Памацаць зоры і злавіць камету за хвост

Астрафізікі кааперуюцца, каб знайсці адказы на вечныя загадкі

Нядаўна былі абвешчаны лаўрэаты Нобелеўскай прэміі па фізіцы за 2019 год. Сёлета адзначаны вучоныя за даследаванні ў галіне касмалогіі і адкрыццё экзапланет.

Так, палову прэміі атрымаў канадска-амерыканскі фізік Джэймс Піблс, прафесар Прынстана і адзін з галоўных тэарэтыкаў сучаснай касмалогіі. Ён быў адным з тых, хто прадказаў існаванне рэліктавага выпраменьвання, што запоўніла Сусвет пасля Вялікага выбуху. Другую частку прэміі атрымалі швейцарскія астраномы Мішэль Маёр і Дзідзье Кело за адкрыццё экзапланет. У 1995 годзе яны прынцыпова новым спосабам адкрылі першую экзапланету, якая круціцца вакол зоркі, падобнай на Сонца. І з таго часу адкрыта ўжо некалькі тысяч такіх планет.

Варта сказаць, што ў апошнія гады касмалагічныя, астрафізічныя і астранамічныя даследаванні знаходзяцца на пярэднім краі сусветнай навукі. Гэты кірунак актыўна развіваецца і ў Беларусі. У Інстытуце фізікі імя Б.І.Сцяпанава Нацыянальнай акадэміі навук дзейнічае Міжнародны цэнтр рэлятывісцкай астрафізікі ICRANet-Minsk, філіял сеткі ICRANet, дзе праводзяцца даследаванні, заснаваныя на найноўшых назіральных даных.

Пра вывучэнне далёкіх зорак, міжнародную навуковую кааперацыю ў гэтай сферы і ўдзел у ёй беларускіх вучоных нам расказаў старшы навуковы супрацоўнік ICRANet-Minsk кандыдат фізіка-матэматычных навук Іван СІЎЦОЎ.

Яны паставілі адкрыццё зорак на паток

— Сёння ўжо відаць трэнд: усё больш Нобелеўскіх прэмій у апошнія гады прысуджаюць вучоным у галіне астрафізікі, — гаворыць Іван Сіўцоў. — Справа ў тым, што ў канцы ХХ стагоддзя даследчыкі змаглі вельмі далёка прасунуцца назіральна. Увайшлі ў строй вялікія тэлескопы, было запушчана некалькі спадарожнікаў — усё гэта істотна пашырыла нашы астранамічныя веды. У выніку з’явілася магчымасць пацвердзіць тыя здагадкі, меркаванні, тэорыі, якія вучоныя развівалі намнога раней. І пачаўся сапраўдны каскад Нобелеўскіх прэмій — за адкрыццё флуктуацый рэліктавых выпраменьванняў, за адкрыццё паскоранага пашырэння Сусвету і інш. Такім чынам, астрафізіка стала вельмі гарачай навуковай галіной. Нарэшце, мы можам памацаць тое, што дагэтуль існавала толькі ў тэарэтычных выкладках. Былі тытаны, якія прадбачылі ісціну, а зараз можна праверыць, эксперыментальна ўдакладніць і пацвердзіць іх тэорыі.

Пра ICRANet

ICRANet (International Center for Relativistic Astrophysics Network) — міжнародная навуковая арганізацыя, якая праводзіць даследаванні па рэлятывісцкай астрафізіцы і ў блізкіх галінах. Яе членамі з’яўляюцца 4 краіны і 3 установы: Арменія, Бразілія, Італія і Ватыкан, а таксама Арызонскі і Стэнфардскі ўніверсітэты (ЗША) і ICRA (Італія).

Цэнтры ICRANet працуюць у Рыме (Італія), Ніцы (Францыя), Ерэване (Арменія), Рыа-дэ-Жанэйра (Бразілія), Ісфахане (Іран) і Мінску (Беларусь).

ICRANet-Minsk быў заснаваны ў 2017 годзе. Ён размяшчаецца ў Інстытуце фізікі НАН Беларусі, уваходзіць у Цэнтр фундаментальных узаемадзеянняў і астрафізікі і займаецца даследаваннямі ў галіне астрафізікі і гравітацыі.

Зараз Беларусь пачала працэдуру ўступлення ў ICRANet у якасці краіны-ўдзельніцы. Уваходжанне ў гэтую міжнародную навуковую арганізацыю дазволіць нашым вучоным развіваць рэлятывісцкую астрафізіку на новым, больш высокім, узроўні.

“Кожную ночку на зорку дзівіцца…”

Мой суразмоўца гаворыць, што ў свеце ўсяго каля 40 тысяч астрафізікаў.

— Гэта як невялікі райцэнтр, — усміхаецца Іван. — Не тое, што ўсе адно аднаго ведаюць, але ўяўленне ёсць.

Каманда беларускіх астрафізікаў зусім невялікая. Так, у філіяле ICRANеt-Minsk працуе ўсяго некалькі даследчыкаў, аднак праекты яны рэалізоўваюць цікавыя. Партнёрамі выступаюць калегі з Італіі, Украіны і іншых дзяржаў. Ёсць сумесныя работы і з кафедрай тэарэтычнай фізікі і астрафізікі фізічнага факультэта Белдзяржуніверсітэта.

— Прафесійных тэ­ле­скопаў у Белару­сі няма, — гаво­рыць Іван Сіў­цоў. — З-за светлавога забруджання (святло га­радоў засвечвае неба) усе аптычныя тэлескопы зараз устанаўліваюць або ў пустынях, або ў гарах. У нас ні гор, ні пустынь няма, а таму для беларускіх астрафізікаў вельмі важна ўключацца ў міжнародныя праекты і мець доступ да глабальных даных.

Зрэшты, у астрафізіцы з гэтым няма праблем. Усе даныя, атрыманыя шляхам назіральных інструментаў (з тэле­скопаў, спадарожнікаў), напачатку апра­цоўваюцца тымі калабарацыямі, якія адказваюць за даследаванне, але неўзабаве яны выкладваюцца ў агульны доступ.

З “Вікіпедыі”

Рэлятывісцкая астрафізіка — раздзел навукі, дзе вывучаюцца астранамічныя з’явы і нябесныя целы ва ўмовах, для якіх непрыдатныя класічная механіка і закон прыцяжэння Ньютана. Да такіх умоў адносяцца: хуткасць руху, блізкая да хуткасці святла, надзвычай высокія значэнні ціску і шчыльнасці энергіі, а таксама гравітацыйнага патэнцыялу (блізкія да квадрата хуткасці святла). У аснове рэлятывісцкай астрафізікі ляжаць спецыяльная і агульная тэорыі адноснасці.

— Пасля ўступлення ў міжнародную арганізацыю ICRANet мы будзем спрабаваць уступіць у якую-небудзь з калабарацый, каб быць на перадавой лініі навукі, — дзеліцца планамі Іван. — Нельга сказаць, што зараз мы адстаём, бо ўсе даныя даступныя і мы можам іх выкарыстоўваць. Але вельмі важна трапіць у спажыўнае навуковае асяроддзе, якое ўтвараецца ўнутры вялікіх каманд вучоных: там на іншым узроўні абмяркоўваюцца пытанні, людзі фантануюць смелымі ідэямі, і гэта адкрывае новыя магчымасці для даследчыкаў.

Што да беларус­кай школы астрафізікі, то ўвагу сусвет­най навуковай су­польнасці пры­цягвае традыцыйная ўжо міжнародная канферэнцыя імя Я.Б.Зяль­довіча — ура­джэнца Беларусі, заснавальніка савецкай і расійскай школы рэлятывісцкай астрафізікі, стваральніка савецкай атамнай бомбы і распрацоўшчыка знакамітай “Кацюшы”. У наступным годзе гэтая канферэнцыя пройдзе ў Мінску ўжо чацвёрты раз.

— Яе ўзровень з кожным разам павышаецца, — заўважыў Іван Сіўцоў. — Мы запрашаем у Мінск буйных вучоных у галіне астрафізікі, а таксама прадстаўнікоў асноўных калабарацый, абменьваемся ідэямі. Гэта вельмі прадстаўнічы навуковы форум, які дынамічна развіваецца і ўяўляе сабой пляцоўку для абмену данымі і меркаваннямі. Таму, хоць наша школа астрафізікі і невялікая, яна спакваля ўмацоўваецца, мы становімся ўсё больш бачнымі ў свеце. Спадзяюся, што гадоў праз 20 вы прыйдзеце сюды і зможаце ўзяць інтэрв’ю ў Нобелеўскага лаўрэата.

Прынамсі, гэта прыгожа

Адметна, што моладзь праяўляе цікавасць да астрафізікі. У філіял ICRANet-Minsk ахвотна прыхо­дзяць студэнты, ёсць навуковы інтарэс з боку магістрантаў і аспірантаў. Дарэчы, на кафедру тэарэтычнай фізікі і астрафізікі фізічнага факультэта БДУ штогод ёсць конкурс.

— Астрафізіка — гэта, прынамсі, прыгожа, — тлумачыць Іван Сіўцоў (сам ён спачатку заняўся пытаннямі гравітацыі, а пазней захапіўся туманнасцямі). — Зразумела, што мы маем справу пераважна з графікамі і вялікімі данымі, але ўражвае тое, што нашы фізічныя веды, наш вопыт прыкладаюцца на адлегласці ў мільярды светлавых гадоў ад нас. Базавыя тэорыі (фізіка элементарных часціц, агульная тэорыя адноснасці) аказваюцца дастасавальнымі ў звышкасмічных маштабах.

— Зараз ёсць два франціры, дзе мы можам атрымаць фундаментальна новыя веды, — працягвае Іван. — Гэта касмалогія з астрафізікай, бо мы дагэтуль не ведаем змест часціц цёмнай матэрыі, і фізіка высокіх энергій (паскаральнікі, накшталт Вялікага адроннага калайдара). І два гэтыя франціры ў пэўным сэн­се зараз змыкаюцца. Мы, астрафізікі, з дапамогай касмалагічных прадказанняў можам тэсціраваць тэорыі з фізікі элементарных часціц.

Канстанцін Цыялкоўскі:

“Зямля — гэта калыска розуму, але нельга вечна жыць у калысцы”.

Стывен Хокінг:

“Я не ўпэўнены, што чалавечая раса пражыве яшчэ хаця б тысячу гадоў, калі не зной­дзе магчымасці вырвацца ў космас. Існуе мноства сцэнарыяў таго, як можа загінуць усё жывое на маленькай планеце. Але я аптыміст. Мы сапраўды дасягнем зорак”.

“Тое, што робіць Ілан Маск у плане каланізацыі Марса, насамрэч вельмі важная справа, — гаворыць Іван Сіўцоў. — Ёсць, напрыклад, такая касмічная з’ява, як гама-ўсплёскі — гэта вельмі вялікія выбухі ў Сусвеце, самыя энергетычныя падзеі, якія нам вядомы. Яны адбываюцца даволі рэдка ў кожнай асобнай галактыцы, але з-за таго, што мы назіраем даволі многа галактык, фіксуем іх амаль штодня. Дык вось гэтыя гама-ўсплёскі здольны за некалькі секунд перавесці ў электрамагнітную энергію велічыню, эквівалентную сонечнай масе. Некаторыя з іх на максімуме яркасці свецяць мацней, чым увесь астатні Сусвет, які мы назіраем. Калі такі гама-ўсплёск адбудзецца ў нашай галактыцы і, крый божа, будзе павернуты ў бок Зямлі, гэта можа выпаліць цэлае паўшар’е. Ёсць нават гіпотэза, што прычынай гіганцкіх выміранняў на нашай планеце былі менавіта такія катастрафічныя падзеі. Таму, каб чалавецтва выжыла, нам трэба як мага шырэй рассяляцца па галактыцы”.

Касмалогія і тэалогія — два крылы навукі пра жыццё

Адной з чатырох краін — удзельніц ICRANet з’яўляецца Ватыкан. Вядома, я спытала ў майго суразмоўцы пра вучоных гэтага незвычайнага горада-дзяржавы.

— Ватыкан мае ўласную абсерваторыю, якая размяшчаецца ў ЗША, і вучоныя праводзяць там сур’ёзныя астрафізічныя даследаванні, — запэўніў Іван Сіўцоў. — Дарэчы, тэорыя Сусвету, які пашыраецца, упершыню была прапанавана рускім вучоным Аляксандрам Фрыдманам, а першым, хто яе ўспрыняў і пачаў развіваць, быў каталіцкі святар Жорж Леметр. Ён быў рухальнай сілай стварэння астранамічнага аддзялення, якое пазней перарасло ў астранамічную абсерваторыю Ватыкана. Тут на вельмі высокім узроўні працуюць па шырокім коле пытанняў, уключаючы касмалогію. І трэба сказаць, што касмалогія з тэалогіяй выдатна спалучаюцца. Калі не разумець Біблію літаральна, то супярэчнасцей увогуле няма. Ёсць прыгожы бязмежны свет, які трэба любіць і вывучаць.

Галіна СІДАРОВІЧ.
Фота Алега ІГНАТОВІЧА.