Член-корреспондент РАН Юрий Ковалев — о попытках увидеть другой край Вселенной

ОгонёкНаука

«Эйнштейн застоялся на постаменте»

Беседовала Елена Кудрявцева

Астрофизик Юрий Ковалев уверен, что в ближайшие годы наука изменится до неузнаваемости

Жизнь на Венере, первая фотография тени от черной дыры и загадочное облако, скрывающее от нас центр Галактики,— все эти громкие открытия в космосе сделали радиоастрономы. И это только начало: в ближайших планах — попытки заглянуть в кротовые дыры, чтобы увидеть другой край Вселенной. Обо всем этом «Огонек» поговорил с руководителем научной программы проекта «Радиоастрон», членом-корреспондентом РАН, руководителем лабораторий в ФИАН и МФТИ Юрием Ковалевым

— Юрий Юрьевич, сегодня число самых разных радиотелескопов растет день ото дня. А как это «работает»? Скажем, все понимают, что оптический телескоп надо ставить там, где нет туч. А какие точки идеальны для радиотелескопа?

— Это зависит от вида телескопа. Например, в Пущинской радиоастрономической обсерватории, где мы с вами говорим, в основном работают телескопы на длинных волнах — им погода не важна, они могут стоять где угодно. Зато для таких телескопов принципиально, чтобы вокруг было как можно меньше помех. С этой точки зрения разросшийся город Пущино — плохое место для длинноволновой радиоастрономической обсерватории. Но, конечно, в дополнение ко всем прочим факторам действуют и экономические: так, новейший телескоп на длинных волнах LOFAR недавно появился вблизи голландского города Экслоо благодаря финансовой поддержке местных властей.

А есть телескопы на коротких волнах. Для них погода как раз важна: чем меньше воды в атмосфере, тем меньше поглощаются радиоволны. Поэтому такие приборы ставят либо высоко в горах, где воздух вымораживается, либо в пустынях. Шикарные точки — Южный и Северный полюсы. Один из лучших на сегодня инструментов такого типа — ALMA — расположен в чилийской пустыне Атакама на высоте примерно 5 километров. Это интерферометры, то есть целая сеть телескопов, которые получают изображения объектов Вселенной на миллиметровых и субмиллиметровых волнах. Именно ALMA обнаружила фосфин в атмосфере Венеры, что, в принципе, может указывать на признаки жизни. Однако и здесь свои исключения: очень хороший 100-метровый телескоп установлен в местечке Грин-Бэнк, в горах Аппалачи, штат Западная Виргиния.

— Там должно быть довольно дождливо?

— Нередко поливает. Когда я там работал, мы вешали сушить белье на улице, а вечером оно было мокрым из-за очередного дождика. Но история появления этого телескопа замечательна. До него там лет 30 стоял довольно простой и дешевый телескоп диаметром в 90 метров, работавший на средних радиоволнах. Однажды ночью он рухнул — усталость металла. Но любое плохое событие может стать хорошим информационным поводом. СМИ наводнили фото обломков, и в итоге конгрессмен штата Западная Виргиния Роберт Берд, который долгое время в Конгрессе США был председателем комиссии по бюджету, заявил, что нужно помочь астрономам и построить новый телескоп. Обсерваторию попросили подготовить проект. В это время в СССР в Евпатории построили очень успешный 70-метровый телескоп, и американцы решили сделать что-то похожее, назвав его без изысков «70-m radio telescope». Ровно это было написано на папке с документами, который передали в офис Роберта Берда. Когда пришло время планировать бюджет, он решил, что эта надпись — сумма на строительство телескопа, и добавил еще 30 млн на инфляцию и непредвиденности. Так ученые неожиданно получили сумму в 100 млн долларов — значительно больше, чем рассчитывали. В результате обсерватория построила уникальный 100-метровый телескоп с адаптивной поверхностью, который работает вплоть до 3 миллиметров. Однако на этой самой короткой длине волны телескоп эффективно работает только зимой.

— А как строят изображения космических объектов радиоинтерферометры — системы телескопов, разбросанные по всей Земле?

— Для этого нужно одновременно, синхронизируясь по атомным часам, наблюдать объекты несколькими телескопами, а потом сводить данные вместе, обрабатывать и получать изображение. Около полувека назад эту идею первыми опубликовали советские ученые, а воплотили, как водится, американцы. Зная работы советских коллег, американцы написали письмо в ФИАН, где в те годы работал Леонид Иванович Матвеев — один из авторов статьи,— и предложили провести первый межконтинентальный эксперимент по изучению квазаров с телескопом в США и в Пущино. Советские ученые быстро сообразили, что попутно будет решена и обратная задача по определению координат телескопа с точность около сантиметра. Это означало, упрощая, что любая межконтинентальная баллистическая ракета из США сможет прилететь в город Пущино Московской области и точно привязать свои координаты. Поэтому советские радиоастрономы написали американцам, что идея им очень нравится, но для воплощения они предлагают использовать точно такой же, даже лучше, телескоп в Крыму в поселке Кацивели.

Сложность была в том, что в СССР в то время атомных часов еще не было. Поэтому коллегам из США пришлось везти атомные часы с собой, а они потребляли очень много энергии, аккумулятор быстро разряжался. Когда атомные часы прибыли в Москву и их наконец доставили в гостиницу, американские ученые вздохнули с облегчением и отправились в МГУ, чтобы обсудить детали эксперимента. Но, как говорится, не тут-то было. В это самое время в номер зашла горничная, которая, увидев подозрительную штуку, похожую на большой холодильник с мигающими лампочками, от греха подальше выдернула его из розетки… Так эксперимент потерпел фиаско. Пришлось часы снова синхронизировать. Но в итоге эксперимент получился блестящим.

— Что же ученые видят на длинных волнах, а что на коротких?

— Как это ни печально, не видят они ничего. Картинки как таковые радиотелескопы не получают, только радиосигналы. Какой бы объект мы ни наблюдали, за исключением Солнца и нашей Галактики как целое, мы будем «видеть» его как точку. В этом смысле с момента своего появления радиоастрономия проигрывала оптической, но лишь до тех пор, пока не придумали интерферометры. Они одновременно наблюдают космический объект, а затем объединяют полученную информацию в единое целое специальными методами обработки данных. Это повысило угловое разрешение (способность системы различать на небе очень маленькие объекты.— «О») в десятки, сотни, тысячи, даже миллионы раз. Сегодня радиоастрономы могут наблюдать мельчайшие детали объектов Вселенной, о чем «оптики» только мечтают.

— Тогда спрошу вас иначе. Какие научные задачи можно решать на телескопах на разных волнах?

— Короткие волны позволяют рассматривать мельчайшие объекты в космосе. Например, изображение тени центральной черной дыры галактики М87 в Скоплении Девы получено на 1,3 миллиметра. Именно на этих волнах изучают молекулярные облака, процессы рождения звезд, космическую пыль. Даже космологию, на этих волнах лучше всего изучать анизотропию реликтового излучения, оставшегося после Большого взрыва.

На средних сантиметровых волнах изучают, например, квазары и микроквазары, облака нейтрального водорода.

Длинноволновые радиотелескопы помогают в числе прочего исследовать пульсары. Это мертвые звезды размером 10–20 километров в диаметре, которые остались после взрыва сверхновой. У них огромное магнитное поле, в нем разгоняются и излучают электроны. При вращении пульсаров яркие лучи света, выходящие из их магнитных полюсов, как бы чиркают по Земле. Впервые пульсары обнаружила аспирантка Кембриджского университета в Великобритании Джоселин Белл: телескоп засек загадочные периодичные импульсы, которые приняли за сигналы других цивилизаций. В записях первый пульсар так и был назван: «зеленые человечки № 1» и так далее. Позже разобрались… Так вот, пульсары очень интересны сами по себе, это фактически природная лаборатория экстремальной физики, которая позволяет исследовать материю в состоянии безумной плотности, миллиард тонн в кубическом сантиметре! К тому же у них есть вполне прикладной аспект: сигналы пульсаров используют для создания долговременной высокоточной шкалы времени. С их помощью даже планируют ловить гравитационные волны.

— В мире строят сразу несколько мощных радиотелескопов. Какой впечатляет вас больше?

— Сложно сказать. Самый крупный радиотелескоп Square Kilometre Array (он будет функционировать на разных частотах) скоро заработает в Австралии и ЮАР. Австралийский внешне будет похож на сотни тысяч противотанковых ежей, раскиданных по пустыне. В Африке расположат тысячи радиотарелок размером в 15 метров каждая по спирали с «плотно упакованной» центральной частью.

Австралийская часть будет изучать эволюцию Вселенной во время так называемой эпохи вторичной ионизации (между 550 и 800 млн лет после Большого взрыва, когда образуются первые звезды, галактики, квазары, скопления галактик.—

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Охота на своих Охота на своих

Что стояло за громкими отставками в датских спецслужбах

Огонёк
10 невероятных инопланетных бурь 10 невероятных инопланетных бурь

На других планетах дела с погодой обстоят куда как хуже

Популярная механика
Вооружение Вооружение

Первая часть ответов на вопросы о вооружении стран времен Второй мировой войны

Дилетант
Почему у нас сейчас 2020-й, в Таиланде — 2563-й, а в Японии — 2-й год? Почему у нас сейчас 2020-й, в Таиланде — 2563-й, а в Японии — 2-й год?

Путешествуй во времени по цене авиабилета!

Maxim
Возмездие через годы Возмездие через годы

Самая успешная операция по ликвидации нацистов за всю историю «Моссада»

Дилетант
Аномальное скопление звезд поставило астрономов в тупик Аномальное скопление звезд поставило астрономов в тупик

Скопление звезд, которое опровергает представления о том, как образуются светила

Популярная механика
Новая историческая разобщенность Новая историческая разобщенность

Чем опасно возвращение идеи коллективной ответственности

Огонёк
Прибыль для государства, убытки для акционеров: что не так с SPO «Аэрофлота» Прибыль для государства, убытки для акционеров: что не так с SPO «Аэрофлота»

Что не так с размещением авиакомпании

Forbes
Физики запретили звуку распространяться со скоростью более 36 км/c Физики запретили звуку распространяться со скоростью более 36 км/c

Быстрее всего звук может распространяться в металлическом водороде

N+1
Жуки-навозники: 70 миллионов лет эволюции Жуки-навозники: 70 миллионов лет эволюции

Деятельность жуков-навозников имеет воистину планетарное значение

Наука и жизнь
Сокровище семьи Фаберже Сокровище семьи Фаберже

Какие открытия готовит собрание документов и личных вещей знаменитого ювелира?

Огонёк
Проклятые экономики. Отрывок из книги Проклятые экономики. Отрывок из книги

Отрывок из книги Андрея Мовчана об экономических катастрофах

СНОБ
«Степень поджарки — well done»: сложная судьба огнеметного танка «Степень поджарки — well done»: сложная судьба огнеметного танка

Реальные драконы XX века

Maxim
Как ускорить рост мышц: 6 главных правил Как ускорить рост мышц: 6 главных правил

Одних упорных тренировок мало для того, чтобы нарастить мышцы

Playboy
9 странных предметов, найденных внутри статуй 9 странных предметов, найденных внутри статуй

Когда-то статуи считались подходящим местом, чтобы спрятать внутри что-то ценное

Maxim
Великий и сбежавший Великий и сбежавший

Бывший глава Renault Карлос Гон снова готовится покорить мир

Forbes
Аналитики рассказали, что должны делать лидеры компаний, чтобы добиться успеха в 2021 году Аналитики рассказали, что должны делать лидеры компаний, чтобы добиться успеха в 2021 году

Что могут сделать компании, чтобы сотрудники чувствовали себя комфортно?

Inc.
Оттеночная стоимость Оттеночная стоимость

Институту Pantone принадлежат все цвета и оттенки, которые вы когда-либо видели

GQ
Несъедобное название Несъедобное название

Что не так с эскимо?

Огонёк
Как простой студент совершил переворот в спорте и научил весь мир прыгать в высоту Как простой студент совершил переворот в спорте и научил весь мир прыгать в высоту

История изобретателя революционной техники прыжка

Maxim
Химия на кухне: как отобрать у риса калории и сделать курицу сочнее Химия на кухне: как отобрать у риса калории и сделать курицу сочнее

Три кухонных лайфхака, за которыми стоит сложная органическая химия

Популярная механика
Домашний антистресс: 5 вещей в помощь тем, кто любит комнатные растения Домашний антистресс: 5 вещей в помощь тем, кто любит комнатные растения

Полезные вещи для ухода за комнатными цветами

Esquire
«Вместо того, чтобы учиться на ошибках, мы упорно в них вязнем» «Вместо того, чтобы учиться на ошибках, мы упорно в них вязнем»

Польский взгляд на польский исторический самообман

Огонёк
5 признаков того, что у вас началась депрессия 5 признаков того, что у вас началась депрессия

Учимся отслеживать свое состояние и отличать сниженное настроение от депрессии

Популярная механика
Взгляд изнутри Взгляд изнутри

Зачем клиники красоты нанимают на работу эндокринологов и гастроэнтерологов

Vogue
В Марокко нашли птерозавра с тонким беззубым клювом В Марокко нашли птерозавра с тонким беззубым клювом

Судя по всему, крылатая рептилия добывала корм, зондируя ил длинным клювом

N+1
Как парижский морг в XIX веке привлекал сотни тысяч зевак Как парижский морг в XIX веке привлекал сотни тысяч зевак

Некоторые приходили целыми семьями по выходным

Maxim
Из чего состоит «новая» грудь»: все, что ты хотела знать об имплантах Из чего состоит «новая» грудь»: все, что ты хотела знать об имплантах

Какие импланты ставят пластические хирурги и как оценить их качество

Cosmopolitan
Условия Земли оказались не самыми пригодными для жизни Условия Земли оказались не самыми пригодными для жизни

Ученые считают, что есть во Вселенной места и получше

Популярная механика
Как женщины спасали еврейских детей в годы войны Как женщины спасали еврейских детей в годы войны

Истории четырех храбрых женщин, спасавших еврейских детей в годы войны

СНОБ
Открыть в приложении