"O céu inteiro deveria estar em discos voadores, mas não há nada assim": entrevista com o astrofísico Sergei Popov

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 04:08

Sobre outras civilizações, o vôo para Marte, buracos negros e espaço.

Sergey Popov - astrofísico, doutor em ciências físicas e matemáticas, professor da Academia Russa de Ciências. Ele se dedica à popularização da ciência, fala sobre astronomia, física e tudo relacionado ao espaço.

Lifehacker conversou com Sergei Popov e descobriu como os cientistas estão investigando o que estava acontecendo bilhões de anos atrás. E também descobriu se os buracos negros têm alguma função, o que acontece durante a fusão das galáxias e porque voar para Marte é uma ideia sem sentido.

Sobre astrofísica

Por que você decidiu estudar astrofísica?

Lembrando-me de mim mesmo com a idade de 10-12 anos, entendo que, de uma forma ou de outra, estaria engajado na ciência fundamental. Em vez disso, a questão era qual. Lendo livros populares de ciência, percebi que astronomia é mais interessante para mim. E imediatamente comecei a descobrir se era possível fazer isso em algum lugar. Felizmente, havia círculos astronômicos, onde comecei a frequentar aos 13 anos.

Ou seja, aos 13 anos você percebeu que quer ser cientista?

Não havia desejo formado. Se eu fosse apanhado e perguntado o que quero me tornar, dificilmente teria respondido que um cientista. No entanto, lembrando da minha infância, acho que apenas eventos especiais poderiam me levar ao erro.

Por exemplo, antes de meu hobby pela astronomia, houve um período em que me dediquei à criação de peixes de aquário. E lembro-me claramente do que pensava então: “Vou entrar no departamento de biologia, vou estudar peixes e ser ictiologista”. Então, acho que ainda escolheria algo relacionado à ciência.

Você pode explicar de forma breve e clara o que é astrofísica?

Por um lado, a astrofísica faz parte da astronomia. Por outro lado, faz parte da física. Física é traduzida como "natureza", respectivamente, literalmente astrofísica - "a ciência da natureza das estrelas", e mais amplamente - "a ciência da natureza dos corpos celestes".

Do ponto de vista da física, descrevemos o que acontece no espaço, então a astrofísica é a física aplicada a objetos astronômicos.

Por que estudar?

Boa pergunta. Claro, você não pode dar uma resposta curta, mas três razões podem ser distinguidas.

Em primeiro lugar, como mostra nossa experiência, seria bom estudar tudo. Afinal, quaisquer ciências fundamentais têm, senão direto, mas uso prático: há descobertas que, de repente, se tornam úteis. É como se fossemos caçar, vagássemos por alguns dias e matássemos um único veado. E isso é ótimo. Afinal, ninguém esperava o que seria em um campo de tiro, quando os cervos saltam constantemente e tudo o que resta é atirar neles.

A segunda razão é a mente humana. Estamos tão dispostos que nos interessamos por tudo. Alguma parte das pessoas sempre fará perguntas sobre como o mundo funciona. E hoje a ciência fundamental fornece as melhores respostas para essas perguntas.

E em terceiro lugar, a ciência moderna é uma prática social importante. Um grande número de pessoas recebe grandes quantidades de conhecimentos e habilidades complexas ao longo do tempo. E a presença dessas pessoas é muito importante para o desenvolvimento da sociedade. Assim, nos anos 90, circulou em nosso país um ditado popular: o declínio final não é quando não há no país quem possa escrever um artigo na Nature, mas quando não há quem o leia.

Quais descobertas astrofísicas já estão sendo aplicadas na prática?

O moderno sistema de controle de atitude é baseado em quasares. Se eles não tivessem sido descobertos na década de 1950, agora teríamos uma navegação menos precisa. Além disso, ninguém procurou especificamente por algo que pudesse torná-lo mais preciso - essa ideia não existia. Os cientistas estavam engajados na ciência fundamental e descobriram tudo o que estava ao alcance. Em particular, uma coisa tão útil.

A próxima geração de sistemas de navegação para espaçonaves do sistema solar será guiada por pulsares. Novamente, esta é uma descoberta fundamental dos anos 1960 que foi inicialmente considerada completamente inútil.

Alguns algoritmos para processamento de tomografia (MRI) vêm da astrofísica. E os primeiros detectores de raios X, que se tornaram o protótipo das máquinas de raios X em aeroportos, foram desenvolvidos para resolver problemas astrofísicos.

E existem muitos outros exemplos desse tipo. Acabei de escolher aqueles onde as descobertas astrofísicas encontraram aplicação prática direta.

Por que estudar a composição química de estrelas e planetas?

Como eu disse, antes de mais nada, só me pergunto do que eles são feitos. Imagine: conhecidos trouxeram você a um restaurante exótico. Pedi um prato, você come, você é delicioso. Surge a pergunta: de que é feito? E embora em tal instituição muitas vezes seja melhor não saber do que o prato é feito, mas você ainda está interessado. Alguém está interessado em cerca de uma costeleta e astrofísicos - sobre uma estrela.

Em segundo lugar, tudo está conectado com tudo. Estamos interessados em como a Terra funciona, por exemplo, porque alguns dos cenários catastróficos mais realistas não estão relacionados ao fato de que algo cai sobre nossas cabeças ou algo acontece ao sol. Eles estão conectados à Terra.

Em vez disso, em algum lugar do Alasca, um vulcão saltará e todos morrerão, exceto as baratas. E eu quero explorar e prever essas coisas. Não há pesquisas geológicas suficientes para entender esse quadro, pois é importante como a Terra se formou. E para isso você precisa estudar a formação do sistema solar e saber o que aconteceu 3,5 bilhões de anos atrás.

Pela manhã, após o exercício, li novas publicações científicas. Um grupo muito interessante de artigos apareceu na revista Nature hoje que os cientistas descobriram o planeta de uma estrela próxima e muito jovem. Isso é fantasticamente importante porque está próximo e pode ser bem explorado.

Como os planetas são formados, como a física é organizada e assim por diante - aprendemos tudo isso observando outros sistemas solares. E, falando grosso modo, esses estudos ajudam a entender quando algum vulcão saltará em nosso planeta.

Nosso planeta pode sair de sua órbita? E o que precisa ser feito para isso?

Claro que pode. Você só precisa de uma influência gravitacional externa. No entanto, nosso sistema solar é bastante estável, pois já é antigo. Existem incertezas, mas é improvável que afetem de alguma forma a Terra.

Por exemplo, a órbita de Mercúrio é ligeiramente alongada e sente fortemente a influência de outros corpos. Não podemos dizer que nos próximos seis bilhões de anos Mercúrio permanecerá em sua órbita ou será expulso pela influência conjunta de Vênus, Terra e Júpiter.

E para outros planetas, tudo é bastante estável, mas há uma probabilidade insignificante de que, por exemplo, algo voe para o sistema solar. Existem poucos objetos grandes, mas se eles voarem, eles irão mudar a órbita planetária. Para tranquilizar as pessoas, devo dizer que isso é muito improvável. Durante toda a existência do sistema solar, isso nunca aconteceu.

E o que acontece com o planeta neste caso?

Nada acontece com o próprio planeta. Se ele se afasta do Sol por causa disso, o que acontece com mais freqüência, ele recebe menos energia e, como resultado, as mudanças climáticas começam nele (se é que havia algum clima nele). Mas se não houvesse clima, como em Mercúrio, o planeta simplesmente voaria para longe e sua superfície gradualmente esfriaria.

Se nossa galáxia colidir com outra, isso mudará algo para nós?

A resposta muito curta é não.

Acontece muito devagar e com tristeza. Por exemplo, com o tempo, iremos nos fundir com a nebulosa de Andrômeda. Vamos avançar alguns bilhões de anos. Andrômeda já está mais perto e começa a se agarrar à nossa galáxia na borda. Uma pessoa nascerá calmamente, será desaprendida na escola, irá para a universidade, lecionará nela, morrerá - e nada mudará muito durante esse tempo.

As estrelas raramente são espalhadas, portanto, quando as galáxias se fundem, elas não colidem. É como caminhar pelo deserto, onde arbustos espalhados estão espalhados. Se os fundirmos com outro deserto, haverá o dobro de arbustos raquíticos. Embora isso não vá salvá-lo de nada, o deserto não se transformará em um jardim maravilhoso.

Nesse sentido, o padrão do céu estrelado mudará ligeiramente ao longo do tempo. Ele muda de qualquer maneira, porque as estrelas se movem em relação umas às outras. Mas se nos fundirmos com a nebulosa de Andrômeda, haverá o dobro deles.

Portanto, nada acontece em uma colisão de galáxias do ponto de vista das pessoas que vivem em qualquer planeta. Podemos ser comparados a fungos ou bactérias que vivem no porta-malas de um carro. Você pode vender este carro, ele pode ser roubado de você, você pode trocar o motor. Mas para este molde, nada muda no porta-malas. Você precisa ir direto ao ponto com um borrifador, e só então algo acontecerá.

O Big Bang aconteceu há bilhões de anos. Como os cientistas aprenderam a olhar para o passado e descobrir como tudo estava lá?

O espaço é bastante transparente, então podemos ver de longe. Estamos observando galáxias quase da primeira geração. E agora estão sendo construídos telescópios que devem ver essa primeira geração. O Universo está vazio o suficiente e, de 13,7 bilhões de anos de evolução, 11-12 bilhões de anos já estão disponíveis para nós.

Este é outro acréscimo à questão de por que estudar a composição química das estrelas. Então, saber o que aconteceu no primeiro minuto após o Big Bang.

Temos dados bastante simples - até as primeiras dezenas de segundos da existência da vida no Universo. Descrevemos não 90% ou 99, mas 99% e muitos noves após a vírgula decimal. E nos resta extrapolar de volta.

Também houve muitos processos importantes que aconteceram no início do universo. E podemos medir seus resultados. Por exemplo, os primeiros elementos químicos foram formados então, e podemos medir a abundância dos elementos químicos hoje.

Onde fica a fronteira do espaço?

A resposta é muito simples: não sabemos. Você pode entrar em detalhes e perguntar o que você quer dizer com isso, mas a resposta continuará a ser a mesma. Nosso Universo é certamente maior do que a parte que está disponível para observação.

Você pode imaginá-lo como uma variedade infinita ou fechada, mas surgem questões estúpidas: o que está fora dessa variedade? Isso muitas vezes acontece na ausência de observação e experimentação: o campo de atividade torna-se completamente especulativo, por isso é muito mais difícil verificar hipóteses aqui.

Sobre buracos negros

Quais são os buracos negros e por que aparecem em todas as galáxias?

Em astrofísica, conhecemos dois tipos principais de buracos negros: buracos negros supermassivos no centro de galáxias e buracos negros de massas estelares. Existe uma grande diferença entre os dois.

Os buracos negros de massas estelares surgem nos estágios finais da evolução estelar, quando seus núcleos, tendo esgotado seu combustível nuclear, entram em colapso. Este colapso não é interrompido por nada, e um buraco negro com massa igual a 3, 4, 5 ou 25 vezes a massa do Sol é formado. Existem muitos desses buracos negros - deveria haver cerca de 100 milhões deles em nossa Galáxia.

E em grandes galáxias no centro, observamos buracos negros supermassivos. Sua massa pode ser muito diferente. Em galáxias mais leves, a massa dos buracos negros pode ter milhares de massas solares e, em galáxias maiores, dezenas de bilhões. Ou seja, um buraco negro pesa como uma pequena galáxia, mas ao mesmo tempo está localizado no centro de galáxias muito grandes.

Esses buracos negros têm uma história de origem ligeiramente diferente. Existem várias maneiras de criar um buraco negro, que então cai no centro da galáxia e começa a crescer. Ele cresce simplesmente absorvendo a substância.

Além disso, os buracos negros podem se fundir. Portanto, temos um buraco negro no centro da Galáxia e um buraco negro no centro de Andrômeda. As galáxias se fundirão - e depois de milhões ou bilhões de anos, os buracos negros também se fundirão.

Os buracos negros têm alguma função ou são apenas um subproduto?

O conceito de ciência natural moderna não é inerente à teleologia. A doutrina acredita que tudo na natureza é organizado de maneira adequada e que um objetivo predeterminado é realizado em qualquer desenvolvimento. … Nada existe apenas porque tem alguma função.

Como último recurso, você ainda pode falar sobre sistemas vivos simbióticos. Por exemplo, existem pássaros que escovam os dentes de crocodilos. Se todos os crocodilos morrerem, esses pássaros também morrerão. Ou evolua para algo completamente diferente.

Mas no mundo da natureza inanimada, tudo existe porque existe. Tudo é, se você quiser, um subproduto de um processo aleatório. Nesse sentido, os buracos negros não têm função. Ou não sabemos nada sobre ela. Isso é teoricamente possível, mas há uma sensação de que se todos os buracos negros forem removidos de todo o Universo, nada mudará.

Sobre outras civilizações e voos para Marte

Após o Big Bang, um grande número de outros planetas e galáxias nasceram. Acontece que existe a possibilidade de que a vida também tenha se originado em algum lugar. Se existe, quão longe poderia ter se desenvolvido até hoje?

Por um lado, falaremos sobre a fórmula de Drake, por outro, sobre o paradoxo de Fermi O paradoxo de Fermi é a ausência de vestígios visíveis das atividades de civilizações alienígenas que deveriam ter se estabelecido em todo o Universo ao longo de bilhões de anos de seu desenvolvimento. …

A fórmula de Drake mostra a prevalência do número de civilizações extraterrestres na Galáxia com as quais temos a chance de entrar em contato. Considere nossa galáxia: os coeficientes e fatores na fórmula de Drake podem ser divididos em três grupos principais.

O primeiro grupo é astronômico. Quantas estrelas na Galáxia são semelhantes ao Sol, quantos planetas essas estrelas têm em média, quantos planetas semelhantes à Terra. E já conhecemos mais ou menos esses números.

Por exemplo, sabemos quantas estrelas são semelhantes ao Sol - existem muitas, muitas. Ou quantas vezes existem planetas terrestres - muito frequentemente. Isto é bom.

O segundo grupo é biológico. Temos um planeta com a mesma composição química da Terra e a mesma distância de uma estrela que se parece com o sol. Qual é a probabilidade de que a vida apareça lá? Aqui nada sabemos: nem do ponto de vista da teoria, nem do ponto de vista das observações. Mas esperamos aprender muito literalmente nos próximos 10 anos, ser um grande otimista, e 20-30 anos se formos mais cuidadosos.

Durante esse tempo, aprenderemos como analisar a composição da atmosfera de planetas semelhantes à Terra e outras estrelas. Assim, seremos capazes de detectar substâncias que podemos associar à existência de vida.

A grosso modo, a vida terrestre se baseia na água e no carbono. É quase certo que é a forma de vida mais comum. Mas em pequenos detalhes, pode ser diferente. Se os alienígenas chegarem, não é um fato que podemos comer uns aos outros. Mas, provavelmente, eles bebem água e, portanto, sua forma de vida é o carbono. No entanto, não temos certeza e esperamos descobrir em breve.

Minha opinião, que quase não se baseia em nada, é que, muito provavelmente, a vida biológica ocorre com frequência.

Mas por que então não vemos essa outra vida?

Agora nos voltamos para a terceira parte da fórmula de Drake. Quantas vezes esta vida se torna inteligente e tecnológica. E quanto tempo dura essa vida tecnológica. Não sabemos absolutamente nada sobre isso.

Provavelmente, muitos biólogos dirão que, se a vida biológica surgiu, a razão está próxima, porque há tempo suficiente para a evolução. Não é um fato, mas você pode acreditar.

E quando Drake veio com sua fórmula, as pessoas ficaram bastante surpresas. Afinal, parece que não há nada de incomum em nossa vida, o que significa que deveria haver muita vida no Universo. Nosso Sol tem apenas 4,5 bilhões de anos, e a Galáxia tem 11-12 bilhões de anos. Isso significa que existem estrelas muito mais velhas do que nós.

Deve haver muitos planetas na Galáxia que são mil, dez, cem, milhões, bilhões e cinco bilhões de anos mais velhos do que nós. Parece que todo o céu deveria estar em discos voadores, mas não há nada assim - isso é chamado de paradoxo de Fermi. E isso é incrível.

Para explicar a ausência de outra vida, é necessário reduzir bastante algum coeficiente da fórmula de Drake, mas não sabemos qual.

E então tudo depende do seu otimismo. A variante mais pessimista é o tempo de vida de uma civilização técnica. Os pessimistas acreditam que tais civilizações, por algum motivo, não vivem muito. Há 40 anos, pensávamos que estava ocorrendo uma guerra global. Um pouco mais tarde, eles começaram a se inclinar para um desastre ambiental global.

Ou seja, as pessoas simplesmente não têm tempo de voar para outros planetas ou evoluir o suficiente para isso?

Esta é uma opção pessimista. Não quer dizer que acredito nele, mas não tenho nenhuma versão prioritária. Talvez a mente raramente surja, afinal. Ou a vida aparece na forma de bactéria, mas não se desenvolve nem 10 bilhões de anos antes do surgimento de criaturas capazes de conquistar o espaço sideral.

Imagine que existem muitos polvos ou golfinhos inteligentes, mas eles não têm alças e, obviamente, não farão nenhum radar poderoso. Talvez não seja necessário que a vida inteligente leve à invenção de naves estelares ou mesmo da televisão.

O que você acha da ideia de colonizar Marte? E há um benefício hipotético nisso?

Não sei por que é necessário colonizar Marte e, portanto, sou mais negativo. Claro, estamos interessados em explorar este planeta, mas certamente não leva muitas pessoas. Provavelmente, eles não são necessários para isso, porque você pode explorar Marte usando uma variedade de instrumentos. É mais fácil e barato usar robôs humanóides gigantes.

No entanto, há um argumento a favor da exploração de Marte - terrivelmente indireto, mas ao qual não tenho nada a objetar. A grosso modo, soa assim: a humanidade nos países desenvolvidos está tão farta que uma mega-ideia é necessária para sacudi-la e excitá-la. E a criação de um assentamento bastante grande em Marte pode se tornar um motor para o desenvolvimento científico e tecnológico. E sem isso, as pessoas continuarão trocando smartphones, colocando novos brinquedos em seus celulares e aguardando o lançamento de um novo set-top box para a TV.

Ou seja, o vôo das pessoas para Marte é quase o mesmo que o vôo para a lua em 1969?

Claro. A fuga para a lua foi a resposta americana aos sucessos soviéticos. Ele certamente sacudiu essa área da ciência e deu um grande impulso ao desenvolvimento. Mas depois de completar a tarefa, tudo deu em nada. Talvez Marte tenha mais ou menos a mesma história.

Sobre mitos

Quais mitos em torno da astrofísica o incomodam mais?

Não me aborreço com nenhum mito em torno da astrofísica: tenho uma abordagem budista. Para começar, você entende que existe um grande número de idiotas entre as pessoas que fazem coisas estúpidas e acreditam em tolices. E tudo que você precisa fazer é bani-los de suas redes sociais.

Mas também existem áreas mais sérias. Por exemplo, mitos em questões sociopolíticas ou na medicina - e podem ser mais irritantes.

Pelo que me lembro agora, 17 de março, último dia em que funcionou a universidade. Pensei em ir rapidamente ao terapeuta da policlínica, perguntar sobre alguma bobagem. Estou sentado em um consultório, e então uma enfermeira leva uma pessoa ao médico com as palavras: "Um jovem veio até você aqui, está com temperatura de 39 ° C".

O início da epidemia, uma pessoa é um estudante da Universidade Estadual de Moscou. E ele se levantou com essa temperatura e foi para a clínica. E a enfermeira, em vez de embalá-lo em um saco plástico, levou-o através da fila até o terapeuta.

E isso me preocupa. Mas o fato de as pessoas pensarem que a Terra é plana e os americanos não foram à Lua me preocupa em segundo lugar.

Você pode, como astrofísico, explicar por que a astrologia não funciona?

Quando a astrologia apareceu há mil anos, era uma hipótese bastante legal e razoável. As pessoas viram padrões no mundo ao seu redor e tentaram entendê-los. Esse desejo era tão forte que eles começaram a pensar - é que nosso cérebro é tão organizado que organizamos o mundo.

Mas o tempo passou, a ciência normal e um conceito como verificação, verificação apareceu. Em algum lugar do século 18, as pessoas começaram a realmente tentar testar hipóteses. E essas verificações tornaram-se cada vez mais.

Portanto, no livro "Pseudociência e o Paranormal", de Jonathan Smith, há muitas referências a verificações reais. É muito importante que no início fossem ocupados por pessoas que queriam provar a correção de algum conceito, e não necessariamente a astrologia. Eles conduziram experimentos e processaram dados honestamente. E os resultados indicaram que a astrologia não estava funcionando.

Do ponto de vista da astrofísica, isso também é explicado de forma bastante simples: os planetas são leves, distantes e por si só não afetam particularmente a Terra. A exceção é a influência gravitacional, mas é muito fraca.

Afinal, lançamos satélites próximos à Terra com calma, sem levar em conta a influência de Júpiter. Sim, o Sol e a Lua os influenciam, mas Júpiter não. Como qualquer Mercúrio ou Saturno: um é muito leve e o outro está muito longe.

Assim, em primeiro lugar, não existe um agente de influência concebível e, em segundo lugar, muitas vezes foram realizadas verificações com o desejo de encontrar uma resposta. Mas as pessoas não encontraram nada.

Vida hackeada de Sergey Popov

Livros de arte

Havia um escritor tão maravilhoso - Yuri Dombrovsky, que tem um livro "The Faculty of Unnecessary Things". Ela descreve questões muito importantes para nossa sociedade: como a sociedade funciona, o que pode acontecer nela e quais coisas ruins devem ser evitadas.

Também adoro "Dandelion Wine" de Ray Bradbury. Há também um livro maravilhoso sobre o crescimento, "Don't Let Me Go", de Kazuo Ishiguro.

Livros de ciência populares

Eu recomendo o livro "Explicando a Religião", de Pascal Boyer, sobre a natureza do pensamento religioso. Também recomendo The Biology of Good and Evil, em que Robert Sapolsky explica como a ciência explica nossas ações. Há também um livro sobre como o universo funciona - "Por que o céu está escuro", de Vladimir Reshetnikov. E, claro, um dos meus - "Todas as fórmulas do mundo." É sobre como a matemática explica as leis da natureza.

Filmes

Não assisto muita ficção científica. Deste último, gostei do filme “Anon”. Ele pega as tecnologias mais avançadas, e claramente não inventadas (uma cabine telefônica que não voa no tempo) e analisa coisas profundas.

Música

Eu sempre ouço muito música. Não existe um lugar calmo e tranquilo para trabalhar, então coloco os fones de ouvido e trabalho com eles. Os ramos são os seguintes: rock clássico ou algumas outras variantes do rock, jazz. Quando gosto de alguma música, imediatamente coloco nas minhas redes sociais.

Eu escuto uma variedade de rock progressivo. Provavelmente, a melhor coisa que aconteceu do ponto de vista do meu velho nos últimos anos foi o rock matemático, isto é, o rock matemático. Esse é um estilo muito interessante que está perto de mim. Não é tão triste quanto shoegazing, do qual você pode ficar deprimido até encontrar algo que valha a pena. Para deixar claro o que eu gosto especificamente, chamarei o grupo Clever Girl e o Italiano Quintorigo.