„Celá obloha by měla být v létajících talířích, ale nic takového neexistuje“: rozhovor s astrofyzikem Sergejem Popovem

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 03:50

O jiných civilizacích, letu na Mars, černých dírách a vesmíru.

Sergey Popov - astrofyzik, doktor fyzikálních a matematických věd, profesor Ruské akademie věd. Věnuje se popularizaci vědy, mluví o astronomii, fyzice a všem, co souvisí s vesmírem.

Lifehacker hovořil se Sergejem Popovem a zjistil, jak vědci vyšetřují, co se dělo před miliardami let. A také zjišťoval, zda mají černé díry nějakou funkci, co se děje při slučování galaxií a proč je let na Mars nesmyslný nápad.

O astrofyzice

Proč jste se rozhodl studovat astrofyziku?

Když si vzpomínám na sebe ve věku 10-12 let, chápu, že tak či onak bych se zabýval základní vědou. Otázkou spíše bylo který. Při čtení populárně naučných knih jsem si uvědomil, že astronomie je pro mě zajímavější. A hned jsem začal zjišťovat, jestli se to někde dá udělat. Naštěstí existovaly astronomické kroužky, kam jsem začal chodit ve 13 letech.

To znamená, že ve 13 letech jste si uvědomil, že chcete být vědcem?

Nebyla tam žádná formovaná touha. Kdyby mě pak chytili a zeptali se, čím se chci stát, těžko bych odpověděl, že vědcem. Při vzpomínce na dětství si však myslím, že jen zvláštní události mě mohly svést z omylu.

Například před mým koníčkem pro astronomii bylo období, kdy jsem se zabýval chovem akvarijních rybiček. A jasně si pamatuji, co jsem si tehdy myslel: "Vstoupím na katedru biologie, budu studovat ryby a stanu se ichtyologem." Takže si myslím, že bych si ještě vybral něco, co souvisí s vědou.

Můžete stručně a jasně vysvětlit, co je astrofyzika?

Na jedné straně je astrofyzika součástí astronomie. Na druhou stranu je to součást fyziky. Fyzika se překládá jako „příroda“, respektive doslova astrofyzika – „nauka o povaze hvězd“a šířeji – „nauka o povaze nebeských těles“.

Z hlediska fyziky popisujeme, co se děje ve vesmíru, astrofyzika je tedy fyzika aplikovaná na astronomické objekty.

Proč to studovat?

Dobrá otázka. Samozřejmě nemůžete odpovědět stručně, ale lze rozlišit tři důvody.

Za prvé, jak ukazuje naše zkušenost, bylo by hezké si vše nastudovat. Koneckonců, všechny základní vědy mají, ne-li přímé, ale praktické využití: jsou objevy, které se pak najednou hodí. Je to, jako bychom šli na lov, pár dní se potulovali a zastřelili jediného jelena. A to je skvělé. Nikdo totiž nečekal, jaké to bude na střelnici, kdy jeleni neustále vyskakují a nezbývá než po nich střílet.

Druhým důvodem je lidská mysl. Jsme tak zařízeni, že nás zajímá všechno. Některá část lidí se bude vždy ptát na to, jak svět funguje. A dnes základní věda poskytuje nejlepší odpovědi na tyto otázky.

A za třetí, moderní věda je důležitou společenskou praxí. Poměrně velký počet lidí získává v průběhu času velmi velké množství komplexních znalostí a dovedností. A přítomnost těchto lidí je pro rozvoj společnosti velmi důležitá. V 90. letech u nás tedy kolovalo oblíbené úsloví: definitivní úpadek není, když v zemi nejsou lidé, kteří by mohli napsat článek do Nature, ale když nejsou žádní, kteří by jej uměli číst.

Jaké astrofyzikální objevy se již uplatňují v praxi?

Moderní systém řízení polohy je založen na kvasarech. Pokud by nebyly objeveny v 50. letech minulého století, měli bychom nyní méně přesnou navigaci. Navíc nikdo konkrétně nehledal něco, co by to mohlo zpřesnit – takový nápad neexistoval. Vědci se zabývali základní vědou a objevili vše, co jim přišlo pod ruku. Zejména taková užitečná věc.

Příští generace navigačních systémů pro kosmické lodě ve sluneční soustavě bude naváděna pulsary. Opět jde o zásadní objev 60. let, který byl zpočátku považován za zcela zbytečný.

Některé algoritmy pro zpracování tomografie (MRI) pocházejí z astrofyziky. A první rentgenové detektory, které se staly prototypem rentgenových přístrojů na letištích, byly vyvinuty pro řešení astrofyzikálních problémů.

A takových příkladů je mnohem víc. Vybral jsem jen ty, kde astrofyzikální objevy našly přímé praktické uplatnění.

Proč studovat chemické složení hvězd a planet?

Jak jsem řekl, v první řadě by mě zajímalo, z čeho jsou vyrobeny. Představte si: známí vás přivedli do exotické restaurace. Objednali jste si jídlo, jíte, jste vynikající. Nabízí se otázka: z čeho je vyroben? A ačkoli v takové instituci je často lepší nevědět, z čeho je pokrm vyroben, ale stále vás to zajímá. Někdo se zajímá o kotletu a astrofyziky - o hvězdu.

Za druhé, vše souvisí se vším. Zajímá nás, jak funguje Země, například proto, že některé nejrealističtější katastrofické scénáře nesouvisí s tím, že nám něco spadne na hlavu nebo se něco stane se Sluncem. Jsou spojeni se Zemí.

Spíše někde na Aljašce vyskočí sopka a všichni vymřou, kromě švábů. A takové věci chci zkoumat a předpovídat. K pochopení tohoto obrázku není dostatek geologického výzkumu, protože je důležité, jak byla Země vytvořena. A k tomu musíte studovat formování sluneční soustavy a vědět, co se stalo před 3,5 miliardami let.

Ráno po cvičení čtu nové vědecké publikace. V časopise Nature se dnes objevila velmi zajímavá hromada článků o tom, že vědci objevili planetu blízké a velmi mladé hvězdy. To je fantasticky důležité, protože je poblíž a lze jej dobře prozkoumat.

Jak vznikají planety, jak je uspořádána fyzika a tak dále – to vše se učíme pozorováním jiných slunečních soustav. A zhruba řečeno, tyto studie pomáhají pochopit, kdy nějaká sopka vyskočí na naši planetu.

Může naše planeta opustit svou oběžnou dráhu? A co je pro to potřeba udělat?

Samozřejmě, že může. Potřebujete jen vnější gravitační vliv. Naše sluneční soustava je však poměrně stabilní, protože je již stará. Existují nejistoty, ale je nepravděpodobné, že by nějak ovlivnily Zemi.

Například dráha Merkuru je mírně prodloužená a silně pociťuje vliv jiných těles. Nemůžeme říci, že v příštích šesti miliardách let zůstane Merkur na své oběžné dráze nebo bude vyvržen společným vlivem Venuše, Země a Jupiteru.

A u ostatních planet je vše pěkně stabilní, ale je mizivá pravděpodobnost, že třeba něco vletí do sluneční soustavy. Existuje jen málo velkých objektů, ale pokud přiletí, posunou planetární dráhu. Abych lidi uklidnil, musím říct, že je to velmi nepravděpodobné. Za celou dobu existence sluneční soustavy se to nikdy nestalo.

A co se v tomto případě stane s planetou?

Planetě samotné se nic nestane. Pokud se kvůli tomu vzdaluje od Slunce, což se stává častěji, dostává méně energie a v důsledku toho na něm začínají klimatické změny (pokud na něm vůbec nějaké klima bylo). Ale pokud by nebylo klima, jako na Merkuru, pak planeta jednoduše odletí a její povrch se postupně ochladí.

Pokud se naše galaxie srazí s jinou, změní to pro nás něco?

Velmi krátká odpověď je ne.

Děje se to velmi pomalu a smutně. Například časem splyneme s mlhovinou Andromeda. Přenesme se rychle o několik miliard let dopředu. Andromeda je již blíže a začíná se držet naší galaxie na okraji. Člověk se tiše narodí, nenaučí se ve škole, půjde na univerzitu, bude na ní učit, zemře – a za tu dobu se nic moc nezmění.

Hvězdy jsou velmi zřídka rozptýleny, takže když se galaxie spojí, nesrazí se. Je to jako procházka pouští, kde jsou roztroušené keře. Pokud je sloučíme s jinou pouští, bude zakrnělých keřů dvakrát tolik. Sice vás to před ničím nezachrání, ale poušť se v nádhernou zahradu nepromění.

V tomto smyslu se vzor hvězdné oblohy po dlouhou dobu mírně změní. Stejně se to mění, protože hvězdy se vůči sobě pohybují. Pokud ale splyneme s mlhovinou Andromeda, pak jich bude dvakrát tolik.

Při srážce galaxií se tedy z pohledu lidí žijících na jakékoli planetě nic neděje. Můžeme být přirovnáni k plísním nebo bakteriím žijícím v kufru auta. Toto auto můžete prodat, může vám být ukradeno, můžete vyměnit motor. U této plísně se ale v kufru nic nemění. Musíte se k tomu dostat přímo rozprašovačem a teprve potom se něco stane.

Velký třesk se stal před miliardami let. Jak se vědci naučili nahlížet do minulosti a zjišťovat, jak tam všechno bylo?

Prostor je docela průhledný, takže prostě vidíme daleko. Pozorujeme galaxie téměř úplně první generace. A nyní se staví dalekohledy, které by měly vidět tu úplně první generaci. Vesmír je dostatečně prázdný a z 13,7 miliard let evoluce je nám již k dispozici 11-12 miliard let.

To je další dodatek k otázce, proč studovat chemické složení hvězd. Pak vědět, co se stalo v první minutě po velkém třesku.

Máme poměrně přímá data – až do prvních desítek sekund existence života Vesmíru. Popíšeme ne 90 % nebo 99, ale 99 % a mnoho devítek za desetinnou čárkou. A zbývá nám to zpětně extrapolovat.

Ve velmi raném vesmíru také probíhalo mnoho důležitých procesů. A můžeme měřit jejich výsledky. Tehdy například vznikly první chemické prvky a hojnost chemických prvků můžeme měřit dnes.

Kde je hranice vesmíru?

Odpověď je velmi jednoduchá: nevíme. Můžete jít do podrobností a zeptat se, co tím myslíte, ale odpověď zůstane stále stejná. Náš vesmír je určitě větší než část, kterou máme k dispozici pro pozorování.

Můžete si to představit jako nekonečnou nebo uzavřenou manifold, ale vyvstávají hloupé otázky: co je mimo tuto manifold? To se často děje bez pozorování a experimentování: pole působnosti se stává zcela spekulativní, takže je mnohem obtížnější zde hypotézy ověřovat.

O černých dírách

Co jsou černé díry a proč se objevují ve všech galaxiích?

V astrofyzice známe dva hlavní typy černých děr: supermasivní černé díry v centrech galaxií a černé díry o hvězdných hmotnostech. Mezi těmito dvěma je velký rozdíl.

Černé díry hvězdných hmotností vznikají v pozdních fázích vývoje hvězd, kdy se jejich jádra po vyčerpání jaderného paliva zhroutí. Tento kolaps nic nezastaví a vznikne černá díra s hmotností rovnou 3, 4, 5 nebo 25 násobku hmotnosti Slunce. Takových černých děr je mnoho – v naší Galaxii by jich mělo být asi 100 milionů.

A ve velkých galaxiích v centru pozorujeme supermasivní černé díry. Jejich hmotnost může být velmi odlišná. V lehčích galaxiích může mít hmotnost černých děr tisíce slunečních hmotností a ve větších galaxiích desítky miliard. To znamená, že černá díra váží jako malá galaxie, ale zároveň se nachází ve středu velmi velkých galaxií.

Tyto černé díry mají trochu jinou historii původu. Existuje několik způsobů, jak můžete nejprve vytvořit černou díru, která pak spadne do středu galaxie a začne růst. Roste jednoduše absorbováním látky.

Černé díry se navíc mohou vzájemně spojovat. Takže máme černou díru ve středu Galaxie a černou díru v centru Andromedy. Galaxie se spojí – a po milionech či miliardách let se spojí i černé díry.

Mají černé díry nějakou funkci, nebo jsou jen vedlejším produktem?

Pojem moderní přírodní vědy není vlastní teleologii, doktrína věří, že vše v přírodě je uspořádáno účelně a že v každém vývoji je realizován předem stanovený cíl. … Nic neexistuje jen proto, že to má nějakou funkci.

Jako poslední možnost lze stále mluvit o symbiotických živých systémech. Existují například ptáci, kteří čistí zuby krokodýlů. Pokud vymřou všichni krokodýli, vymřou i tito ptáci. Nebo se vyvinout v něco úplně jiného.

Ale ve světě neživé přírody vše existuje, protože to existuje. Vše je, chcete-li, vedlejším produktem náhodného procesu. V tomto smyslu nemají černé díry žádnou funkci. Nebo o ní vůbec nevíme. To je teoreticky možné, ale existuje pocit, že pokud budou z celého Vesmíru odstraněny všechny černé díry, nic se nezmění.

O jiných civilizacích a letech na Mars

Po velkém třesku se zrodilo velké množství dalších planet a galaxií. Ukazuje se, že existuje možnost, že život také někde vznikl. Pokud existuje, jak daleko se mohl vyvinout až do dnešních dnů?

Na jedné straně budeme hovořit o Drakeově vzorci, na druhé o Fermiho paradoxu Fermiho paradox je absence viditelných stop aktivit mimozemských civilizací, které se měly usadit v celém Vesmíru za miliardy let jeho vývoje.. …

Drakeův vzorec ukazuje převahu počtu mimozemských civilizací v Galaxii, se kterými máme šanci přijít do kontaktu. Vezměte si naši Galaxii: koeficienty a faktory v Drakeově vzorci lze rozdělit do tří hlavních skupin.

První skupina je astronomická. Kolik hvězd v Galaxii je podobných Slunci, kolik planet mají tyto hvězdy v průměru, kolik planet podobných Zemi. A tato čísla již víceméně známe.

Například víme, kolik hvězd je podobných Slunci – je jich mnoho, velmi mnoho. Nebo jak často existují terestrické planety - velmi často. Tohle je fajn.

Druhá skupina je biologická. Máme planetu přibližně stejného chemického složení jako Země a přibližně stejnou vzdálenost od hvězdy, která vypadá jako Slunce. Jaká je pravděpodobnost, že se tam objeví život? Zde nevíme nic: ani z hlediska teorie, ani z hlediska pozorování. Ale doufáme, že se během příštích 10 let doslova hodně naučíme, že budeme velkým optimistou, a 20–30 let, pokud budeme opatrnější.

Během této doby se naučíme, jak analyzovat složení atmosfér planet podobných Zemi a jiných hvězd. Podle toho budeme schopni detekovat látky, které si můžeme spojovat s existencí života.

Zhruba řečeno, pozemský život je založen na vodě a uhlíku. Je to téměř jistě nejběžnější forma života. V malých detailech se ale může lišit. Pokud přiletí mimozemšťané, není pravda, že se můžeme navzájem sníst. S největší pravděpodobností však pijí vodu, a proto je jejich forma života uhlík. To však nevíme jistě a doufáme, že se to brzy dozvíme.

Můj názor, který se téměř na ničem nezakládá, je ten, že biologický život se s největší pravděpodobností vyskytuje často.

Ale proč potom nevidíme tento jiný život?

Nyní přejdeme ke třetí části Drakeova vzorce. Jak často se tento život stává inteligentním a technologickým. A jak dlouho tento technologický život žije. O tomhle vůbec nic nevíme.

Mnoho biologů vám pravděpodobně řekne, že pokud vznikl biologický život, pak je rozum po ruce, protože na evoluci je dost času. Není to pravda, ale můžete tomu věřit.

A když Drake přišel se svým vzorcem, lidé byli docela překvapeni. Koneckonců se zdá, že v našem životě není nic neobvyklého, což znamená, že ve Vesmíru by mělo být hodně života. Naše Slunce je staré pouze 4,5 miliardy let a Galaxie je stará 11-12 miliard let. To znamená, že existují hvězdy, které jsou mnohem starší než my.

V Galaxii musí být mnoho planet, které jsou o tisíc, deset, sto, miliony, miliardy a pět miliard let starší než my. Zdálo by se, že celá obloha by měla být v létajících talířích, ale nic takového neexistuje – tomu se říká Fermiho paradox. A to je úžasné.

Pro vysvětlení absence jiného života je nutné velmi snížit nějaký koeficient v Drakeově vzorci, ale nevíme jaký.

A pak vše závisí na vašem optimismu. Nejpesimističtější variantou je životnost technické civilizace. Pesimisté věří, že takové civilizace z nějakého důvodu nežijí dlouho. Před 40 lety jsme si spíše mysleli, že probíhá globální válka. O něco později se začali přiklánět ke globální ekologické katastrofě.

To znamená, že lidé prostě nemají čas létat na jiné planety nebo se dostatečně vyvíjet, aby to dokázali?

Toto je pesimistická varianta. Neříkám, že mu věřím, ale žádnou přednostní verzi nemám. Možná se mysl přece jen zřídka objevuje. Nebo se život objevuje ve formě bakterií, ale nevyvíjí se ani 10 miliard let před vznikem tvorů schopných dobýt vesmír.

Představte si, že existuje mnoho inteligentních chobotnic nebo delfínů, ale nemají kliky a evidentně neudělají žádné silné radary. Možná není vůbec nutné, aby inteligentní život vedl k vynálezu hvězdných lodí nebo dokonce televize.

Jak se cítíte při myšlence kolonizace Marsu? A má to hypotetický přínos?

Nevím, proč je nutné kolonizovat Mars, a proto jsem spíše negativní. Samozřejmě, že máme zájem tuto planetu prozkoumat, ale rozhodně to nebere mnoho lidí. S největší pravděpodobností k tomu nejsou vůbec potřeba, protože Mars můžete prozkoumat pomocí různých přístrojů. Je jednodušší a levnější používat obří humanoidní roboty.

Existuje však argument ve prospěch průzkumu Marsu – strašně nepřímý, ale proti kterému opravdu nemám co namítat. Zhruba řečeno to zní takto: lidstvo ve vyspělých zemích je tak otrávené, že je potřeba mega nápad, který by ho otřásl a vzrušil. A vytvoření poměrně velké osady na Marsu se může stát hnacím motorem vědeckého a technologického rozvoje. A bez toho budou lidé dál měnit smartphony, dávat si na telefony nové hračky a čekat na vydání nového set-top boxu do televize.

To znamená, že let lidí na Mars je přibližně stejný jako let na Měsíc v roce 1969?

Samozřejmě. Let na Měsíc byl americkou odpovědí na sovětské úspěchy. Rozhodně otřásl touto oblastí vědy a dal velmi velký impuls rozvoji. Po splnění úkolu ale vše přišlo vniveč. Možná, že Mars bude mít přibližně stejný příběh.

O mýtech

Jaké mýty kolem astrofyziky vás nejvíce štvou?

Neštvou mě žádné mýty kolem astrofyziky: mám buddhistický přístup. Pro začátek chápete, že mezi lidmi je obrovské množství idiotů, kteří dělají hlouposti a věří nesmyslům. A stačí je zakázat na svých sociálních sítích.

Jsou ale i vážnější oblasti. Například mýty ve společensko-politických záležitostech nebo v medicíně – a ty mohou být otravnější.

Jak si teď pamatuji, 17. březen, poslední den, kdy univerzita fungovala. Napadlo mě rychle zajít k terapeutovi do polikliniky, zeptat se na nějaké nesmysly. Sedím v kanceláři a pak sestra přivede člověka k lékaři se slovy: "Přišel sem k vám mladý muž, má teplotu 39°C."

Na začátku epidemie je člověk studentem Moskevské státní univerzity. A vstal s takovou teplotou a šel na kliniku. A sestra, místo aby ho zabalila do igelitové tašky, ho odvedla přes linku k terapeutovi.

A to mě znepokojuje. Ale to, že si lidé myslí, že Země je placatá a Američané nebyli na Měsíci, mě znepokojuje zadruhé.

Můžete jako astrofyzik vysvětlit, proč astrologie nefunguje?

Když se před tisíci lety objevila astrologie, byla to celkem legální a rozumná hypotéza. Lidé viděli vzory ve světě kolem sebe a snažili se jim porozumět. Tato touha byla tak silná, že začali vymýšlet – prostě náš mozek je tak uspořádaný, že svět kolem sebe řídíme.

Ale čas plynul, objevila se normální věda a takový koncept jako ověřování, ověřování. Někde v 18. století se lidé začali skutečně pokoušet hypotézy testovat. A těchto kontrol bylo stále více.

Takže v knize "Pseudoscience and the Paranormal" od Jonathana Smithe je mnoho odkazů na skutečné kontroly. Je velmi důležité, že na začátku byly obsazeny lidmi, kteří chtěli dokázat správnost nějakého konceptu, a ne nutně astrologie. Poctivě prováděli experimenty a zpracovávali data. A výsledky ukázaly, že astrologie nefunguje.

Z hlediska astrofyziky je to také vysvětleno docela jednoduše: planety jsou lehké, vzdálené a samy o sobě Zemi nijak zvlášť neovlivňují. Výjimkou je gravitační vliv, ale ten je velmi slabý.

Vždyť v klidu vypouštíme družice blízké země, aniž bychom brali v úvahu vliv Jupitera. Ano, Slunce a Měsíc je ovlivňují, ale Jupiter ne. Jako každý Merkur nebo Saturn: jeden je velmi lehký a druhý je velmi daleko.

Za prvé tedy není myslitelný činitel vlivu a za druhé kontroly s touhou najít odpověď byly prováděny mnohokrát. Lidé ale nic nenašli.

Life hacking od Sergeje Popova

Knihy o umění

Byl tam takový úžasný spisovatel - Jurij Dombrovský, který má knihu "Fakulta zbytečných věcí". Popisuje velmi důležitá témata pro naši společnost: jak společnost funguje, co se v ní může stát a čeho špatného je třeba se vyvarovat.

Také opravdu miluji "Dandelion Wine" od Raye Bradburyho. Existuje také nádherná kniha o dospívání „Nenech mě jít“od Kazuo Ishiguro.

Populárně vědecké knihy

Doporučuji knihu "Vysvětlování náboženství" od Pascala Boyera o podstatě náboženského myšlení. Doporučuji také The Biology of Good and Evil, kde Robert Sapolsky vysvětluje, jak věda vysvětluje naše jednání. Existuje i kniha o tom, jak vesmír funguje – „Proč je nebe tmavé“od Vladimira Rešetnikova. A samozřejmě jeden můj - "Všechny vzorce světa." Jde o to, jak matematika vysvětluje přírodní zákony.

Filmy

Sci-fi moc nesleduji. Z těch posledních se mi líbil film "Anon". Bere ty nejpokročilejší technologie a zjevně nevynalezené (telefonní budka, která nelétá v čase) a analyzuje hluboké věci.

Hudba

Vždycky hodně poslouchám hudbu. Není tam žádné tiché a klidné místo na práci, tak si nasadím sluchátka a pracuji s tím. Odvětví jsou následující: klasický rock nebo některé další varianty rocku, jazz. Když se mi líbí nějaká hudba, okamžitě ji dám na své sociální sítě.

Poslouchám různé progresivní rocky. Asi to nejlepší, co se v posledních letech z pohledu mého starého muže stalo, je Math rock, tedy matematický rock. Jde o velmi zajímavý styl, který je mi blízký. Není to tak truchlivé jako shoegazing, ze kterého se můžete dostat do deprese, dokud nenajdete něco, co stojí za to. Aby bylo jasné, co se mi konkrétně líbí, nazvu skupinu Clever Girl a italské Quintorigo.