«Чтобы взвесить планету, нужно уронить на нее яблоко»: ученый ответил на глупые вопросы о космосе

Космос таит в себе множество загадок, а наука о нем кажется сложной и запутанной. Мы решили разобраться, как там все устроено, — но так, чтобы точно было понятно! Почему все верят в астрологию, какого цвета темная материя и можно ли переименовать Землю — кандидат физико-математических наук и ведущий научный сотрудник Нового физтеха ИТМО Дмитрий Глазов ответил на вопросы, которые обычно неловко задавать ученым.— Астрофизика — значит «физика звезд»?— Если в двух словах, то да. Если подробнее, астрофизика — это не только про звезды: ещё про планеты, кометы, астероиды, звездные скопления и галактики. Это про все явления и объекты космоса с точки зрения физики.— А астрология — значит «наука о звездах»? «Логос» — это же «наука».— Раньше астрология и правда была наукой о звездах. Несколько тысяч лет назад люди не знали, как устроены звезды, и просто наблюдали за движением каких-то точек на небе. Было логично предположить, что движение звезд и земные процессы как-то связаны. Так и родилась астрология — на тот момент еще наука.Потом мы стали больше узнавать о звездах и поняли, что все устроено гораздо сложнее. Например, что Солнце — тоже звезда, причем ближайшая к нам. Другие звезды очень далеко — мы видим их как точки, а двигаются на небе они из-за движения Земли.Астрология незаметно отделилась от научного знания: она пытается установить простые, но необоснованные связи между небесными объектами и жизнью людей. На самом деле, некоторая физическая взаимосвязь есть, но влиять на жизнь и характер человека звезды не могут — вопреки современной астрологии. Хотя многие верят в нее, но это, конечно, псевдонаука.— Почему люди верят в астрологию?— Людям хочется во что-то верить, хочется видеть простые закономерности. Это свойство разума: человек всегда пытается искать связи между тем, что происходит. Если что-то непонятно, то человеку некомфортно — особенно, когда происходит что-то плохое. Отсюда — желание найти причины.С одной стороны, это и привело к интеллектуальному развитию человечества и возникновению всех наук. А с другой стороны, это подталкивает нас к тому, чтобы искать закономерности даже там, где их нет. Отсюда вера в мистику, гадание и астрологию.Когда предлагают простую систему, которая все объясняет, люди склонны верить. У астрологии как раз есть такая система, поэтому она сохраняет свое влияние.— Те, кто разбирается в астрофизике, верят в астрологию?— Думаю, что нет. Они понимают, что Вселенная устроена иначе.— Например, что в ней еще есть темная материя. Кстати, а какого она цвета?— Скорее всего, у нее вообще нет цвета. Она и называется темной потому, что не отражает свет.Видимая материя потому и видимая, что взаимодействует со светом — так мы можем ее изучать, наблюдать за ней и делать какие-то выводы. Даже про удаленные объекты, до которых не можем дотянуться рукой, мы узнаем благодаря отраженному свету.А темная материя — это что-то, что предположительно существует, но свет не отражает. Но мы не знаем точно, что она такое: может оказаться, что ее вообще не существует.— Обсудим видимую материю — она точно существует. Как можно взвесить планету без весов?— Чтобы взвесить планету, нужно уронить на нее яблоко. Так делал Галилео Галилей: он измерял ускорение свободного падения предметов и, по сути, предугадал закон всемирного тяготения. Но, конечно, не все так просто — для вычисления массы Земли нужно больше данных. Это удалось сделать позже усилиями Ньютона, Кавендиша и других ученых.На других планетах ронять яблоки мы пока не можем. Самый простой способ их взвесить — понаблюдать за движением спутников: они тоже находятся в состоянии свободного падения, а параметры их орбит зависят от масс планет. Если мы знаем параметры орбиты (радиус и период обращения) для планеты и ее спутника, то можем определить и массу планеты. Математически.Массу Земли тоже можно так рассчитать — параметры орбиты Луны у нас есть.— А другие небесные тела мы можем взвесить так же?— Возьмем Солнце — его так взвесить можно. Планеты вращаются вокруг Солнца, подобно тому, как спутники вращаются вокруг планет. А значит, определить массу звезды можно через параметры их орбит.С другими объектами сложнее: они находятся далеко, и их масса рассчитывается иначе.— А как тогда изучать небесные тела в земной лаборатории?— Наш основной инструмент — это наблюдение. Мы изучаем небесные тела, смотря на них через телескоп. Принимаем свет, который они излучают, и по его спектру пытаемся что-то узнать. А потом дополняем это теорией.Понаблюдать за звездами может каждый и вне лаборатории: достаточно купить телескоп или прийти в Пулковскую обсерваторию.Иногда удается добыть кусочек небесного тела — так, в земной лаборатории уже изучали лунный грунт, а еще частицы комет и астероидов. Сейчас Марс исследует марсоход Perseverance («Настойчивость»), помимо всего прочего он собирает там образцы грунта. Но просто собрать их — мало, нужно еще на Землю доставить. На это уйдет еще минимум лет десять.— Интересно он называется! А кто придумывает названия планет и других небесных тел?— Название предлагает тот, кто открыл небесное тело, то есть первым увидел его в телескоп. А Международный астрономический союз должен это название утвердить: специалисты проверяют, не противоречит ли оно правилам и нет ли такого у другого небесного тела.— Бывали случаи, когда небесное тело переименовали? Возможно ли такое вообще?— Я думаю, что в принципе да, но на это должны быть веские причины. Например, если обнаружат какое-то несоответствие или будут вводить новую систему названий.Люди, которые открывали небесные тела до нашей эры, давали им имена: Бетельгейзе, Сириус, Альтаир и другие. Потом, когда звезды стали наблюдать уже миллионами с помощью телескопов, стали просто присваивать им номера.Такая номенклатура скучнее, конечно: у новых звезд нет как таковых названий. Но, по-моему, имена все еще дают кометам и астероидам. Так что, если откроете что-то новое, можно будет придумать название!— А могут ли переименовать планету? Допустим, Землю.— На это нужны очень веские причины — не помню, чтобы такое случалось. Даже Плутону имя оставили, когда забрали статус планеты в 2006-м.— Поговорим о жизни вне Земли. Существуют ли инопланетяне? Если да, то где их искать и как они выглядят?— Мы активно ищем жизнь вне Земли. В Солнечной системе она вероятнее всего возможна на спутниках Юпитера и Сатурна. Например, у Европы (спутник Юпитера) — ледяной покров, и под ним, по-видимому, есть вода, даже в жидком состоянии. По нашим представлениям, это очень важный компонент для жизни. Но если там и есть жизнь, то скорее в форме бактерий и вирусов.Где-то во Вселенной может существовать и более сложная, более развитая жизнь. Но как она выглядит — не могу представить. Это, скорее, вопрос к биологам.Для существования жизни в нашем классическом понимании нужны специальные, очень точно подобранные условия. Будь средняя температура на Земле чуть выше или чуть ниже, это было бы большой проблемой для живых организмов. Выбранная наугад планета с очень малой вероятностью пригодна для жизни. Но поиски только начинаются!— А что насчет других планет? Когда мы колонизируем Марс?— Думаю, что это вопрос времени. Марсоходы там уже есть — я бы сказал, что лет через 10 там построят какую-нибудь автоматическую базу, без людей, которая будет поддерживать постоянные экспедиции и эксперименты.Человеку там присутствовать сложнее. Мы очень хрупкие существа, нам нужны особые условия для жизни: защита от радиации, кислород, питание и так далее. Думаю, лет через 20–30 получится туда прилететь — но только в скафандре.— Да, со скафандром колонизировать Марс будет проблематично…— Еще есть сомнения в целесообразности. Допустим, люди поймут, как колонизировать Марс, но это будет стоить огромных денег. Встанет вопрос: а действительно ли это нужно? Что мы получим, если поселим туда человека?Конечно, нам хочется — это же просто круто, чтобы кто-то там был! Но люди, которые принимают решения о космических экспедициях, взвешивают все факторы, включая финансовые, и только после этого определяют, оправдывает ли цель такие вложения.— Спасибо за интересные ответы! Расскажите, а есть ли что-то, что вам не нравится в астрофизике?— Не скажу, что мне что-то не нравится. Скорее, мне не все интересно. У астрофизики есть и скучная сторона — например, иногда нужно делать какую-то монотонную работу, собирать и обрабатывать много данных. Но такое встречается в любой науке.— Это точно! А что посоветуете тем, кто хочет начать заниматься астрофизикой?— Читайте интересные книги, слушайте лекции Алексея Семихатова, Владимира Сурдина, Бориса Штерна, Сергея Попова, Дмитрия Вибе и других. Рекомендую еще научно-популярный канал Space Room — для него я иногда пишу сценарии.Если говорить про высшее образование, необязательно поступать туда, где работают именно астрофизики. Достаточно попасть в вуз, где на высоком уровне дают физику и математику. А потом с хорошей подготовкой можно будет потом выбирать то, что нравится, и менять направления работы. По своему опыту знаю, что полезно время от времени переключаться на какую-то новую область физики.Автор: Анастасия Макеева