В чем заключается теория Большого взрыва, что из себя представляют черные дыры и когда ярким светом озарились звезды? В «Сириусе» продолжается цикл «Космических лекций» с ведущими экспертами в этой области. На этот раз с воспитанниками Центра встретился астрофизик, доктор физико-математических наук, профессор, главный научный сотрудник отдела релятивистской астрофизики Государственного Астрономического института им. П.К. Штернберга МГУ им. М.В. Ломоносова Михаил Сажин.
«Наш разговор с ребятами – это «путешествие» по просторам Вселенной. Мы начали с простого понимания, что она из себя представляет, какие открытия в ее изучении были сделаны великими учеными и как эти научные знания могут помочь нам, коснулись темной материи и энергии, а затем «вернулись» обратно в Солнечную систему», – рассказал педагог.
Суть лекции не только в изучении и понимании истории открытия расширения Вселенной, а возникновении нашего мира по сценарию Большого взрыва. А значит, нет ничего удивительного в том, что у школьников возникли к ученому вопросы о современных подходах физики и космологии к понятиям пространства и времени, галактической и звездной эволюции.
– Михаил Васильевич, теория Большого взрыва, убеждающая нас, что Вселенная возникла из точки с нулевым объемом и бесконечно высокими плотностью и температурой – это все-таки фантастика, или явление, с которым ученым сегодня приходится считаться?
– Это не фантастика. Теория Большого взрыва, как общепринятая космологическая модель, описывающая раннее развитие Вселенной, получила столь же устойчивый фундамент, как и остальные физические теории.
– Правда ли, что астрофизикам удалось обнаружить и зафиксировать в пространстве след гравитационных волн, и можно ли их интерпретировать, как доказательство теории Большого взрыва?
– Астрофизики действительно зарегистрировали гравитационные волны от слияния двойных черных дыр. Но это не имеет отношения к Большому взрыву. Большой взрыв – это теория, которая описывает поведение нашей Вселенной в целом. А всплеск гравитационных волн – это локальные события, произошедшие в далеких галактиках несколько сотен миллионов лет назад, след которых дошел до нас только сейчас.
– Что из себя представляют гравитационные волны и каким образом ученые смогли их зафиксировать?
– Гравитационные волны – это искривления в плотности пространства-времени, которые то сжимается, то разжимается. Кстати, стоит оговориться, что продвинуться в понимании сущности явлений, описывающих наш мир, позволил оригинальный математический аппарат неевклидовой геометрии. Так вот, искривления гравитационных волн достаточно малы и для того, чтобы их зарегистрировать, ученым понадобилось измерять в пространстве расстояние, во много миллиардов раз меньше размера атомного ядра. Поэтому зафиксировать их получилось с помощью технологий так называемых лазерных интерферометрических гравитационно-волновых обсерваторий.
– А как впервые возникли представления этих явлений, а главное – что нам дает их регистрация?
– Гравитационные волны были предсказаны Эйнштейном, когда он определил, что уравнения общей теории относительности позволяют вычислять физически разумные модели мироздания. По сути Общая теория относительности является теорией гравитации, в которой могут существовать так называемые статистические и переменные (нестационарные) поля. Они очень слабо излучаются и поглощаются. И в этом основная трудность их детектирования. Но есть и плюсы: эти поля распространяются на очень большие расстояния и ни с чем не взаимодействуют, что позволяет нам их регрессировать, а значит, и получать информацию о ранних моментах возникновения нашей вселенной и самых нетривиальных событиях внутри черных дыр.
– Михаил Васильевич, расскажите, над чем Вы сейчас работаете.
– Сейчас в поле моих интересов так называемая микросекундная астрометрия. Наука, посвященная явлению положений звезд на небе. Объясню, в чем суть. Из-за того, что в нашей галактике есть нестационарные гравитационные поля, видимые положения звезд постоянно меняются. Вернее, нам только кажется, что они меняются, а на самом деле причина в излучаемом этими звездами свете, который движется не по прямой линии, а по кривой, создавая эффект смещения. Я изучаю эти «смещения» и надеюсь по ним определить количество темной материи в нашей галактике и может быть, открыть новые явления.
– А насколько сегодня востребована профессия астрофизика и есть ли перспективы строить карьеру в этой области?
– Безусловно, есть. И связано это с тем, что экспериментальная физика фундаментальных частиц выходит далеко за рамки лабораторий и переносит свои исследования в космос. Мы только сейчас начинаем понимать, насколько наша Вселенная еще нами не изучена, и в ближайшие 10-15 лет ученым предстоит сделать в этой области много открытий. Может быть, этими астрофизиками и астрономами станете именно вы.
Воспитанники «Сириуса» такой возможности не исключают. «Изучение Солнечной системы, ее планет, других галактик – дело сложное, но интересное. Если это поможет стать ближе к космосу, то почему бы и нет?», – размышляют ребята.
«Я не мог пропустить эту лекцию, мне нравится узнавать все, что касается Вселенной и представлять открытия, которые сейчас могут показаться фантастическими. Материя, энергия, искривления пространства – темы, о которых я прочел уже немало книг. Поэтому мне несложно представить себя в будущем ученым-астрофизиком, тем более, что выбор моей профессии уже точно будет связан с точными науками», – рассказал нам 15-летний Никита Ламухин из Иркутска.
