Новости

7 декабря, 2017 15:04

Академик РАН Алексей Старобинский - о науке XXI века и о космических исследованиях в КФУ

Главный научный сотрудник Института теоретической физики им. Л.Д.Ландау РАН, президент Российского гравитационного общества, иностранный член Национальной академии наук США, обладатель многочисленных российских и иностранных премий и наград Алексей Старобинский (h=70), который является  научным руководителем  Стратегической академической единицы КФУ «Astrochallenge: космология, мониторинг, навигация, приложения», выступил с лекциями на  проходившей с 27 ноября по 2 декабря в КФУ III Международной зимней школе-семинаре по гравитации и космологии и астрофизике «Петровские чтения». В перерывах между заседаниями школы-семинара один из создателей современной теории ранней эволюции Вселенной, предшествовавшей горячему Большому Взрыву, – теории космологической инфляции – отвечал на вопросы журналиста Казанского федерального университета.
Фото: Диана Поварова/Пресс-центр КФУ

- Алексей Александрович, выступая в КФУ, Вы отметили, что астрономия – наука XXI века. Какие открытия, сделанные в последнее время в области астрономии, на Ваш взгляд, являются самыми важными?

- Среди многих замечательных астрономических открытий, сделанных в последние годы, я бы особенно выделил три. Во-первых, хочу  отметить количественное измерение отклонения Фурье-спектра начальных неоднородностей распределения материи во Вселенной от плоского (спектра Гаррисона-Зельдовича), что позволило значительно продвинуться в изучении далекого прошлого нашей Вселенной (эпохи холодного инфляционого расширения, предшествовавшей горячему Большому Взрыву) и подтвердило предсказание моей пионерской инфляционной модели 1980 года. Это было достигнуто в результате космического эксперимента «Планк».

Еще одним важным открытием я хотел бы назвать первое (а потом и последующие) прямое детектирование гравитационных волн, испущенных при слиянии двух черных дыр в одну, сделанное коллаборацией LIGO, а совсем недавно стало известно и о слиянии двух нейтронных звезд (во что, пока не ясно). Это с колоссальной точностью подтвердило давние предсказания общей теории относительности о существовании гравитационных волн и черных дыр и о том, что скорость гравитационных волн равна скорости света. Так что прямо на наших глазах возникла новая ветвь астрономии - гравитационно-волновая.

Открытие большого числа экзопланет, то есть планет в других звездных системах, я бы назвал еще одним очень важным достижением астрономии XXI века. Большинство экзопланет – газовые гиганты, подобные Юпитеру и Сатурну, но нашли и несколько таких, которые по размеру и массе близки к Земле.

- Космологи утверждают, что мы живем в эпоху доминирования темной энергии. Что это такое?

- Это нечто бесформенное, совершенно однородное и почти (а может быть и совсем) не меняющееся со временем. По своей плотности энергии оно составляет примерно 70% от полной (так называемой  критической) плотности. Свет сквозь темную энергию проходит свободно. Кстати, примерно так давным-давно Платон и представлял себе «первоматерию». Так что не все в мире, а только 30%  состоит из частиц. Выяснилось, что в споре Платона с Демокритом, предложившим атомарную структуру материи, в каком-то смысле оба были по-своему правы.

 - Вы один из авторов главной космологической теории современности - теории инфляции Вселенной.  Можно ли сказать, что  ученые выяснили, какие этапы развития прошла Вселенная  и знают,  что ее ждет в будущем?

- Согласно современным представлениям космологии, опирающимся на многочисленные наблюдательные данные, в своей истории наша Вселенная последовательно прошла 4 основных стадии: холодную де-ситтеровскую (инфляционную) стадию, горячую стадию доминирования излучения и других ультрарелятивистских частиц (также популярно называемую Большим Взрывом), стадию доминирования нерелятивистской материи (барионов и лептонов, но главным образом - темной материи), а сейчас, в последние примерно 5 миллиардов лет, она вступила в стадию, когда доминирует темная энергия.

Но, разумеется, эти 4 стадии не исчерпывают всей истории Вселенной: что-то было до инфляционной стадии и, скорее всего, что-то будет после современной стадии доминирования темной энергии. Просто в настоящее время у нас нет никаких наблюдательных данных, которые дали бы нам какую-нибудь надежную информацию об этом. Поэтому про будущее нашей Вселенной пока можно сказать только то, что, по-видимому, с ней глобально ничего существенно нового не произойдет в течение как минимум 50 миллиардов лет в будущем, она будет расширяться примерно с такой же (хотя и несколько меньшей) величиной хаббловской скорости, а современная стадия доминирования темной энергии будет продолжаться.  В одной из своих последних работ с соавторами, которая будет опубликована в январе 2018 года, я даже поднял эту границу предсказуемости эволюции Вселенной примерно в 4 раза, до более чем 200 миллиардов лет, но при некоторых дополнительных предположениях.

- «Эволюция Вселенной в моделях неэйнштейновской гравитации» - так называется проект, которым Вы руководите в КФУ. Он  поддержан грантом РНФ. На каком этапе находится исследование и есть ли уже результаты?

- Прошло две трети периода, на который был рассчитан проект, и примерно настолько же выполнена его первоначальная программа. Исследования ведутся широким фронтом – в четырех классах возможных обобщений общей теории относительности Эйнштейна, включая и квантовую гравитацию. Это необходимо для того, чтобы быть готовым к новым неожиданным наблюдательным данным. Одновременно мы стараемся определить, какое из этих направлений более перспективно с точки зрения внутренней последовательности и непротиворечивости, а также, если угодно, и математической красоты. Получено немало интересных результатов, объяснение которых потребовало бы слишком специального изложения. Упомяну только теоретические исследования о том, что могло бы предшествовать инфляционной стадии в далеком прошлом нашей Вселенной, а также возможность того, что современная темная энергия является квантовым объектом, возникшим из квантово-гравитационных флуктуаций на инфляционной стадии. Однако к концу третьего года работы мы постараемся представить наши заключительные выводы также и в популярной форме.

- Какие еще наиболее интересные, с точки зрения мировой науки, проекты реализуются Казанским университетом в рамках САЕ, научным руководителем которого Вы являетесь?

- Кроме исследования дальнего космоса - всей Вселенной, в рамках нашего САЕ «Астровызов» ведется большая и нужная для людей работа по ближнему космосу. Сюда относится мониторинг ближнего космоса – слежение за астероидами, метеоритами и космическим мусором – все это может  быть опасными для людей как на Земле, так и в космосе; применение результатов космической деятельности в народном хозяйстве: космическая геодезия, новые технологии в картографировании, слежение за экологией территорий и в управлении их развитием; построение высокоточной селеноцентрической навигационной сети для использования в системе ГЛОНАСС и многое другое.

- Стратегические академические единицы (САЕ) созданы в 2016 году для реализации прорывных научно-образовательных проектов в вузах, входящих в программу повышения конкурентоспособности ведущих российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров "Проект 5-100". Как Вы считаете, когда финансирование САЕ закончится, что должно произойти, чтобы не было утеряно то ценное, что было сделано?

- Естественно, мы будем стараться искать различные источники для  продолжения финансирования. Необходимым, хотя и далеко не достаточным элементом для этого будет являться признанный как в России, так и за рубежом научный авторитет нашей САЕ. Эта часть работы полностью в наших руках, и, по-моему, она пока осуществляется успешно как по формальным показателям (количеству  опубликованных статей в главных мировых физических и астрономических журналах и т.п.), так и неформально – об этом свидетельствует  укрепление прямых контактов с ведущими зарубежными учеными, работающими в нашей области. Например, я отметил, что на III Международную зимнюю школу-семинар по гравитации, космологии и астрофизике «Petrov School 2017» приехало значительно больше наших иностранных коллег из самых разных стран мира, чем в прошлые годы.

- Недавно Вас избрали президентом Российского гравитационного общества. Чем занимается эта общественная организация и планируете ли Вы что-то менять в ее деятельности?

- Ее задача – объединение всех ученых, работающих в области гравитации как в России, так и в странах ближнего  зарубежья, ранее входивших в состав СССР, а также проведение конференций и школ (в том числе  международных) по этой и близким тематикам. РГО также издает свой международный научный журнал Gravitation and Cosmology, который входит в пакет лучших российских академических научных журналов, распространяемый по всему миру издательством "Шпрингер" через российское агентство «Интерпериодика». Пока я еще не успел как следует подумать о том, нужно ли что-либо менять в ее деятельности, и ожидаю предложений на этот счет от моих более молодых коллег, в частности от профессора КФУ, заведующего кафедрой теории относительности и гравитации Сергея Сушкова, который теперь является одним из вице-президентов РГО.

- Как Вы относитесь к возвращению астрономии в школу?

- Приветствую всем сердцем. Исправлена большая ошибка в школьном образовании, допущенная ранее. Астрономия в школе нужна не только для развития ума, но и для развития души, чтобы учащиеся умели видеть и чувствовать красоту Вселенной.

29 марта, 2024
Химический дисбаланс в организме может привести к хроническим заболеваниям
Цифровую систему, с помощью которой можно оценивать риск развития социально значимых заболеваний, со...
29 марта, 2024
Российские ученые обучили ИИ подбирать эффективную защиту для глаз от лазерного излучения
Российские ученые разработали нейросеть для быстрой оценки способности материалов блокировать опас...