# Астроном Аомава Шилдс: «Если мы одни во Вселенной — это ужасная трата пространства» Источник: https://www.youtube.com/watch?v=61ZC_2qhT4Y Канал: Talks at Google Опубликовано: 27.10.2023 --- Доктор Аомава Шилдс (Aomawa Shields) — астроном, планетолог и профессор Калифорнийского университета в Ирвайне — в рамках проекта Talks at Google представила свои мемуары «Жизнь на других планетах» (Life on Other Planets). В ходе беседы с инженером Google Дженнифер Ферник она рассказала о поиске внеземной жизни через компьютерное моделирование климата, о масштабности Вселенной и о том, как личный опыт и занятия искусством помогли ей вернуться в науку после 11-летнего перерыва. ## 🌌 Поиск жизни: масштаб 10^22 и правило золотой середины [[JUMP:01:02]] Главный вопрос, на который пытается ответить исследовательская группа Аомавы Шилдс: одиноки ли мы во Вселенной [1:16]. Чтобы осознать вероятность обнаружения жизни, Шилдс приводит статистику: в наблюдаемой Вселенной насчитывается порядка 10^22 звезд [2:51]. Для визуализации этого числа Шилдс предлагает аналогию: 10^22 — это примерно столько же, сколько сухих песчинок на всех пляжах планеты Земля [3:21]. Учитывая, что почти у каждой звезды есть планеты, а 20–25% из них находятся в «зоне обитаемости» (habitable zone), шансы на успех велики [3:48]. Ключевые критерии обитаемости, используемые в исследованиях Шилдс: * **Наличие жидкой воды:** Это главный «общий знаменатель» для всей известной нам жизни [4:01]. * **Зона Златовласки:** Орбита планеты должна быть достаточно теплой для существования океанов, но не настолько жаркой, чтобы вода испарилась [3:48]. * **Тип поверхности:** Предпочтение отдается каменистым планетам, размер которых составляет от 1 до 1,5 радиусов Земли [6:33]. По мнению Аомавы Шилдс, если жизнь во Вселенной ограничивается только Землей, это было бы «ужасной тратой пространства» (цитируя фильм «Контакт») [4:59]. ## 💻 Климатическое моделирование: как «собрать» пригодный мир [[JUMP:01:43]] В своей работе Аомава Шилдс использует компьютерное моделирование климата — те же инструменты, которыми метеорологи предсказывают погоду на Земле, но с измененными параметрами [1:43]. Ученые «крутят ручки» настроек, чтобы понять, какие планеты стоит изучать в первую очередь [2:08]. Параметры, которые можно менять в моделях: 1. Тип и светимость звезды, вокруг которой вращается планета [1:56]. 2. Форма орбиты и наклон оси планеты [2:08]. 3. Состав атмосферы (наличие парниковых газов, озона и т.д.) [2:08]. 4. Тип поверхности (океан, лед, гранит, песок или даже растительность) [23:20]. Моделирование позволяет заполнить пробелы там, где бессильны прямые наблюдения. Например, модель может показать, что планета, полностью покрытая океаном, слишком быстро превратится в «паровую баню» из-за близости к звезде и уйдет в состояние неуправляемого парникового эффекта, как это случилось с Венерой [23:48]. Шилдс отмечает, что современные трехмерные глобальные климатические модели требуют огромных мощностей: расчет состояния одной планеты может занимать несколько недель [25:11]. Несмотря на развитие ИИ, по мнению Шилдс, человеческий контроль остается критически важным для отделения реальных физических эффектов от системных ошибок модели [26:37]. ## 🔭 Технологии наблюдения: от транзитов до James Webb [[JUMP:20:12]] На сегодняшний день открыто около 5 500 экзопланет [5:37]. Астрономы используют два основных метода для их изучения: * **Транзитный метод:** Фиксация падения яркости звезды, когда планета проходит перед её диском. Это позволяет вычислить размер планеты [20:24]. * **Метод лучевых скоростей (Доплеровский метод):** Измерение «колебаний» звезды под воздействием гравитации планеты. Это дает информацию о массе планеты [21:04]. Зная массу и объем, ученые вычисляют плотность, что позволяет отличить каменистую планету от газового гиганта [21:55]. Шилдс подчеркивает, что космический телескоп «Джеймс Уэбб» (James Webb Space Telescope) превзошел ожидания, подтвердив наличие атмосфер у планет земного размера, что ранее считалось маловероятным для этого аппарата [18:08]. В будущем ученые возлагают надежды на проекты LUVOIR (Large UV/Optical/IR Surveyor) и HabEx (Habitable Exoplanet Observatory) [42:45]. Эти телескопы с 6-метровыми зеркалами позволят блокировать свет ярких звезд, чтобы напрямую фотографировать экзопланеты и искать «биосигнатуры» — специфические комбинации газов, которые могла произвести только жизнь [43:24]. ## 🌍 Климатический кризис: уроки экзопланет для Земли [[JUMP:12:27]] Шилдс проводит параллель между изучением далеких миров и экологической ситуацией на Земле. Модели, используемые для поиска жизни, изначально создавались для подтверждения антропогенного (человеческого) фактора в изменении климата [13:31]. Основные тезисы Шилдс по экологии: * **Однозначность данных:** Модели доказывают, что именно выбросы CO2 ведут к росту глобальной температуры, выходящему за рамки природных циклов [13:46]. * **Необходимость альтернатив:** Поскольку запасы ископаемого топлива ограничены, а его использование разрушительно, переход на новые источники энергии неизбежен [15:19]. * **Принцип «И то, и другое»:** Шилдс не согласна с мнением, что нужно прекратить изучение космоса, пока не решены проблемы Земли. По её словам, понимание атмосфер экзопланет помогает лучше осознать хрупкость нашего собственного дома [14:51]. ## 🎭 Личный путь: от актерского мастерства к звездам [[JUMP:28:10]] История Аомавы Шилдс уникальна тем, что она покинула аспирантуру (PhD) и вернулась к защите диссертации только через 11 лет — срок, который она называет «одним солнечным циклом» [45:12]. В этот перерыв она профессионально занималась актерским мастерством, окончив театральную школу, где и встретила своего будущего мужа [30:56]. Шилдс считает, что её первая попытка получить PhD была неосознанной: она делала это, потому что «так принято» [30:29]. Вернувшись в науку через 11 лет, она пришла с осознанной страстью и желанием изучать именно экзопланеты, которые в середине 90-х только начали открывать [29:44]. По мнению Шилдс, занятия искусством сделали её более целостным человеком и лучшим ученым [28:22]. ## 🎓 Инклюзивность и будущее науки [[JUMP:31:35]] Обсуждая барьеры в академической среде, Шилдс отмечает, что студенты из маргинализированных сообществ приносят в аудиторию не только учебники, но и «багаж» в виде исторического опыта расизма и дискриминации [35:22]. Её советы и принципы как наставника: * **Сила слова:** Шилдс осознает власть профессора и никогда не говорит студентам, что им стоит выбрать другую карьеру, так как никто не в силах предсказать чужое будущее [32:34]. * **Личное в профессиональном:** Она убеждена, что личный опыт и чувства должны обогащать научную работу, а не игнорироваться [38:11]. * **Rising Stargirls:** Шилдс основала программу для девочек из числа этнических меньшинств, где обучение астрономии сочетается с искусством и личными историями, чтобы создать у детей «якорь» в науке через личную связь с Вселенной [37:29]. По мнению Аомавы Шилдс, если бы за стол переговоров и к научным исследованиям были допущены представители всех слоев общества, человечество смогло бы ответить на вопрос об одиночестве во Вселенной уже к 2050 году [41:09]. Она призывает каждого делать маленькие шаги к своей мечте: будь то игра на пылящейся гитаре или чтение любимого журнала по утрам — это способы «дать Вселенной знать», что вы открыты для своего истинного призвания [45:26].