Астрономия будущего
Вопрос о том, что мы знаем (а чего мы не знаем) о космосе, естественно, волнует сейчас умы. И не только в плане, если так можно выразиться, «утилитарном», то есть в плане практического интереса к тем планетам Солнечной системы, к которым в ближайшем будущем полетят космонавты, и к межпланетной среде, через которую будут летать их ракеты. Изучение Вселенной, понимание природы процессов, происходящих на отдаленных космических телах, представляют огромный познавательный интерес.
Один известный астроном совершенно правильно в этой связи заметил: «Человек, в частности, тем отличается от животных, что иногда поднимает глаза к небу…»
Раньше астрономия больше основывалась на философских взглядах. Теперь же, с развитием технологий это более точная наука. Безусловно, сегодня она тесно переплетается с математикой, физикой, химией и биологией. Несомненно, философия также не исключена из основ астрономии.
Из настоящего в будущее
Астрономия в настоящее время развивается очень интенсивно. Усовершенствовалась методика наблюдений и обработки, появились новые телескопы, о которых раньше не могли и мечтать, космические станции и обсерватории, которых раньше не было.
Космический телескоп Хаббл
Появились регулярно осматривающие небо телескопы-роботы. Компьютеры способны моделировать сложнейшие небесные явления, не прибегая к языку формул. Ученые добились больших успехов во всех направлениях – начиная от исследования тел Солнечной системы и заканчивая далекими галактиками.
Ключевые вопросы на ближайшее десятилетие включают определение природы темной материи, которая наполняет Вселенную.
В то время как любители мечтают о появлении яркой кометы или сверхновой звезды, надежды профессионалов связаны с открытием многочисленных новых планетезималей (очень малых небесных тел), доказывающих, что Пояс Койпера действительно существует. Они рассчитывают также обнаружить действующие вулканы на Венере, доказательства существования подземных вод на Марсе, а может быть, даже и признаков жизни на этой планете.
Поиски внеземного разума
Одной из важнейших задач астрономии остаются поиски жизни на планетах, обращающихся вокруг других звезд, – к настоящему моменту найдено около четырех тысяч планет, расположенных вне Солнечной системы. Относительно недавно на одной из них обнаружили условия, подходящие для жизни земного типа – речь идет о планете возле ближайшей к Солнечной системе звезды Проксима Центавра. При этом никаких признаков жизни на ней пока еще не обнаружили.
Вопрос о существовании жизни на Марсе по-прежнему остается для нас одним из самых злободневных. Многие ученые надеются так или иначе решить этот вопрос с помощью автоматических космических станций и проектируют для этой цели необходимые приборы.
Величайшим из открытий явилось бы обнаружение сигналов, посланных из глубин космоса другой цивилизацией. Поиски внеземного разума — не фантастика. И хотя многие астрономы сомневаются в том, что такие сигналы когда-либо будут обнаружены, другие, напротив, убеждены, что человечество является лишь одним из многих носителей разума в нашей Галактике, а потому они ведут упорные и обстоятельные поиски сигналов внеземных существ.
Если бы их удалось когда-нибудь обнаружить, это было бы самым важным открытием за всю историю человечества. Тогда мы могли бы убедиться в том, что мы не одиноки во Вселенной.
Что же ждет астрономию в будущем?
Более четверти ведущих российских астрономов приняли участие в коллективном опросе, основной целью которого было выявить наиболее вероятные и невероятные события будущего.
События, которые, по мнению более половины ответивших экспертов, не произойдут никогда (в скобках указана вероятность наступления события):
- В Солнечной системе будет обнаружено новое тело крупнее Марса (21%)
- Будет обнаружена Сфера Дайсона (36%)
Сфера Дайсона — гипотетический астроинженерный проект, предложенный Фрименом Дайсоном, представляющий собой относительно тонкую сферическую оболочку большого радиуса (порядка радиуса планетных орбит) со звездой в центре.
- Будет доказан факт посещения Земли внеземной цивилизацией (23%)
- Будут обнаружены белые дыры (38%)
В ближайшем будущем (до конца двадцатых годов нашего века) по мнению экспертов следует ожидать наступления следующих событий (указан год наступления события с ошибкой, в скобках указана вероятность наступления события):
- 2027±21: будет обнаружена вода на Луне (64%)
- 2027±32: астрономия снова станет обязательным предметом в российских школах (80%)
- 2027±13(!): на Землю будет доставлен образец марсианского грунта (100%)
- 2028±26: будет разгадана природа гамма-всплесков (100%)
Согласно коллективному мнению экспертов, тридцатые годы будут весьма богаты на события в области астрономии и исследования космического пространства:
- 2031±22: возобновится активное изучение Венеры (97%)
- 2033±31: будут обнаружены черные дыры промежуточной массы (84%)
Конец сороковых годов ознаменуется следующими событиями:
- 2040±25: будет сооружен оптический телескоп диаметром 100 м (87%)
- 2043±35: будет разгадана природа темной материи (96%)
- 2043±39: человечество определит природу Красного пятна на Юпитере (99%)
Красное пятно Юпитера
- 2044±83: будет однозначно доказано существование черных дыр (90%)
- 2047±32: состоится высадка человека на Марс (95%)
- 2049±36: будет разгадана природа темной энергии (97%)
- 2049±59: будет обнаружена экзопланета, на которой присутствуют все четыре биомаркера: вода, углекислый газ, метан и кислород (99%)
- 2049±64: начнутся регулярные полеты частных космических кораблей (93%)
В пятидесятые годы по мнению экспертов должны произойти следующие события:
- 2050±48: для космических перелетов начнут использовать солнечный парус (79%)
- 2052±34: будет создана постоянная астрономическая обсерватория на Луне (95%)
В конце XXI века ожидается наступление следующих событий:
- 2070±44: состоится полет человека за орбиту Марса (94%)
- 2071±44: человечество гарантированно защитит себя от угрозы астероидно-кометной опасности (72%)
- 2073±60: человек получит первые образцы атмосферы Сатурна (90%)
- 2078±67: человечество научится использовать внеземные источники сырья (91%)
- 2079±97: туристические полеты в космос станут доступными не только единицам (83%)
- 2090±120: будут обнаружены «кротовые норы» (57%)
Кротовая Нора в космосе в представлении художникм
В XXII веке прогнозируется следующее:
- 2110±140: доля солнечной энергии в энергетике человечества превысит 50% (74%)
- 2150±200: начнет работать общественный транспорт по маршруту «Земля — Луна» (72%)
- 2170±240: ожидается падение на Землю метеорита размером не менее Тунгусского (83%)
- 2250±360: будет обнаружен радиосигнал внеземной цивилизации(50%)
- 2280±320: будет установлен контакт с инопланетянами (50%)
Как уже стало ясно, астрономия — это наука нацелена на изучение и исследование явлений и объектов Вселенной. Разумеется, для того, чтобы понять саму суть Вселенной. Узнать структуру и особенности.
Благодаря астрономии мы уже многое узнали. В дальнейшем, можно с уверенностью сказать, нас ждёт еще много нового. Ведь прогресс не стоит на месте. Без сомнения, наука развивалась, развивается и будет развиваться.
Видео
Источник
«Колоссальная польза мировой науке»: астрофизик — о российских проектах по изучению космоса в 2020 году
— Исследования космоса в наши дни связаны прежде всего с крупными международными проектами. Можете привести примеры подобного сотрудничества с участием наших учёных?
— В первую очередь это, конечно, космическая обсерватория «Спектр-Рентген-Гамма», или «Спектр-РГ», которая была запущена с космодрома Байконур в июле этого года и очень успешно сейчас работает.
На ней установлены российский рентгеновский телескоп ART-XC и рентгеновский телескоп eRosita из Германии. На самом деле каждый из этих инструментов состоит из семи очень чувствительных рентгеновских телескопов, работающих в разных диапазонах. Данные от обсерватории поступают каждый день, направляются в Институт космических исследований для обработки и анализа.
В этом проекте вся небесная сфера поделена ровно пополам для российских и немецких учёных, идёт абсолютно равноправное сотрудничество. Очень важно, что «Роскосмос» блестяще вывел этот космический аппарат на заданную орбиту, а НПО имени Лавочкина сейчас принимает всю информацию и ведёт эту программу совместно с институтами Российской академии наук и баллистическими центрами. У нас давно не было таких успешных научных запусков для фундаментальных астрофизических исследований.
— Что планируется делать в этой обсерватории в следующем году?
— 8 декабря обсерватория начала обзор неба в рентгеновских лучах, который продлится четыре года. Небо сканируется полосками по одному градусу каждые четыре часа. За время обзора будет открыто около 200 тыс. скоплений галактик, в которых горячий межгалактический газ светит в рентгеновских лучах, порядка нескольких миллионов активных ядер далёких галактик и квазаров.
Также регулярно будут открываться транзиентные, то есть вспыхивающие на некоторое время, источники рентгеновского излучения различной природы, в том числе связанные с приливным разрушением звёзд в окрестностях сверхмассивных чёрных дыр в ядрах галактик. Это очень актуальные для современной астрофизики и космологии наблюдения. Конечно, потребуется длительная обработка данных.
После окончания обзора всего неба телескопы обсерватории будут работать по заявкам отдельных исследовательских групп в режиме наведения на отдельные источники.
— Когда появятся первые промежуточные результаты?
— Мы уже сейчас получаем результаты. Каждую секунду идёт непрерывное сканирование неба, каждый день данные со спутника, находящегося от Земли на расстоянии почти в 1,5 млн км, передаются на Землю, так что полученные данные обрабатываются практически в режиме реального времени.
Чувствительность обзора «Спектра-РГ» по отдельным источникам и в длительных экспозициях в 100 раз превосходит все существующие обзоры неба такого рода. Как известно, в науке любое увеличение чувствительности на порядок всегда приводит к совершенно новым удивительным открытиям. Мы все с нетерпением ждём результатов.
Картинки, которые уже получены, — это просто какая-то фантастика! Так, на площадке размером порядка 20 градусов в рентгеновском диапазоне видны тысячи источников. И это не только звёзды нашей Галактики — Млечного Пути, но и сверхмассивные чёрные дыры в ядрах далёких галактик и скопления галактик.
— Константин Александрович, эти фантастические изображения доступны для широкой аудитории?
— На официальном сайте обсерватории srg.cosmos.ru уже выкладывается общедоступная информация. Есть снимки неба, полученные на стадии верификации, когда спутник летел от Земли на заданную орбиту и снимались отдельные поля.
— И уже в ближайшем будущем все российские учёные будут иметь доступ к полученным данным? Или даже астрофизики со всего мира?
— Верно. Организован как российский консорциум, куда входят наши ведущие учёные, так и аналогичный консорциум в Германии. Как принято в таких больших проектах, эти консорциумы определённым образом регулируют доступ к информации. Однако уже через некоторое время все данные будут открыты. Всё это принесёт колоссальную пользу мировой науке, потому что такого рода обзоров всего неба просто ещё не было.
— В 2019 году астрофизики из России получили медаль имени Дирака за исследования новорождённой Вселенной. Ещё один российский коллектив был удостоен Госпремии РФ за решение проблемы регистрации гравитационных волн. А что мы можем ожидать от наших исследователей в 2020 году?
— Что касается 2019 года, то у нас было ещё одно замечательное событие. Геннадий Борисов, сотрудник нашего института, открыл первую внегалактическую комету. Комет много открывается, но эта вот оказалась уникальной — она не связана гравитационно с Солнечной системой. Это открытие совершенно не было запланировано. Так что и в 2020 году вполне может случиться что-то совершенно удивительное и неожиданное.
Нужно обязательно упомянуть международный космический эксперимент с ведущим российским участием «Радиоастрон», руководителем которого был академик Николай Семенович Кардашёв. Этот проект завершился в прошлом году после семи лет успешных фундаментальных астрофизических исследований с помощью радиотелескопа, смонтированного на космическом аппарате «Спектр-Р» (первый из четырёх аппаратов серии «Спектр». — RT).
Информация, которая была получена в ходе этого эксперимента, продолжает обрабатываться. В наступающем году по нему ожидается много важнейших научных результатов.
— Если мы не скажем про астрофизиков-теоретиков, то незаслуженно обойдём вниманием фундаментальную науку. Какие сюрпризы могут нас ждать в этой области?
— У нас очень сильная теоретическая школа в области космологии ранней Вселенной: академик Алексей Старобинский и его коллеги в Институте теоретической физики им. Л.Д. Ландау, академик Валерий Рубаков и его группа в Институте ядерных исследований и на физфаке МГУ, школы по астрофизике высоких энергий в ИКИ РАН и в ГАИШ МГУ, теоретические школы в АКЦ ФИАН и Институте астрономии РАН, в Санкт-Петербургском и Казанском университетах, а также многие другие. Все коллективы ведут активную работу, и каждый из них может дать значительные результаты.
Трудно сказать, когда и в какой именно области случится прорыв. Возьмём, к примеру, международные коллаборации по детектированию гравитационных волн LIGO и Virgo (в проекте LIGO участвуют две научные группы из России. — RT). У них сейчас зарегистрированы десятки событий-кандидатов, и они все очень интересные, но пока эта информация для широкого круга учёных закрыта. Обработка данных гравитационно-волновых экспериментов требует довольно длительного времени, нескольких месяцев работы тысяч людей на суперкомпьютерах. В 2020 году ожидаются новые и, возможно, сенсационные публикации по результатам наблюдений этого года.
— Совсем недавно учёные зафиксировали три сигнала из области возможного слияния чёрной дыры и нейтронной звезды.
— Это похоже на случайное совпадение. Области локализации всех этих событий огромны — десятки, если не сотни квадратных градусов. Временной интервал регистрации этих событий тоже достаточно велик. C точки зрения физики совершенно непонятно, что там было за нейтринное событие, предшествующее слиянию двух чёрных дыр (по уточнённым данным от LIGO, 16 декабря 2019 года зарегистрирован всплеск гравитационных волн именно от слияния двух чёрных дыр, а не чёрной дыры и нейтронной звезды, как предполагалось раньше. — RT). Но будет, конечно, очень интересно, если докажут, что эти события были как-то физически связаны.
— В СМИ недавно сообщалось, что в России появится центр по обнаружению опасных астероидов и что реализация проекта начнётся, по предварительным расчётам, в середине 2020 года. Как вы относитесь к такой инициативе? Неужели есть риск, что следующий год мы не переживём из-за какого-то там астероида?
— Такие мировые центры существуют, так что это нельзя назвать чем-то совершенно новым. Безусловно, нужно следить за известными и новыми небесными объектами. Время от времени появляется информация, что потенциально опасное небесное тело приближается к Земле, но это больше рассчитано на резонанс в СМИ, как и в случае с темой изменения климата. Астероидная опасность, в принципе, существует, но она не очень велика. Крайне маловероятно, что в этом отношении следующий год преподнесёт сюрпризы.
Сейчас гораздо большей проблемой являются не астероиды, а невероятное количество космического мусора в виде отработавших спутников, остатков ракет-носителей и тому подобного. Космическая экология — серьёзная проблема. В околоземном пространстве становится всё больше такого мусора. Какое-то время о нём не думали, а теперь стало ясно, что дальше так жить нельзя и необходимо принимать срочные меры. Над решением этой проблемы сейчас усиленно работают как учёные, так и прикладные ведомства.
— Какие ещё вопросы могут встать перед нашей космической научной общественностью в ближайшем будущем?
— У нас в России в настоящее время разрабатываются несколько крупных космических проектов, в том числе запуск других аппаратов серии «Спектр». Проект «Спектр-УФ» — ультрафиолетовый телескоп в космосе, который откроет новые возможности для исследований экзопланет, звёзд, межзвёздной среды. Этот проект разрабатывается в Институте астрономии РАН. Он стоит следующим на очереди после успешного запуска обсерватории «Спектр-РГ». Его запуск состоится не ранее 2025 года.
Ещё более крупный, но и более далёкий по времени космический проект — «Спектр-М», или «Миллиметрон». Он предполагает вывод на орбиту системы Солнце — Земля радиотелескопа, работающего в миллиметровом диапазоне. Его предполагается использовать для получения изображений космических объектов со сверхвысоким разрешением.
Источник