Академик Кардашев: «Мы стоим на пороге удивительных открытий в астрономии»

Исполнилось 100 лет со дня рождения выдающегося советского ученого, одного из основоположников отечественной астрофизической науки, члена-корреспондента академии наук Иосифа Самуиловича Шкловского. Его ученик академик Николай Семенович Кардашев руководит Астрокосмическим центром Физического института Российской академии наук (АКЦ ФИАН). Этот центр в последние годы стал известен прежде всего тем, что пять лет назад запустил грандиозный космический проект «Радиоастрон», который и сегодня успешно работает на орбите.

— Николай Семенович, в институте недавно прошла международная конференция, посвященная 100-летию вашего великого учителя. Вы довольны результатами ее работы?

— Конференция прошла очень хорошо. Для меня это тем более важно, что почти до самого ее начала мы волновались, состоится ли конференция, удастся ли ее организовать. Не секрет, что сейчас трудное положение для науки — с финансированием, с реорганизацией академии. Однако все состоялось. Было около 150 участников, 50 человек приехали из-за рубежа, фактически со всех материков. Прозвучали очень интересные доклады, посвященные как памяти самого Иосифа Самуиловича Шкловского, так и новым научным результатам, которые стали возможны в том числе благодаря его работам.

— Какие из идей И.С. Шкловского находят продолжение в науке?

— Такие исследования ведутся по многим направлениям. В первую очередь это касается, конечно, радиоастрономии, в становлении которой он был одним из главных лидеров. Кроме того, он плотно занимался и другими диапазонами астрономии — гамма-, рентгеновским, оптическим и инфракрасным. Объектами исследований становилось фактически все, что выше поверхности Земли, начиная с верхних слоев атмосферы. И.С. Шкловский занимался, например, вопросом изменения состава верхних слоев атмосферы. Все эти научные направления весьма актуальны.

— Слышала, Российская академия наук учредила премию имени И.С. Шкловского?

— Да, выпущено постановление президиума академии наук, и примерно через год эту премию начнут вручать российским ученым за заметные достижения в астрофизической науке.

— Помните ли вы свое знакомство с Иосифом Самуиловичем? Какое впечатление он на вас произвел?

— Впервые я увидел И.С. Шкловского будучи студентом МГУ. Тогда будущие астрономы учились не на физфаке, а на мехмате. Он читал нам курс лекций по квантовой механике — и делал это, надо сказать, блестяще. Он слыл легендарной личностью, первым начавшим читать курс радиоастрономии. Было начало 1950-х гг. На его лекции приходили слушатели с других факультетов, множество внешних специалистов. Тогда никто еще не знал, что это такое. Вызывал интерес сам факт, что радиоволны, оказывается, приходят не только от радиостанций, но и откуда-то из Вселенной. Это чрезвычайно интриговало.

— Правда ли, что попытки обнаружить иные цивилизации с помощью радиосигналов в нашей стране начались раньше, чем на Западе?

— Фактически одновременно. У нас этим впервые занялись В.С. Троицкий и И.С. Шкловский, у них — Карл Саган и Фрэнк Дрейк. Дрейк потом вывел знаменитую формулу и согласно ей попытался посчитать количество цивилизаций в галактике, с которыми у нас есть шанс вступить в контакт. Саган потом не раз приезжал сюда, выступал у нас в ФИАН, в МГУ, встречался со Шкловским. Он ценил его чрезвычайно высоко.

— Как вы думаете, почему эта программа не увенчалась успехом? Почему Вселенная молчит?

— Это большая и сложная тема. Существуют разные точки зрения, и одна из них — для такой связи не очень подходит радиодиапазон. Уже давно высказывались сомнения, но теперь есть прямые экспериментальные доказательства. Есть и пессимистические соображения, что любая цивилизация в конце концов самоуничтожается, поэтому шансов встретить братьев по разуму у нас мало. Так или иначе, пока мы не нашли следов такого рода деятельности в космосе. Хотя открытия последних лет показывают несколько новых очень перспективных направлений дальнейших исследований.

— Давайте поговорим о знаменитой шкале Кардашева. Это системная модель космических цивилизаций, которые делятся по своему энергопотреблению. Согласно вашей шкале, земная цивилизация относится к самому низшему, первому типу, пытающемуся освоить энергию своего светила. Второй тип — это овладение энергией своей галактики, третий — выход за ее пределы. Сейчас ваши взгляды не изменились?

— Они расширились. Произошло это в связи с тем, что появились модели множественных вселенных. Интересно, что И.С. Шкловский тоже думал о мультивселенной еще до появления этого термина, у него есть статьи на эту тему. Если эта концепция верна, на каком-то этапе мы можем оказаться готовыми к связи с более высокоразвитой цивилизацией, в результате чего шагнем на другую цивилизационную ступень. А может быть, и переедем туда насовсем.

— Звучит, конечно, неожиданно, но, с другой стороны, люди должны время от времени менять место жительства на более комфортное.

— Именно так. И, кстати, книга Карла Сагана «Космическое будущее человечества», впервые переведенная на русский язык и изданная в 2016 г., посвящена в том числе этим вопросам.

— Как вы относитесь к многочисленным сообщениям очевидцев о наблюдениях НЛО, о контактах с братьями по разуму?

— Отношусь хорошо, но, к сожалению, не очень этому доверяю, потому что не видел ни одной четкой фотографии. Никаких фактов, научных доказательств, увы, нет. Но зато есть очень интересные научные факты по астрономии.

— Вы имеете в виду открытие сотен экзопланет, подобных Земле?

— Нет, я имею в виду возможные районы обитания высокоразвитых цивилизаций. За последние два года была обнаружена звезда всего в тысяче световых лет от нас, которая странно себя ведет. Она изредка сильно меняет свою яркость, время от времени уменьшая ее. Как будто ее что-то закрывает, а потом открывает. По поводу этой звезды было много публикаций, и у нас в России имеется большой энтузиаст, я его поддерживаю и с ним согласен. Это Леонид Васильевич Ксанфомалити, доктор физико-математических наук, руководитель лаборатории в Институте космических исследований РАН. Его и других авторов идея состоит в том, что закрывают звезду очень большие конструкции техногенного происхождения. Есть и зарубежные публикации на эту тему, на их основе составлен список объектов, которые могут оказаться высокоразвитыми цивилизациями. Надо эти объекты исследовать.

— Насколько я знаю, Л.В. Ксанфомалити до этого наблюдал какие-то движущиеся объекты на Венере, но его догадки не подтвердились. Может быть, и здесь все окажется фантазией?

— Фантазия для ученого — это совсем не плохо. Мало того, это прекрасно и важно. Надо только не слишком увлекаться этим процессом, проверять научные факты и построенные модели. Что касается научных фактов, пока результат изучения реальных фотографий Венеры говорит о том, что, вполне возможно, на них наблюдаются перемещающиеся предметы. Российские ученые недавно договорились с американцами о совместном полете новой автоматической станции на эту планету. Вот и посмотрим. Правда, будет это не скоро, в 2025 г. или даже позже.

— Исполнилось пять лет «Радиоастрону», который и сегодня обладает самым мощным разрешением за всю историю астрономических наблюдений. Что наиболее фундаментального удалось открыть за эти пять лет?

— Работа проведена огромная. Измерено около 200 объектов, сделано около 50 публикаций, получены очень интересные результаты по изображениям многих объектов и их поведению во времени. Поскольку к нам поступают гигантские массивы информации, основная часть результатов пока не обработана. Честно говоря, мы сами такого не ожидали. Пять лет непрерывного функционирования — и при этом ресурс еще не отработан, утвержден план на два года вперед.

— Слышала, поведение пульсаров оказалось не совсем таким, как ожидалось?

— Да, пульсары нас удивили. Дело в том, что на месте каждого пульсара видно сразу несколько штук, иногда даже несколько десятков, целая россыпь «звездочек». На самом деле это физически не так, просто условия распространения радиоволн в межзвездной среде таковы, что сигнал расщепляется и становится видно сразу несколько объектов. Это очень важное свойство. С его помощью можно изучать облака межзвездной плазмы, их движение и определять расстояния до них. С другой стороны, это открытие говорит о том, что дециметровый диапазон неудобен для внеземных цивилизаций: вся информация до потребителя распространяется одновременно по многим каналам с разным временем прихода и изменением частоты. В результате понять информацию невозможно. Еще в 1979 г. я опубликовал статью, где пришел к заключению, что для поисков иных цивилизаций надо использовать миллиметровые и субмиллиметровые волны. Сейчас появились крупные наземные и космические телескопы, работающие в этом диапазоне. Наш следующий проект «Миллиметрон», надеюсь, поможет решить эту задачу.

— Есть ли новости насчет черных дыр? Ведь не секрет, что с этими экзотическими объектами тоже немало разногласий, а один из создателей теории черных дыр Стивен Хокинг недавно опубликовал статью о том, что их не существует.

— Для меня тут никаких неожиданностей нет. Черную дыру в одной из ближайших галактик как раз наблюдал «Радиоастрон». Хотя вопросы, конечно, еще остаются. Мы думаем, что, может быть, некоторые из наблюдаемых предполагаемых черных дыр — это на самом деле кротовые норы, то есть объекты совсем другого типа, предсказанные крупнейшими физиками-теоретиками и образующие каналы, которые связывают разные области нашей Вселенной или даже другие вселенные. Но, конечно, там могут оказаться совершенно убийственные условия, да и сама структура кротовых нор весьма сложна и непонятна.

— Даже теоретически невозможно представить такую технику, с помощью которой мы могли бы достичь пределов подобного объекта и остаться в живых.

— Сейчас себе такое представить действительно трудно. Но ведь еще несколько десятилетий назад никто не мог даже предположить, что человек полетит в безвоздушное пространство.

— Нужно ли, с вашей точки зрения, человеку вообще туда лететь или достаточно отправлять роботов, создавать программы виртуальных путешествий по Вселенной?

— Русские философы-космисты много рассуждали на тему трансформации человека будущего. К.Э. Циолковский видел его распространившимся по всей Вселенной в виде некоей мыслящей субстанции. В.И. Вернадский считал, что человек станет самовосстанавливающимся, автотрофным существом, как растения или ящерицы. Некоторые предрекали будущее бессмертие.

Мы не знаем, как будет развиваться человечество, насколько верным окажется предвидение космистов. Будет интерес туда лететь — значит, появятся технологии, которые сделают это возможным. А может быть, у нас возникнет возможность получать информацию прямо оттуда. Кто знает, вероятно, где-то совсем рядом с нами есть какое-нибудь «окошко», через которое можно «выглянуть» в другие вселенные или попасть туда. Рассуждать об этом интересно, но требуются фундаментальные научные исследования. Проводить их очень важно, ведь они определяют путь в будущее человечества. Заниматься этим надо не просто из любопытства, а потому что такие исследования могут дать нам ценные сведения о погибших цивилизациях, о причинах их гибели, подсказать, по каким путям стоит развиваться, а по каким не стоит. А еще очень хотелось бы, чтобы в нашей стране внимание к науке было существенно бόльшим. Разговоры о том, что нужно сократить финансирование науки, хотя, казалось бы, оно и так урезано ниже всех возможных уровней, ведут к нашей гибели и как страны, и как народа. Нельзя этого допустить.

— Удалось ли пролить свет на темную материю и темную энергию? Ведь и на эту тему существуют различные точки зрения математиков и физиков.

— Здесь у нас пока очень мало наблюдательных данных. Нужна более тщательная их обработка, чтобы изучить области Вселенной, где темная материя уже обнаружена. Есть множество предположений о том, что может быть темной материей и энергией. Однако то, что существует нечто, имеющее массу и энергию в необычных формах, думаю, не подлежит сомнению. Одно из очень красивых предположений — модель зеркальной Вселенной, находящейся здесь же, рядом с нами, где все точно так же — атомы, электроны, молекулы, но взаимодействует с нами только гравитационно.

— То есть мы в нее смотримся, как в зеркало?

— Нет, мы ее не видим. Она существует параллельно, в нашем пространстве. Уже много лет идут эксперименты. У нас в России большим энтузиастом таких исследований был академик Лев Борисович Окунь.

— Но как можно такое экспериментально подтвердить?

— Если есть такая же Вселенная, как наша, должна быть гравитация, а ее можно зафиксировать, измерить. Наличием такого сильно гравитирующего объекта можно объяснить в том числе наличие темной материи и энергии. В Италии есть специальная установка, которая вроде бы подтверждает существование зеркальной материи. Но многие в этом сомневаются. Есть предположения и о многомерной вселенной. Мы с вами не видим других измерений, кроме наших трех плюс время, но они могут существовать. Это подтверждает теория струн, которая сейчас вновь создается с учетом новых астрономических открытий. Она многое объясняет и предсказывает некие новые свойства, которые надо экспериментально проверять. Для этого нужно создавать принципиально иные телескопы, проводить исследования — словом, заниматься фундаментальной наукой, которая поможет нам понять все эти крайне сложные и не менее важные вещи. Я думаю, мы стоим на пороге удивительных, революционных открытий в области астрономии и астрофизики, которые произойдут очень скоро, на наших глазах, если мы не будем так глупы, чтобы на этом экономить.

— Вы сказали, что программа исследований с «Радиоастроном» продлена на два года. Какие планы на это время?

— Мы хотели бы получить данные по наиболее интересным объектам, которые нами уже обнаружены. Есть настолько компактные объекты, что их изображения получить не удалось. На борту нашего телескопа, к счастью, имеется неизрасходованный запас горючего, поэтому в принципе мы можем изменить орбиту. Сейчас она вытянутая. Нам бы хотелось, чтобы она стала более круглой, и при этом ориентация базы интерферометра будет сильно меняться по разным направлениям. Это даст возможность в течение одного витка получить очень высокое разрешение во всех направлениях. Сейчас мы выделили несколько десятков источников, которые наиболее интересны и наиболее компактны. Планируем в ближайшее время получить хорошее изображение этих объектов.

— Николай Семенович, а что с другим вашим космическим проектом — «Миллиметроном», обладающим в тысячу раз большей чувствительностью, чем «Радиоастрон»?

— «Миллиметрон» официально включен в космическую программу России, финансируется, деньги выделяются, но, к сожалению, есть очень большие трудности, связанные с наличием санкций, которые мешают международному сотрудничеству. Запустить его в срок совершенно нереально. Надеюсь, он полетит примерно в 2026 г.

— Наверное, вы слышали, что Московский планетарий инициировал сбор подписей за возвращение в школы уроков астрономии. Это важно? Зачем детям нужна астрономия?

— Это исключительно важно! Воспитание нового поколения должно определить, зачем человек появился, зачем живет, что он будет делать дальше. Да, это прекрасно, что мы создаем новые технологии для производства продуктов питания с заданными полезными свойствами, с помощью принципиально новых технологий учимся исцелять ранее неизлечимые недуги, но не менее важно понять, кто мы такие, откуда пришли и куда движемся. Без понимания этих вопросов все остальное лишено смысла. Неужели мы живем только для того, чтобы есть? А когда еда закончится, мы не будем знать, что делать дальше. Человек должен жить для получения новых знаний, создания новых форм искусства, для созидания, для того чтобы стать творцом части Вселенной. Если так не будет, дело закончится самоуничтожением, а это соответствует одному из пессимистических сценариев развития цивилизации. Мне не хочется в него верить.

*  *  *

Лариса Николаевна Лихачева, заместитель директора ФИАН по проектам «Радиоастрон» и «Миллиметрон»:

— «Радиоастрон» имеет эксклюзивную структуру. Обычно проекты академии наук состоят из одного или нескольких приборов, которые устанавливаются на космической платформе. Наш проект отличается тем, что у него очень сложная конструкторская часть. Инженерами на Земле была разработана уникальная укладка, благодаря которой 27 лепестков радиотелескопа оказались сложенными в кокон, умещающийся под обтекатель. В космосе эти лепестки должны были раскрыться, создав единую поверхность, что и случилось. Два дня мы ждали этого момента, а когда они, наконец, раскрылись, ощутили ни с чем не сравнимое счастье.

По сей день там все четко и слаженно работает, мы имеем всего 2% потерь сеансов за счет атмосферных или электромагнитных воздействий. Кроме исследований дальнего космоса с борта «Радиоастрона» осуществляется успешная работа прибора Института космических исследований «Плазма-Ф». Это тоже очень важные исследования, имеющие к нашей земной жизни самое непосредственное отношение. Задачи эксперимента «Плазма-Ф» — мониторинг межпланетной среды в целях составления прогнозов «космической погоды», исследование турбулентности солнечного ветра и магнитного поля, процессов ускорения космических частиц. Спутник несколько дней находится вне магнитосферы Земли, что позволяет наблюдать межпланетную среду, а потом очень быстро проходит все слои магнитосферы, благодаря чему можно следить за ее изменением. Прибор может измерять поток солнечного ветра с временным разрешением в 30 мс.

С «Радиоастрона» к нам в центр обработки информации ежедневно поступают гигантские массивы данных. Сначала они идут на коррелятор, подвергаясь там первичной обработке. Строится корреляционная функция. Затем ученые проводят вторичный анализ. Таким образом, не заметить, потерять что-то важное, прорывное практически невозможно.

Не менее уникален проект «Миллиметрон», запуск которого планируется на 2026 г. Покрывающие его поверхность панели делаются из углепластика. Это углеродное волокно, которое пропитывает наше российское предприятие НИИКАМ, находящееся в Переславле-Залесском. Панели выкладываются на абсолютно точной оснастке, которая делается из астроситалла. Обычно из этого материала производятся оптические зеркала. Технологическая оснастка для наших панелей будет иметь феноменальную точность в 1 мкм. Сделает эту работу Лыткаринский завод оптического стекла. Парадокс в том, что один и тот же клей должен использоваться для самых разных экстремальных условий — как при 180° C при запекании панели телескопа, так и при 4° K при эксплуатации в космосе. Все это он должен одинаково успешно выдерживать. Это нужно для того, чтобы обеспечить беспрецедентную точность телескопа. Так что «Миллиметрон» — это не только возможность научного космического прорыва, но и ноу-хау в отечественном материаловедении и огромный шаг в развитии российских технологий для использования в космосе.