В интервью Борису Веденскому астрофизик Сергей Попов рассказал о внутреннем устройстве Вселенной, природе черных дыр и перспективах освоения Марса. Исследователь объяснил, почему ученые верят в существование темной материи и как современные технологии позволяют заглядывать в прошлое Вселенной на 13 миллиардов лет.
🌌 Масштабы и расширение Вселенной 6:56
В астрофизике существует разделение между тем, что мы можем наблюдать, и тем, что теоретически существует за пределами видимости . По словам Попова, человечеству доступна лишь конечная область Вселенной. Даже если бы у нас были идеально чувствительные приборы, мы бы все равно столкнулись с физическим пределом дальности обзора .
Существует несколько концепций устройства космоса:
- Стандартные модели: описывают Вселенную как бесконечную, что удобно для математических расчетов и не противоречит законам сохранения .
- Инфляционные модели: предполагают наличие гигантского «пузыря», внутри которого находится наша наблюдаемая часть пространства .
Расширение Вселенной — это доказанный факт, подтвержденный комплексом независимых данных . В начале XX века Эдвин Хаббл обнаружил, что галактики удаляются от нас, причем чем дальше они находятся, тем выше их скорость . Попов подчеркивает, что это не просто движение объектов в пространстве, а расширение самого пространства. Из-за этого многие далекие галактики удаляются от нас со скоростью, превышающей скорость света, что не нарушает принципов теории относительности .
🌠 Реликтовое излучение и Большой взрыв 16:52
Важнейшим свидетельством эволюции Вселенной служит реликтовое излучение. Оно возникло спустя 380 тысяч лет после начала расширения, когда вещество стало прозрачным для света . До этого момента Вселенная была настолько горячей и плотной, что фотоны не могли перемещаться свободно. Сегодня ученые регистрируют это излучение и измеряют его температуру, которая падает по мере расширения пространства .
По словам Попова, наука достаточно точно описывает процессы во Вселенной, начиная с первой секунды её существования . Однако к «моменту ноль» остается много вопросов. В современных инфляционных моделях считается, что Большой взрыв произошел не в самом начале: сначала начал расширяться пустой «пузырь» пространства, заполненный особым полем, и только потом это поле превратилось в горячее вещество .
🌑 Темная материя: невидимый каркас мира 26:43
Обычное вещество, из которого состоят звезды, планеты и люди, составляет лишь малую часть Вселенной. Остальное приходится на тёмную энергию и тёмное вещество (материю). Попов предпочитает термин «темное вещество», так как речь идет о частицах, имеющих массу, но не взаимодействующих со светом .
Основные свойства темного вещества по версии астрофизика:
- Гравитация: оно притягивает другие объекты, что позволяет галактикам удерживаться вместе .
- Прозрачность: свет проходит сквозь облака темной материи, не задерживаясь .
- Доминирование: темного вещества примерно в пять раз больше, чем обычного .
Попов приводит аналогию с Москвой: обычное вещество (люди) стягивается туда, где есть «темное вещество» (деньги и власть) . В ранней Вселенной обычное вещество не могло собраться в кучи из-за давления излучения. Темная материя, не чувствительная к свету, первой создала гравитационные ловушки, в которые позже «натекло» обычное вещество, сформировав звезды и галактики .
🍩 Тайны черных дыр: почему они «не сосут» 46:06
Сергей Попов иронизирует над стереотипом о том, что черные дыры работают как пылесосы. На самом деле они просто обладают мощной гравитацией . Если превратить Солнце в черную дыру, орбита Земли не изменится — мы просто замерзнем, но нас не «засосет».
Ключевые факты о черных дырах:
- Горизонт событий: это граница, из-под которой ни один сигнал не может вернуться вовне .
- Сингулярность: область в центре, где плотность вещества достигает предельных значений. Попов отмечает, что если дыра вращается, сингулярность может иметь форму кольца .
- Плотность: она зависит от массы. Плотность черной дыры звездной массы сопоставима с плотностью атомного ядра — «пакет молока» такого вещества весил бы около 10 в 14-й степени килограммов . При этом плотность сверхмассивных черных дыр может быть сравнима с плотностью воздуха .
Ученый подтверждает, что в фильме «Интерстеллар» физика черной дыры показана достоверно: если дыра очень большая, человек может пересечь горизонт событий, не будучи разорванным приливными силами на подлете .
🚀 Илон Маск и колонизация Марса 57:33
Отношение Попова к миссии на Марс скептическое, хотя он признает заслуги Илона Маска. Ученый считает, что отправка людей на другие планеты — это скорее «политизированный спорт высоких достижений», чем научная необходимость .
Аргументы против пилотируемой миссии:
- Риски: главная задача в миссии с человеком — чтобы он не погиб, что отодвигает научные цели на второй план .
- Эффективность: роботы и дроны могут исследовать Марс гораздо дешевле и эффективнее .
- Отсутствие смысла: на Марсе нет полезных ископаемых, ради которых стоило бы строить там шахты .
Тем не менее, Попов считает деятельность Маска полезной, так как она создает новые технологии. Он сравнивает развитие космонавтики с индустрией видеоигр: люди покупают мощные видеокарты ради развлечений, но эти же ресурсы позволяют ученым проводить сложнейшие расчеты .
👽 Инопланетяне и Парадокс Ферми 1:10:09
По мнению Сергея Попова, никаких секретных данных о контактах США с пришельцами не существует, так как ученые физически не умеют хранить тайны . При этом отсутствие видимых следов внеземного разума (Парадокс Ферми) выглядит тревожно .
Существует вероятность, что цивилизации просто не «шумят» в радиодиапазоне так долго, как мы привыкли думать . Переход на энергосберегающие технологии и кабели может сделать развитую планету «тихой» для внешнего наблюдателя. Попов надеется, что изучение атмосфер тысяч экзопланет в ближайшие 20 лет поможет продвинуться в этом вопросе .
☄️ Вероятность гибели от метеорита 1:26:07
Обсуждая угрозу из космоса, Попов призывает к реализму. Вероятность гибели человечества от астероида в масштабах столетия крайне мала . Ученый шутит, что жителя Ярославля с гораздо большей вероятностью убьет упавшая сосулька, чем метеорит .
Человечество уже обладает технологиями для защиты: мы умеем сажать аппараты на кометы и астероиды . Траекторию опасного объекта можно изменить, если обнаружить его заранее, а современные системы мониторинга позволяют видеть крупные тела солнечной системы задолго до их приближения к Земле .
