на других планетах, то сейчас специалисты в этом уже практически не сомневаются. Другое дело, сможем ли мы когда-нибудь пересечься во времени и пространстве с высокоорганизованными живыми существами с других планет. На этот вопрос пока нет однозначного ответа. Зато в 2021 году был запущен космический аппарат под названием DART, целью которого является столкновение с астероидом для изменения его траектории.
Таким образом, человечество уже на практике отрабатывает технологию защиты от опасных космических тел, почти как в фильме «Армагеддон».
– Есть знаменитый парадокс Энрико Ферми, что пока мы со скоростью света долетим до планеты, где есть жизнь, пройдут миллионы лет и за это время цивилизация может исчезнуть.
– Суть парадокса Ферми в том, что мы должны видеть следы деятельности развитых цивилизаций внеземного происхождения, например, принимать радиосигналы от них, но почему-то их не наблюдаем. Существует множество различных объяснений этого парадокса, и вы правы, скорость света (примерно 300 тысяч километров в секунду) является теоретическим пределом для скорости распространения физических сигналов в нашем мире, тем более ее не может превысить космический корабль. Экзотические теории о возможности путешествий в космосе на дальние расстояния с использованием эффектов новой физики пока не подтверждены. Даже до ближайших к нам галактик лететь миллионы лет, а значит, шансы обменяться с инопланетянами рукопожатиями, вероятнее всего, ничтожны.
– Другим важным открытием последних десятилетий является ускоренное расширение Вселенной. Что это означает для человечества?

– Действительно, за открытие ускоренного расширения Вселенной американскому ученому Солу Перлмуттеру, австралийцу Брайану Шмидту и американцу Адаму Рису была присуждена Нобелевская премия по физике в 2011 году. Открытие было сделано в 1998-м посредством изучения оценок расстояний до сверхновых звезд. Оказалось, что в энергетическом балансе Вселенной почти три четвертых составляет загадочная темная энергия, которая и заставляет нашу Вселенную раздуваться с ускорением. Но и в оставшейся четверти обычная материя, успехами в изучении которой физики так гордятся, составляет лишь небольшую долю, уступая темной материи, природа которой тоже до сих пор неясна. В итоге ученые сегодня более-менее хорошо представляют себе устройство менее 5 % нашего мира.

– Есть учебник по астрофизике, написанный еще в конце 50-х. Там авторы уверяют, что никаких экзопланет не может существовать, а наша Вселенная не будет расширяться. Всего за полвека ученые опровергли эти гипотезы. Есть понимание того, какие открытия произойдут в астрофизике еще через полвека?

– Астрофизика развивается очень быстрыми темпами. Блестящие учебники, написанные лучшими специалистами, устаревают в каких-то аспектах буквально за несколько лет. Но понимание, куда двигаться, и определенные прогнозы, конечно, есть. Ученые очень ждут в относительно близком будущем выяснения природы темной материи, а также подтверждения правильности инфляционной модели Вселенной, которая описывает, что происходило в первые мгновения после большого взрыва. Кстати, ключевой вклад в создание этой теории был сделан советскими физиками Андреем Линде, Алексеем Старобинским, Вячеславом Мухановым и другими. Есть много нерешенных вопросов и обоснованные надежды на продвижение по проблемам физики черных дыр и нейтронных звезд. Развивается так называемая многоканальная астрономия – исследование свойств далеких космических объектов и процессов за счет комплексной регистрации порожденных ими электромагнитных, гравитационных волн и элементарных частиц разными, но синхронизированными детекторами. Продолжается активное изучение экзопланет и поиски следов внеземной жизни. Буквально несколько дней назад запущен космический телескоп нового поколения «Джеймс Уэбб», который заменит знаменитый телескоп «Хаббл» и откроет новую эру в астрономических наблюдениях. Для нашей научной группы такой проблемой является установление происхождения космических частиц экстремально высоких энергий – так называемых космических лучей. Они были открыты более 100 лет назад, но до сих пор неясно, какие источники их производят.

– В чем ценность этих лучей?

– Эти частицы имеют колоссальную энергию. Гораздо больше, чем удалось достичь на Большом адронном коллайдере и вообще в земных условиях. Именно в экспериментах с космическими лучами удалось сделать целый ряд нобелевских открытий, например, впервые экспериментально обнаружить античастицу. С изучением космических лучей связан целый ряд интересных направлений, в том числе имеющих прикладной аспект, например, мюонная томография – метод, использующий космические мюоны для создания трехмерных изображений структуры крупных или труднодоступных объектов. В 2021 году даже появилась работа, в которой мюонная томография обычно, несмотря на название, не имеющая медицинского применения, предлагается к использованию в качестве средства мониторинга состояния легких у больных COVID-19.

– Хватает ресурсов у университета, чтобы изучать эти частицы?

– Благодаря наличию в университете лабораторий, совместных с институтами РАН, и научным консорциумам, созданным в рамках программы развития университета, мы имеем доступ к уникальному научному оборудованию и суперкомпьютерным мощностям, которых нет в распоряжении университета. Но серьезные научные эксперименты в области астрофизики, как правило, вообще не способен построить и поддерживать один отдельный университет. Например, самая крупная в мире на настоящий момент установка по регистрации космических лучей ультравысоких энергий покрывает детекторами площадь 3 тысячи квадратных километров. Это Обсерватория имени Пьера Ожэ в Аргентине, бюджет на ее строительство, модернизацию и эксплуатацию составляет многие десятки миллионов долларов. Кстати, в этой международной коллаборации сейчас работает выпускник АГУ Алексей Юшков. В декабре он провел семинар для студентов нашего университета и ознакомил их с последними достижениями и перспективами в этой области исследований.

– Сейчас ученые активно изучают природу черных дыр. Есть замечательные исследования о гравитационных волнах американского физика Кипа Торна, за которые он получил Нобелевскую премию. Объясните, почему черные дыры так интересуют ученых по всему миру?

– К черным дырам такой большой интерес, потому что они представляют собой очень экзотические объекты и их изучение может пролить свет на многие загадки астрофизики и космологии. Это области пространства-времени с такой сильной гравитацией, которую не могут преодолеть даже объекты, движущиеся со скоростью света. Очень широко по всему миру разошлась первая «фотография тени черной дыры», полученная глобальной сетью радиотелескопов – «Телескопом горизонта событий» – в 2019 году.

Однако Нобелевская премия 2017 года, о которой вы говорите, была вручена не за исследование непосредственно природы черных дыр, а за открытие гравитационных волн от их слияния – фактически очередное блестящее подтверждение общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Это, кстати, очень редкий случай – Нобелевская премия была вручена сразу после открытия ученым, внесшим определяющий вклад в экспериментальную регистрацию явления, предсказанного более 100 лет назад. В науке, в отличие от сфер бизнеса и технологий, обычно идея ценится гораздо больше, чем ее реализация.

– Верите ли вы в теорию астрофизика Константина Батыгина, что в нашей Солнечной системе есть девятая планета?

– Это не вопрос веры. Работы Батыгина и его соавторов выполнены очень тщательно и нет поводов не доверять этим результатам.

– Вы бы хотели полететь в космос?

– Я никогда не мечтал о полете в космос. Мешают слишком высокий рост и, чего греха таить, робость. Но все меняется. Вы наверняка знаете, что 2021 год стал очень урожайным на полеты непрофессиональных космонавтов. Уверен, что скоро полеты за пределы земной атмосферы станут обыденностью и с точки зрения туризма, и утилитарно для быстрых межконтинентальных перелетов. Тогда, пожалуй, и я куплю билет на космолет.








          Мы Вконтакте


          Мы в Facebook



«За науку!» © 1980-2020
При использовании материалов газеты
ссылка на "За науку!" обязательна
Мнения отдельных авторов не всегда совпадают с точкой зрения редакции.
Редакция оставляет за собой право публиковать такие материалы в порядке обсуждения.
Контактные адреса
656099, Барнаул,
пр-т Ленина 61, ауд. 901.
Телефон: (3852) 29-12-60
E-mail: natapisma7@gmail.com
Internet: http://zn.asu.ru