"L'intero cielo dovrebbe essere in dischi volanti, ma non c'è niente di simile": un'intervista con l'astrofisico Sergei Popov

2024 Autore: Malcolm Clapton | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 04:01

Di altre civiltà, il volo su Marte, i buchi neri e lo spazio.

Sergey Popov - astrofisico, dottore in scienze fisiche e matematiche, professore dell'Accademia delle scienze russa. È impegnato nella divulgazione scientifica, parla di astronomia, fisica e tutto ciò che riguarda lo spazio.

Lifehacker ha parlato con Sergei Popov e ha scoperto come gli scienziati stanno studiando ciò che stava accadendo 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 senza senso.

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 divulgazione scientifica, ho capito che l'astronomia è più interessante per me. E ho subito iniziato a scoprire se era possibile farlo da qualche parte. Per fortuna c'erano i circoli astronomici, dove ho iniziato ad andare all'età di 13 anni.

Cioè, all'età di 13 anni hai capito che volevi essere uno scienziato?

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

Ad esempio, prima del mio hobby per l'astronomia, c'è stato un periodo in cui ero impegnato nell'allevamento di pesci d'acquario. E ricordo chiaramente cosa stavo pensando allora: "Entrerò nel dipartimento di biologia, studierò il pesce e diventerò un ittiologo". Quindi penso che sceglierei comunque qualcosa 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".

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

Perché studiarlo?

Buona domanda. Ovviamente non si può dare una risposta breve, ma si possono distinguere tre ragioni.

Innanzitutto, come dimostra la nostra esperienza, sarebbe bello studiare tutto. Dopotutto, tutte le scienze fondamentali hanno un uso, se non diretto, ma pratico: ci sono scoperte che poi tornano improvvisamente utili. È come se andassimo a caccia, vagassimo per alcuni giorni e sparassimo a un solo cervo. E questo è fantastico. Dopotutto, nessuno si aspettava come sarebbe stato in un poligono di tiro, quando i cervi saltano costantemente fuori e non resta che sparargli.

La seconda ragione è la mente umana. Siamo così organizzati che ci interessa tutto. Una parte delle persone farà sempre domande su come funziona il mondo. E oggi la scienza fondamentale fornisce le migliori risposte a queste domande.

E in terzo luogo, la scienza moderna è un'importante pratica sociale. Un numero piuttosto elevato di persone riceve nel tempo grandi quantità di conoscenze e abilità complesse. E la presenza di queste persone è molto importante per lo sviluppo della società. Così, negli anni '90, nel nostro paese circolava un detto popolare: il declino definitivo non è quando nel paese non ci sono persone che possono scrivere un articolo su Nature, ma quando non c'è chi può leggerlo.

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 accurata. Inoltre, nessuno ha cercato specificamente qualcosa che potesse renderlo più accurato - non esisteva un'idea del genere. Gli scienziati sono stati 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.

Alcuni algoritmi per l'elaborazione della tomografia (MRI) provengono dall'astrofisica. E i primi rivelatori di raggi X, che divennero il prototipo di macchine a raggi X negli aeroporti, furono sviluppati per risolvere problemi astrofisici.

E ci sono molti altri esempi del genere. Ho solo 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: dei conoscenti ti hanno portato in un ristorante esotico. Ho ordinato un piatto, mangi, sei delizioso. La domanda sorge spontanea: di cosa è fatto? E sebbene in una tale istituzione spesso sia meglio non sapere di cosa sia 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. Ci interessa come funziona la Terra, ad esempio, perché alcuni degli scenari catastrofici più realistici non sono legati al fatto che qualcosa ci cada in testa o che accada qualcosa al Sole. Sono collegati alla Terra.

Piuttosto, da qualche parte in Alaska, salterà fuori un vulcano 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'esercizio, leggo nuove pubblicazioni scientifiche. Un gruppo di articoli molto interessanti è apparso oggi sulla 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: tutto questo lo impariamo osservando altri sistemi solari. E, grosso modo, questi studi aiutano a capire quando salterà fuori qualche vulcano sul nostro pianeta.

Il nostro pianeta può lasciare la sua orbita? E cosa bisogna 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 influiscano in qualche modo sulla Terra.

Ad esempio, l'orbita di Mercurio è leggermente allungata e risente fortemente dell'influenza di altri corpi. Non si può dire che nei prossimi sei miliardi di anni Mercurio rimarrà nella sua orbita o sarà 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 volerà nel sistema solare. Ci sono pochi oggetti grandi, ma se volano dentro, sposteranno l'orbita planetaria. Per rassicurare le persone, devo dire che 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, che accade più spesso, riceve meno energia e, di conseguenza, iniziano i cambiamenti climatici su di esso (se c'era del clima). 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 purtroppo. Ad esempio, nel tempo ci fonderemo con la nebulosa di Andromeda. Andiamo avanti di qualche miliardo di anni. Andromeda è già più vicina e comincia ad aggrapparsi alla nostra galassia ai margini. Una persona nascerà silenziosamente, disimpara a scuola, andrà all'università, insegnerà, morirà - e nulla cambierà molto durante questo periodo.

Le stelle sono molto raramente disperse, quindi quando le galassie si fondono, non si scontrano. È come camminare nel deserto, dove sono sparsi 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 succede nulla in una collisione di galassie dal punto di vista delle persone che vivono su qualsiasi pianeta. Possiamo essere paragonati a muffe o batteri che vivono nel bagagliaio di un'auto. Puoi vendere questa macchina, te la possono rubare, puoi cambiare il motore. Ma per questo stampo, nel bagagliaio non cambia nulla. Devi arrivarci 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 nel passato e a scoprire come era tutto lì?

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

Questa è un'altra aggiunta alla domanda sul perché studiare la composizione chimica delle stelle. Poi, 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 il 90% o il 99, ma il 99% e molti nove dopo la virgola. E ci resta da estrapolare indietro.

Ci sono stati anche molti processi importanti che hanno avuto luogo nell'universo primordiale. E possiamo misurare i loro risultati. Ad esempio, i primi elementi chimici si sono formati allora 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 che abbiamo a disposizione per l'osservazione.

Puoi immaginarlo come un molteplice infinito o chiuso, ma sorgono domande stupide: cosa c'è al di fuori di questo molteplice? Questo accade spesso in assenza di osservazione e sperimentazione: il campo di attività diventa completamente speculativo, quindi 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 di masse stellari. C'è una grande differenza tra i due.

I buchi neri delle masse stellari sorgono negli ultimi stadi 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 - ce ne dovrebbero essere 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, nelle galassie 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, abbiamo un buco nero al centro della Galassia e 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: la dottrina crede che tutto in natura sia disposto in modo opportuno e che un obiettivo predeterminato sia realizzato in ogni sviluppo. … Niente esiste solo perché ha una qualche 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 evolvere 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 c'è la sensazione che se tutti i buchi neri vengono rimossi dall'intero Universo, non cambierà nulla.

A proposito di altre civiltà e 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 un lato parleremo della formula di Drake, dall'altro del paradosso di Fermi Il paradosso di Fermi è l'assenza di tracce visibili delle attività di civiltà aliene che si sarebbero dovute insediare in tutto l'Universo nei miliardi di anni del suo sviluppo. …

La formula di Drake mostra la prevalenza del numero di civiltà extraterrestri nella Galassia con cui abbiamo la possibilità di entrare in contatto. Prendiamo la nostra Galassia: i coefficienti ei 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 hanno in media queste stelle, quanti pianeti simili alla Terra. E più o meno conosciamo già 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 della stessa composizione chimica della Terra e circa alla 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 entro i prossimi 10 anni, per essere un grande ottimista, e 20-30 anni se stiamo più attenti.

Durante questo periodo impareremo ad 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 si basa su acqua e carbonio. È quasi certamente la forma di vita più comune. Ma in piccoli dettagli, potrebbe differire. Se arrivano gli alieni, non è un dato di fatto che possiamo mangiarci l'un l'altro. 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 sappiamo assolutamente nulla di questo.

Probabilmente, molti biologi ti diranno che se è sorta la vita biologica, 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, la gente è rimasta piuttosto sorpresa. 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. Questo significa che ci sono stelle 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 di simile - questo si chiama il paradosso di Fermi. E questo è incredibile.

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 pessimista è la vita di una civiltà tecnica. I pessimisti credono che tali civiltà, per qualche ragione, non vivano a lungo. 40 anni fa, pensavamo piuttosto che fosse in atto una guerra globale. Poco dopo, hanno iniziato a propendere per un disastro ambientale globale.

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

Questa è un'opzione pessimistica. Per non dire che credo in lui, ma non ho nessuna versione prioritaria. Forse, dopotutto, la mente sorge raramente. Oppure la vita appare sotto forma di batteri, ma non si sviluppa nemmeno 10 miliardi di anni prima dell'emergere di creature capaci di conquistare lo spazio.

Immagina che ci siano molti polpi o delfini intelligenti, ma non hanno maniglie e ovviamente non produrranno alcun radar potente. Forse non è affatto necessario che la vita intelligente porti all'invenzione delle astronavi o addirittura della televisione.

Cosa ne pensi dell'idea di colonizzare Marte? E c'è un ipotetico beneficio 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 puoi esplorare Marte usando una varietà di strumenti. È più facile ed economico utilizzare robot umanoidi giganti.

Tuttavia, c'è un argomento a favore dell'esplorazione di Marte - terribilmente indiretto, ma su cui non ho davvero nulla da obiettare. In parole povere, suona così: l'umanità nei paesi sviluppati è così stufo che è necessaria una mega-idea per scuoterla ed eccitarla. E la creazione di un insediamento abbastanza grande su Marte può diventare un volano per lo sviluppo scientifico e tecnologico. E senza questo, le persone continueranno a cambiare smartphone, mettere nuovi giocattoli sui loro telefoni e aspettare 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?

Certo. Il volo sulla luna fu 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 il compito, tutto è andato a vuoto. Forse Marte avrà circa la stessa storia.

A proposito di miti

Quali miti sull'astrofisica ti infastidiscono di più?

Non sono infastidito da nessun mito intorno all'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 quello che devi fare è bannarli sui tuoi social network.

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

Come ricordo adesso, il 17 marzo, l'ultimo giorno in cui l'università funzionava. Ho pensato di andare rapidamente dal terapeuta al policlinico, chiedere alcune sciocchezze. Sono seduto in un ufficio, e poi un'infermiera porta una persona da un medico 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 si è alzato con una tale temperatura ed è andato 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 in secondo luogo.

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 che li circondava 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 è passato, è apparsa la scienza normale e un concetto come verifica, verifica. Da qualche parte nel 18° secolo, le persone iniziarono a provare effettivamente a testare ipotesi. E questi controlli sono diventati sempre di più.

Quindi, nel libro "Pseudoscience and the Paranormal" di Jonathan Smith ci sono molti riferimenti a veri controlli. È molto importante che all'inizio fossero occupati da persone che volevano dimostrare la correttezza di qualche concetto, e non necessariamente l'astrologia. Hanno condotto esperimenti ed elaborato dati onestamente. E i risultati indicavano che l'astrologia non funzionava.

Dal punto di vista dell'astrofisica, anche questo si spiega molto semplicemente: 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 la gente non ha trovato nulla.

Hacking di vita da Sergey Popov

Libri d'arte

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

Inoltre amo molto "Dandelion Wine" di Ray Bradbury. C'è anche un meraviglioso libro sulla crescita "Don't Let Me Go" di Kazuo Ishiguro.

Libri di scienze popolari

Consiglio il libro "Spiegare la religione" di Pascal Boyer sulla natura del pensiero religioso. Raccomando anche La biologia del bene e del male, in cui Robert Sapolsky spiega come la scienza spiega le nostre azioni. C'è anche un libro su come funziona l'universo - "Perché il cielo è scuro" di 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 inventate (una cabina telefonica che non vola in tempo) e analizza cose profonde.

Musica

Ascolto sempre molto la musica. Non c'è un posto tranquillo e calmo dove lavorare, quindi metto le cuffie e ci lavoro. I rami sono i seguenti: rock classico o altre varianti del rock, jazz. Quando mi piace un po' di musica, la posto subito sui miei social.

Ascolto una varietà di rock progressivo. Probabilmente la cosa migliore che è successa dal punto di vista del mio vecchio negli ultimi anni è il rock matematico, cioè il rock matematico. Questo è uno stile molto interessante che mi è vicino. Non è triste come lo shoegazing, dal quale puoi deprimerti finché non trovi qualcosa di degno. Per chiarire cosa mi piace in particolare, chiamerò il gruppo Clever Girl e l'italiano Quintorigo.