Магия черных дыр. "В Мире науки" №3, 2021

 

Черные дыры дают нам новые фундаментальные представления о природе пространства-времени, поэтому их изучению сегодня уделяется так много внимания. Астрофизика, астрономия находятся на переднем крае таких исследований. Об удивительных свойствах черных дыр и о роли астрономии в нашей жизни рассказал известный астрофизик Анатолий Михайлович Черепащук, академик, заслуженный профессор МГУ, научный руководитель Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ).

 

 

Анатолий Михайлович, за последние несколько лет мы стали свидетелями беспрецедентного события: три Нобелевские премии по физике, практически подряд — 2017, 2019 и 2020 гг., — были присуждены за открытия в области астрономии. С чем связан подобный интерес к этой науке?

Такой интерес к астрономии был всегда, ведь это фундаментальная и очень познавательная наука: всех волнует, есть ли жизнь вне Земли и как родилась Вселенная, что такое загадочные черные дыры и нейтронные звезды и т.д. В последние годы астрономия действительно расцвела, потому что появились новые технологии и средства наблюдений, такие как крупные телескопы, системы приема излучения от астрономических объектов, системы обработки, в том числе искусственный интеллект, большие базы данных, анализ и пр. Накопилось некоторое новое качество изучаемого материала за счет всех этих событий, и в итоге мы имеем три Нобелевские премии за исследования в области астрономии.

В 2017 г. была получена Нобелевская премия за открытие гравитационных волн, в 2019 г.— за космологию и открытие экзопланет, то есть планет вокруг других звезд, в 2020 г. — за изучение черных дыр. Последнюю Нобелевскую премию получили Роджер Пенроуз, Андреа Гез и Райнхард Генцель. Теоретик Пенроуз предсказал существование сингулярности в черной дыре — неизбежное существование сингулярности в любом случае, не только в сферически симметричном, но при самых произвольных начальных условиях.

Сингулярность — это, формально говоря, та точка, в которую сколлапсировало в собственной системе отсчета вещество, ставшее материалом для образования черной дыры. Здесь плотность материи так велика, что известные нам законы физики уже не работают. Ученые предполагают, что в сингулярности царят законы квантовой гравитации, которая пока не разработана. Именно из-за таких экстремальных и загадочных свойств материи в сингулярности многие ученые, в том числе и великий Альберт Эйнштейн, не верили в существование черных дыр. Считалось, что сингулярность есть некий артефакт общей теории относительности, который появляется в случае строго сферически симметричного коллапса. Поскольку в реальном мире всегда имеют место некоторые отклонения от сферической симметрии, ученые надеялись избежать появления сингулярностей. Однако Роджер Пенроуз в 1965 г. в своей замечательной работе доказал, что ее появление неизбежно при произвольных начальных условиях, в том числе при значительных отклонениях от сферической симметрии при коллапсе.

Роджер Пенроуз также доказал существование так называемого горизонта событий у черных дыр, который закрывает эту сингулярность от постороннего наблюдателя. После его работ проблема черных дыр стала не сугубо математической, а вполне реальной, то есть черная дыра стала рассматриваться как реальный объект. Как уже отмечалось, даже сам Эйнштейн, создатель общей теории относительности, не верил до конца своей жизни в существование черных дыр: уж слишком необычны свойства этих объектов.

Андреа Гез и Райнхард Генцель, в свою очередь, были награждены Нобелевской премией за измерение массы «сверхмассивного компактного объекта в центре нашей Галактики». Имеется в виду черная дыра, но, как видите. Нобелевский комитет был очень осторожен с формулировкой и оставил маленькую лазейку на случай, если объект окажется кротовой норой. Гез и Генцель наблюдали движение отдельных звезд вблизи центра галактики Млечный Путь. Это очень трудная задача, потому что центр Галактики скрыт от нас межзвездной средой, пылью, газом, то есть он практически невидим в оптических лучах, для его изучения можно использовать только инфракрасный диапазон.

Кроме того, чтобы заметить звезды вокруг сверхмассивной черной дыры в центре Галактики, нужно иметь очень высокое угловое разрешение, ведь звезды вращаются весьма близко к сверхмассивной черной дыре, а земная атмосфера при этом все искажает. Чтобы избавиться от этих атмосферных искажений, ученые применили оригинальную технологию наблюдений, что помогло им изучить орбиты звезд вблизи нашей черной дыры. То есть Гез и Генцель смогли буквально увидеть, как вокруг некоторого абсолютно темного объекта крутятся по почти замкнутым орбитам звезды со скоростями в тысячи километров в секунду. Это стало очень наглядным определением массы сверхмассивной черной дыры, потому что, зная период вращения и размеры орбиты, можно по третьему закону Кеплера точно вычислить значение центральной массы. Оказалось, что для нашей черной дыры она составляет 4,3 млн солнечных масс.

А за что конкретно были присуждены премии предыдущих лет, за 2017 и 2019 гг.?

Нобелевская премия 2017 г. за открытие гравитационных волн подвела итог 50 лет исследований. Гравитационные волны очень трудно зарегистрировать, для этого необходимо использовать новейшие технологии. В этом случае использовались даже разные принципы детектирования гравитационных волн.

Вначале гравитационные волны измеряли с помощью алюминиевых болванок. Затем профессор физического факультета МГУ член-корреспондент АН СССР В. Б. Брагинский выдвинул идею лазерной гравитационно-волновой антенны. Она была опубликована в 1962 г. в работах советских ученых М.Е. Герценштейна и В.И. Пустовойта, учеников В.Л. Гинзбурга. То есть основные идеи были заложены, как часто это бывает, в нашей стране. Но экспериментальная реализация проекта, а она очень дорогостоящая (порядка миллиарда долларов), была осуществлена в США. Экспериментаторам пришлось преодолеть огромные трудности, потому что нужно было измерить очень маленькие смещения пробных тел, зеркал с очень высокой точностью, при этом сильно мешали помехи в виде сейсмологической активности, температурных флуктуаций и т.д. И только высочайшие новые технологии позволили наконец осуществить задуманное. Реализация такого проекта — это вершина человеческих технологий.

С помощью американской Лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории (LIGO) были открыты гравитационные волны от слияния черных дыр в двойных системах. Кстати, сотрудники нашего института В.М. Липунов, К.А. Постнов и М.Е. Прохоров еще в 1997 г. предсказали, что гравитационно-волновая антенна LIGO должна открыть слияние не нейтронных звезд, как ожидалось, а черных дыр. Сегодня это новое направление — изучение черных дыр и нейтронных звезд в момент их последнего вздоха, когда они за счет потери энергии при излучении гравитационных волн сближаются и, наконец, сливаются. Это позволяет проверить общую теорию относительности Эйнштейна во всей ее полноте, в динамике.

Нобелевская премия 2019 г. была присуждена за предсказание неоднородности реликтового фона и за открытие экзопланет. Оказалось, что вокруг далеких звезд движутся планеты, подобные нашим. Уже сейчас открыто несколько тысяч планетных систем вокруг звезд, и среди них встречаются системы, схожие с нашей Солнечной. Открыто несколько десятков планет с температурным режимом, который благоприятствует существованию жизни, там есть жидкая вода и другие подходящие для возникновения жизни условия. Это очень важный подход к проблеме поиска внеземной жизни и внеземных цивилизаций.

Вот за эти гигантские достижения и была присуждена Нобелевская премия по физике за 2019 г., и мы надеемся, что астрономия и дальше будет у всех на слуху, потому что сейчас эта наука переживает самые продуктивные свои годы за всю историю. Например, в нашей стране, в Институте космических исследований РАН, полтора года назад была запущена рентгеновская обсерватория «Спектр - РГ» (СРГ), которая уже два раза отсканировала все небо в рентгеновском диапазоне. Ни у кого в мире сегодня таких данных нет. И она осуществит сканирование еще пять раз, чтобы составить самую богатую и надежную карту рентгеновского неба, на которой будут миллионы источников, миллионы объектов. Надеемся, что будет проверена в том числе и модель загадочной темной энергии, обладающей отрицательной гравитацией.

Астрономия была исключена из школьной программы в 1990-е гг., в 2017 г. ее снова вернули. Почему, на ваш взгляд, важно преподавать астрономию в школе?

Астрономия имеет огромное мировоззренческое значение. Убирать ее из школьной программы, я считаю, было грубейшей ошибкой. Спустя несколько лет после этого опросы ВЦИОМ показали, что 33% населения России считают, что не Земля вращается вокруг Солнца, а Солнце вокруг Земли. Причем когда людей спрашивали, почему они так считают, те отвечали, дескать, мы же видим, как Солнце вращается, значит, оно вращается вокруг Земли. Вот до какого средневекового убожества было доведено наше общество из-за того, что астрономия исчезла из школ!

Восстановление преподавания астрономии в школах было важнейшей задачей, и ученые приложили к этому большие усилия. На тот момент министром науки была О.Ю. Васильева, она пошла нам навстречу и дала указание восстановить астрономию в школе. Но поскольку предмет не преподавался в течение 15 лет, то пропали и учителя астрономии! В педагогических вузах прекратилась подготовка учителей астрономии для школы, все учебники устарели. Поэтому нам пришлось создавать учебники заново. Профессора ГАИШа В. Засов, К.А. Постнов, В.Г. Сурдин написали ряд учебников нового поколения для школ и университетов. И только сегодня, несмотря на то что астрономию в школе возродили несколько лет назад, мы можем говорить о том, что ее преподавание достигло должного качества. Мы надеемся, что это приведет к повышению культурного уровня нашего населения, и слова о том, что Солнце вращается вокруг Земли, будут восприниматься лишь как шутка.

В последние годы очень много астрономических данных приходит из самых разных обсерваторий — наземных и космических. Успевают ли теоретики обрабатывать весь этот массив информации, хватает ли сегодня теоретических моделей, чтобы описать получаемые наблюдательные данные?

Это актуальный для нас вопрос. Еще в начале 2000-х гг. нобелевский лауреат Риккардо Джаккони, открывший рентгеновский источник Лебедь Х-1, говорил, что главная проблема сегодняшней астрономии — не получение наблюдательных данных, а их физическая интерпретация; не хватает мозгов, чтобы осмыслить тот огромный объем информации, который приходит от новейших телескопов.

В нашем институте работает система под названием «Мастер». Руководит ею профессор В.М. Липунов. Это восемь двойных телескопов, расположенных в разных частях земного шара, в том числе за границей. Такая система обозревает небо буквально за несколько суток — это миллионы объектов, за которыми нужно следить, сигналы от которых нужно обрабатывать; и только современные мощные компьютеры с возможностью параллельного программирования позволяют справляться с этими наблюдательными данными. Это так называемая наука о больших данных (big data), где используется искусственный интеллект. Сегодня в ГАИШе молодежь занимается именно разработкой программ ИИ, потому что из миллионов астрономических объектов выбрать вручную объекты с искомыми свойствами просто невозможно. Для этого нужно подключать обучающийся компьютер, который по некоторым заданным признакам ищет те или иные пекулярные объекты и параллельно совершенствует методику поиска. Именно благодаря компьютеризации тот гигантский объем информации, который сейчас мы получаем на современных астрономических телескопах, может быть обработан. Тем не менее физическая интерпретация сильно отстает от объема наблюдательных данных. Это дело будущей молодежи.

Сейчас очень много внимания уделяется изучению черных дыр. Известно ли, что находится в центре черной дыры?

Хороший вопрос, ведь именно за эту работу английский астрофизик Роджер Пенроуз получил Нобелевскую премию в прошлом году. Как мы уже отмечали в начале нашего разговора, он теоретически доказал, что когда происходит неограниченное сжатие большой массы вещества, это приводит к сингулярности, то есть к точке, где формально бесконечно большая плотность. На самом деле там не бесконечно большая плотность, а должна уже работать квантовая гравитация, потому что теория, которой пользовался Пенроуз, — это общая теория относительности, а она не квантовая, а классическая: там есть классическое понятие траектории и т.д. Зато в квантовой физике понятия траектории нет, там есть только волновая функция. Поэтому квантовая теория и квантовая механика с общей теорией относительности пока еще не совмещены.

С точки зрения общей теории относительности Роджер Пенроуз доказал, что при произвольных начальных условиях неизбежно должна возникнуть вот эта формально бесконечная плотность, сингулярность, где работают законы квантовой гравитации. И мы пока еще не знаем, что творится в этой сингулярности. Но известно, что, согласно общей теории относительности, при любом достаточно сильном сжатии массивного тела должна образоваться сингулярность, которая покрыта так называемым горизонтом событий, то есть она для нас недоступна. Именно поэтому Пенроуз выдвинул идею космической цензуры: природа должна избегать того, чтобы мы могли напрямую наблюдать «голые» сингулярности. Таким образом, каждая сингулярность должна быть окружена поверхностью, называемой горизонтом событий, благодаря которому мы не можем увидеть сингулярность. Повторюсь: все, что находится под горизонтом событий, недоступно для внешнего наблюдателя. Так что комбинация горизонта событий и сингулярности в центре и есть черная дыра.

Что касается горизонта событий, то сейчас мы уже имеем практические доказательства того, что черная дыра, по крайней мере в центре ядра галактики М87, имеет так называемую фотонную сферу, у которой радиус всего в полтора раза больше радиуса горизонта событий. Это значит, что уже практически доказано, что черные дыры действительно обладают уникальными особенностями, такими как горизонт событий. Это большой прогресс.

Я думаю, следующая Нобелевская премия может быть присуждена после получения изображения тени от черной дыры в центре нашей Галактики, которое станет доказательством того, что не только у сверхмассивной черной дыры в центре галактики MS7, но и у нашей черной дыры в центре Галактики имеется фотонная сфера.

Мы как наблюдатели не способны заглянуть за пределы нашей Вселенной, посмотреть на нее со стороны. Тогда, образно говоря, получается, что с точки зрения внешнего наблюдателя наша Вселенная — это черная дыра? А возможно ли в действительности возникновение жизни в черной дыре?

Согласно современным представлениям, наша Вселенная возникла из первичного сингулярного состояния. Затем началось сильное экспоненциальное расширение, увеличение масштабного фактора пространства. Буквально за 10-36 с радиус Вселенной возрос в огромное число раз. Потом эта так называемая инфляционная стадия перешла в стадию расширения нашей Вселенной по степенному закону, родилась материя. Если на этапе инфляционной стадии было только скалярное поле, то после нее уже начали рождаться кварки, глюоны, протоны, нейтроны и т.д. Сейчас мы, по-видимому, живем во Вселенной, которая образовалась из сингулярности. Это тоже гипотеза.

В последние годы стала набирать популярность иная гипотеза, согласно которой сингулярности не было, а были периоды расширения и сжатия Вселенной. Так, Вселенная сжимается до очень плотного состояния (но конечного), потом она расширяется, затем опять сжимается. Это уже область исследований теоретиков. Хотя я как астроном больше склоняюсь к гипотезе о том, что все мы произошли из сингулярности. В модели пульсирующей Вселенной есть проблема возрастания энтропии при многократном сжатии, которая пока окончательно не решена. Упомянутый Роджер Пенроуз, а также Стивен Хокинг, предсказавший испарение черных дыр, известны как приверженцы подобной гипотезы: они строили модели формирования Вселенной из сингулярности.

Если в черную дыру падает слишком много вещества, то она начинает испускать релятивистский коллимированный выброс (джет) — поток материн, несущийся в примерно со скоростью света, приводящий к катастрофическим последствиям для всего, что окажется поблизости. Для черной дыры в центре нашей Галактики такой сценарий возможен или там недостаточно вещества?

Все верно. Если на черную дыру падает очень много вещества, то энергия, которая выделяется при этом падении, очень велика — пропорциональна темпу аккреции (падения вещества). Чем выше этот темп, тем больше энергия, выше температура, больше рождается излучения. Это излучение начинает отталкивать вещество, происходит авторегулировка: гравитация притягивает вещество, а тот свет, то излучение, которое рождается при высокой температуре, действует на это падающее вещество, останавливая и даже отталкивая его. Поэтому у галактик с большим темпом аккреции, где очень много звезд, газа, пыли в центре около черной дыры, идет мощная аккреция, очень большое энерговыделение. Давление излучения разгоняет газ перпендикулярно плоскости аккреционного диска в виде так называемого звездного ветра. Кроме того, как вы и сказали, рождаются релятивистские выбросы со скоростями, близкими к скорости света. И вся эта масса, несущаяся навстречу внешнему пространству галактики, сметает газ, нагревает его, изменяет его характеристики, плотность и влияет на темп звездообразования в галактике.

Есть такое понятие, как коэволюция — взаимная эволюция ядра галактики и самой галактики. При слабой коэволюции сама галактика поставляет вещество на черную дыру, чтобы обеспечить аккрецию. А при сильной коэволюции не только галактика влияет на черную дыру, поставляя вещество, но и сама черная дыра влияет на эволюцию внешних частей галактики. Такая сильная коэволюция, видимо, имела место и в нашей Галактике, где были обнаружены так называемые пузыри Ферми — некоторые протяженные квазисферические образования, связанные с центром нашей Галактики с двух сторон плоскости Галактики, которые излучают в гамма-диапазоне спектра. Недавно с борта космической обсерватории СРГ подобные пузыри в нашей Галактике были открыты и в рентгеновском диапазоне спектра. Сейчас ядро нашей Галактики спокойное. Рентгеновская светимость ядра нашей Галактики маленькая, вещества там мало, только отдельные звездочки крутятся. Но наличие пузырей Ферми указывает, что ранее в истории нашей Галактики было время, когда на сверхмассивную черную дыру в ее центре падало очень много вещества и она была в активной фазе.

Есть ли какие-то ограничения по количеству вещества, которое черная дыра может поглотить?

За счет того, что на черную дыру падает вещество, ее масса растет. При этом радиус черной дыры пропорционален массе, то есть чем больше масса, тем больше радиус. Приведу несколько примеров, чтобы вы представляли себе размеры и массы черных дыр. Чему будет равен размер черной дыры, скажем, массы планеты Земля? Это будет черная дыра размером чуть менее сантиметра. Если бы Солнце было черной дырой, то его радиус составлял бы 3 км. Черная дыра в центре нашей Галактики равна примерно 4 млн масс Солнца и 17 радиусам нашего Солнца. Поэтому если на черную дыру идет аккреция, то есть выпадение вещества (звезд, газа, пыли), то масса черной дыры и ее размер растут.

Черная дыра может поглотить сколько угодно вещества, причем не только за счет того, что ее размер растет, но и потому, что объем черной дыры равен бесконечности: из-за огромной кривизны пространства-времени. Поэтому если вы попали внутрь черной дыры, то, как предполагают, сможете путешествовать по другим Вселенным, ведь пространства внутри черной дыры бесконечно много! И все вещество, которое в нее попадает, спокойно может там поместиться, но потом оно неизбежно упадет в сингулярность в сопутствующей системе отсчета. Но внешнему удаленному наблюдателю будет казаться, что вещество на черную дыру будет падать бесконечно долго, поскольку для удаленного наблюдателя ход времени на горизонте событий черной дыры останавливается.

Черные дыры — очень непростые, поистине удивительные объекты. Они дают нам новые фундаментальные представления о пространстве-времени, их изучение имеет огромное познавательное значение.

Анатолий Михайлович, а что еще, помимо необычных свойств черных дыр, вас как астронома с многолетним стажем удивляет в нашей Вселенной?

Больше всего меня поражает и даже вызывает ощущение восторга тот факт, что наша Вселенная, несмотря на ее гигантскую сложность, познаваема, и в этом смысле черные дыры — вызов для науки. Сингулярность в центре черной дыры окружена горизонтом событий, и будет ли придуман когда-нибудь эксперимент, позволяющий увидеть эту сингулярность, мы не знаем. Сингулярности в недрах черных дыр кажутся непознаваемыми, но мы, несмотря на эту трудность, уже смогли теоретически проникнуть внутрь черной дыры и предсказать, что там может находиться.

А ведь когда-то черные дыры существовали только на бумаге...

Именно! Помню, у нас в ГАИШе в 1960-х гг. проходил объединенный астрофизический семинар, руководителем которого был академик Я.Б. Зельдович, известный энтузиаст в области исследования черных дыр, как и И.Д. Новиков — пионер в этой области. Вместе они делали доклад про черные дыры, я тогда был еще аспирантом, и мне на тот момент это казалось некой математической абстракцией, которая не имеет никакого отношения к действительности. Как видите, прошло около полувека — и выяснилось, что все это правда.

Кстати, то же самое можно сказать и про кротовые норы. Сейчас в них большинство физиков не верят, ведь нужна очень экзотическая материя для того, чтобы создать такой туннель в пространстве-времени. Пока люди убеждены в том, что столь экзотическая материя не может существовать. Но ведь 50 лет назад и черные дыры казались экзотикой! Поэтому не исключено, что через полвека и кротовые норы уже будут считаться классическими объектами Вселенной.

Недавно родилась новая наука, которая называется «демография черных дыр». Она изучает рождение, образование черных дыр, рост за счет аккреции, их эволюционную связь со звездами, галактиками, скоплениями галактик. Как видите, Нобелевская премия 2020 г. увенчала эту науку некоторым признанием. То есть черные дыры наконец завоевали права гражданства среди всех объектов — звезд, галактик и т.д., — даже несмотря на свою чудовищную странность. Сегодня ученые вынуждены мириться с этой странностью и как-то подстраиваться под нее, пытаться ее понять и, возможно, использовать для дальнейшей жизни в далеком будущем. Вы знаете, что из вращающейся черной дыры можно извлекать энергию, что она может служить электрогенератором? Для этого нужно создать вращающуюся черную дыру в лаборатории. Но это, конечно, перспективы далекого будущего, а сейчас — только общая идея. Кстати, впервые такую идею высказал все тот же Пенроуз.

Как умирают черные дыры? Или они могут жить вечно?

Стивен Хокинг предсказал, что черные дыры должны уменьшать свою массу из-за квантового испарения. О чем идет речь? Вблизи горизонта событий рождаются частицы, и они уносят энергию/массу в виде излучения, поэтому черная дыра все же уменьшает массу, но очень медленно. Для черной дыры солнечной массы, например, время этого квантового испарения во много раз больше космологического времени, то есть времени жизни нашей Вселенной. Поэтому крупные черные дыры типа звездных черных дыр, сверхмассивных черных дыр в ядрах галактик можно считать практически постоянными, так как у них масса почти не меняется. Однако черные дыры сравнительно малой массы (меньше, чем 101бг, это примерная масса средней горы) успевают испариться за время, меньшее 14 млрд лет, то есть за время, меньшее времени жизни нашей Вселенной. И что останется в конце этого уменьшения в конце их испарения, теоретики до сих пор точно сказать не могут: то ли черная дыра полностью испарится до нуля, то ли останется какой-то экзотический объект, остаток этого испарения. Черные дыры, как я уже говорил, действительно теоретически со временем уменьшают свою массу. Но такая потеря массы существенна лишь для объектов малой массы, порядка или менее массы средней горы. А остальные черные дыры можно считать практически вечными.

Вы были директором Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга более 30 лет. Какие достижения ГАИШ вы можете отметить как самые яркие?

Наш институт внес большой вклад в космические исследования. Например, именно в ГАИШе был создан первый полный глобус Луны. Известно, что Луна обращена к нам лишь одной стороной, поскольку периоды осевого и орбитального обращения для нее совпадают. В 1959 г. советский космический аппарат «Луна-3» впервые в истории сфотографировал обратную сторону спутника Земли. Тогда же С.П. Королев поручил нашему институту создать глобус с полной картой поверхности Луны. И такая карта была нами выполнена, она имела на тот момент большое научное значение, а сейчас — скорее историческое, популяризаторское.

Важный вклад в космическую науку внес основатель нашего отдела радиоастрономии член-корреспондент АН СССР И.С. Шкловский. Он получил в свое время Ленинскую премию за концепцию искусственной кометы.

Наконец, наша группа небесных механиков — Е.П. Аксенов. Е.А. Гребеников. Г.Н. Дубошин и Ю.А. Рябов— получила Государственную премию СССР за разработку теории движения искусственных спутников Земли. Это было в 1970-е гг.

Еще мы гордимся тем, что у нас в ГАИШ был создан отдел релятивистской астрофизики, которым руководил академик Я.Б. Зельдович. Сейчас вместо него отделом заведует выдающийся ученый Н.И. Шакура — лауреат Государственной премии РФ и один из авторов теории аккреционных дисков, лежащей в основе современной теории рентгеновских двойных систем. Теория аккреции (падения вещества на черную дыру) была развита в нашем институте в упомянутом отделе релятивистской астрофизики.

Список достижений можно продолжать, но лучше поговорим о том, что происходит сейчас. Сегодня для нас очень важно, что в космосе, в точке Лагранжа L2 в 1.5 млн км от Земли, работает российская обсерватория СРГ. Руководитель этого уникального космического эксперимента — академик Р.А. Сюняев. Обсерватория регулярно открывает миллионы рентгеновских источников, но нужна оптическая поддержка, то есть эти рентгеновские источники нужно идентифицировать с оптическими объектами и их тоже наблюдать. Недавно мы с ректором МГУ академиком В.А. Садовничим добились создания новой обсерватории на Кавказе, вблизи Кисловодска, с телескопом диаметром 2,5 м. Он уже запущен, и на нем ведутся оптические наблюдения рентгеновских источников, которые открыты на обсерватории СРГ. Это очень перспективная работа.

Кроме того, группа наших молодых ребят начала включаться в разработку алгоритмов искусственного интеллекта. Суть в том, чтобы не просто писать работы по отдельным объектам, а изучать большие массивы данных и за счет нового качества получать очень интересные астрофизические результаты. У нас уже защищена докторская диссертация на эту тему, есть несколько кандидатских.

Мы участвуем также в международной программе создания виртуальной обсерватории. Все наблюдательные данные, которые получены в мире, унифицированы и выложены в интернет. Вам не нужно вести наблюдения на телескопе — вы можете загрузить компьютерную программу в международную базу данных, провести выборку интересующих вас сведений, осуществить их необходимую обработку и даже интерпретацию, например, с помощью алгоритмов ИИ, и скачать окончательные результаты в компьютер, а затем проанализировать их. Это еще одна новая область науки, которая развивается в нашем институте.

Беседовала Янина Хужина

Иллюстрация на главной: Первая в истории фотография тени сверхмассивной черной дыры, полученная коллаборацией Event Horizon Telescope при помощи глобальной сети телескопов (2019)

Анатолий Михайлович Черепащук, академик, заслуженный профессор МГУ, научный руководитель Государственного астрономического института им. П.К. Штернберга (ГАИШ)