Физик Алексей Семихатов собирает большую аудиторию. В Челябинске его выступление не стало исключением. На фестивале «Рыжий Фест» он презентовал книгу «Все, что движется: Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей». КП-Челябинск Алексей Самохватов рассказал, реально ли путешествовать по далекому космосу, и как заинтересовать детей наукой.

Недавно ученый провел лекцию в Челябинске. Фото: Елена Либрик.
− Ученые, как правильно, очень щепетильно относятся к изучаемым темам, поэтому им сложно говорить о них простым языком. Как относитесь к научпопу в социальных сетях: мемы, короткие видео в тиктоке? Это помогает в популяризации?

− Да. Часть ученых меня закидает чем-нибудь, но я считаю, что да. При условии, что это все-таки не выходит за границы науки. Когда вы простым языком рассказываете о чем-то научном, вы вынуждены делать упрощения, которые часто бывают переупрощениями. Поэтому почти к каждой фразе можно придраться, но с этим можно смириться. А вот когда выходим в область произвольных фантазий, это уже не наука и не популяризация, а распространение каких-то идей, которые не проверяемы и не имеют предсказательной силы.

— А вы в каких форматах делаете науку более понятной широкой аудитории?

− Я несколько лет веду передачу «Вопрос науки» на телеканалах «Наука» и «Россия 24», где выступаю в альтернативной роли – не сам рассказываю, а расспрашиваю приглашенных ученых. Очень хочется, чтобы гости рассказывали о том, чем они занимаются, не научным языком, а понятным, практически житейским. Показали бы ценность и важность того, что они делают, и при этом дошли бы до переднего края в своей области. Здесь нужно преодолеть объективный барьер: наука − это высокоспециализированная деятельность, и чтобы представить ее в интересной форме широкой публике требуется некоторое умение. Иногда получается лучше, иногда нет. Я как ведущий стараюсь этому способствовать.

− А лекции проводите?

− Не часто, но недавно с удовольствием выступил в Челябинске на фестивале науки «Кстати». Но вот мы с Алексеем Шиловым некоторое время назад сняли трехсерийный фильм «Гравитация. Главная сила». Где рассказали о том, что Вселенная на масштабах от Луны и выше, даже от большого астероида и выше, сформирована единственной силой, которая отвечает вообще за все. Это гравитация. Ничто другое в космосе не протягивает свои руки на такие расстояния. И звезды зажигаются гравитацией, и планетные системы существуют благодаря гравитации, и самые большие выбросы энергии во Вселенной – это тоже результаты коллапса и явлений, связанных с гравитацией. Мы старались по возможности понятным языком, используя простые образы рассказать публике, за какие разнообразные структуры в нашей Вселенной отвечает гравитация.

− Сейчас многие молодые люди выбирают творческие профессии. Стоит ли вводить физику, например, в начальной школе? Или как можно заинтересовать по-другому детей и вообще нужно ли?

− Я не специалист по образованию, мне трудно сказать. Поэтому я не знаю, какую роль может сыграть такое программное внедрение. Но я убежден, что демонстрация того, что это интересно, что жизнь ученого – это тоже интересно, привлечет к науке людей, которые к этому склонны. Вообще, наука − только один из видов деятельности. Есть другие, возможно, во многом более прекрасные. Но есть люди, которые склонны к исследовательскому процессу. И если они свои творческие способности смогут здесь применить, будет хорошо.

И еще я бы заметил, что наука сама развивается, она сейчас не всегда делится на такие школьно-занудливые области, как физика и химия. Чтобы было интересно, нужно не так ее классифицировать, а рассказывать о том, что мы создаем, где мы ожидаем прорыв, какие сверхзадачи в разных направлениях, неважно, как они называются.

− То есть учителю тоже нужно быть отчасти популяризатором науки, чтобы рассказывать такие интересные вещи?

− Да! Если мы повышаем квалификацию учителей и делаем их заинтересованными людьми, которые передают интерес к процессу и его целям в самом высоком смысле. Это важнее, чем сказать: «У тебя здесь после формулы точка не стоит, я тебе 3 ставлю».

Хорошо бы учителям сначала рассказывать интересные вещи. А вот для этого ученые делают пока недостаточно. Важно, чтобы ученые рассказывали обществу в более широких формах о том, чем они глобально озадачены. Передача «Вопрос науки» − маленький шаг в этом направлении. Ее одной, конечно, недостаточно. Хотелось бы, чтобы были другие формы и они стали привычными. Ученых к этому тоже нужно готовить, им нужно помогать – помогать им рассказывать не для заинтересованных и умненьких мальчиков-девочек и любопытных взрослых, которые сознательно пришли на лекцию. А для гораздо более широкой публики, которая исходно даже не думала, что это будет интересно, содержательно и понятно. Не знаю, как это сделать. Но в идеальном мире было бы здорово, если бы образование смотрело на науку, а наука протягивала бы руку образованию.

− Как сами пришли к тому, что стали простым понятным языком доносить информацию?

− Ой, это долгая история. Получилось постепенно: сначала через лекции, потом через то, что в своей книге называю «упражнениями по деохаотизации мышления», где в группе прекрасных заинтересованных людей мы излагали научную картину мира, нарезав ее на понятные куски. Тогда стало понятно, что меня не очень устраивают известные мне научно-популярные изложения целого ряда вещей. Поэтому захотелось предложить взгляд на мир с точки зрения сути, явлений, того, как они работают. Так получилась книга, где различные аспекты фундаментальной картины мира объединены идеей, что Вселенная существует через движение, и мы познаем ее через движение. Это один из возможных взглядов, но это способ выстроить сюжет для рассказа об устройстве мира.

− Тяжело было написать книгу так, чтобы понял каждый?

− Да, и это не везде удалось до конца. Я это прекрасно понимаю и заранее прошу прощения у читателей за те места, где точно переборщил. Я начинающий писатель, это первая книга. Кстати, никому не советую писать. Нет, если вы опытный писатель, пишите на здоровье. Но если начинающий, то предупреждаю: это занимает в три раза больше времени, чем вы изначально планируете. И вы заканчиваете писать другим человеком, чем были, когда начинали. По той простой причине, что в течение этого времени вы думали о том, что пишите, и ваше отношение к этому изменилось. И вообще сложный момент для ученого − расстановка акцентов, понимание того, что в первую очередь нужно донести, а что оставить в стороне.

− В книге вы пишите, что чисто теоретически можно путешествовать по дальнему космосу.

− В нашем распоряжении сейчас, при всех достижениях нашей космической техники, находятся химические ракеты, двигатели которых, честно говоря, довольно слабые. Мы не в состоянии разогнать наши ракеты даже до скорости, с которой Земля летит по орбите вокруг Солнца. Поэтому когда мы хотим отправить что-то тяжелое, массивное в далекие части Солнечной системы, мы используем «гравитационную пращу». То есть мы используем движение планеты, определенным образом направляем в ее сторону наш космический аппарат, планета подхватывает его и выбрасывает в другую сторону, передав ему часть своей энергии движения. Для планеты это булавочный укол, потому что соотношение масс колоссальное, она его вообще не замечает. Но наш космический аппарат может сильно ускориться. Мы этим пользуемся. Кстати, отправить космический аппарат близко к Солнцу труднее, чем в дальние части Солнечной системы. Звучит парадоксально, но это так. Потому что нам в каком-то смысле нужно погасить скорость движения Земли по орбите.

Аппараты, которые направляются к Солнцу, несколько раз выполняют эту гравитационную пращу. Например, вблизи Венеры, потом вблизи Земли, потом снова вблизи Венеры. Использование движения планет – штука остроумная, но пользуемся мы ею от не очень хорошей жизни. Моя книга называется «Все, что движется»: мы постигаем Вселенную благодаря тому, что в ней все движется. И наука началась с размышлений о том, почему планеты движутся по небу. А вот в XX и XXI веках мы научились использовать движение планет в практических целях.

− А если технологии будут развиваться, сможем путешествовать?

− Предположим, у нас будут любые технологии в каком-то далеком будущем. Тогда ограничениями в путешествиях станут не технологии, а законы природы. И они оказываются очень сильными ограничителями в отношении того, куда мы можем добраться. Предположим даже, что мы создали фотонную ракету: она движется вперед за счет того, что выбрасывает назад самую быструю струю, которую только можно выбрасывать – свет. А свет она создает, полностью переводя в него вещество, то есть используя аннигиляцию. На борту имеется запас вещества и антивещества, они порционно соединяются друг с другом.

В результате происходит то, что в житейских терминах называется взрыв, а технически называется аннигиляция – превращение в свет. Весь этот свет направляем назад для того, чтобы двигаться вперед. Даже при предположениях о том, что такие технологии возможны, чтобы слетать за обозримое время достаточно далеко, скажем, к центру Галактики, нам потребуется гигантский запас антивещества на старте, чтобы тонну вещества привезти к месту назначения за приемлемое для экипажа время (скажем десяток лет), нам нужны миллиарды тонн антивещества на старте.

А это на данный момент самое дорогое вещество, его грамм стоит баснословные деньги. Все антивещество, которое человечество создало до сих пор, не составляет даже одного грамма. Если мы когда-нибудь научимся каким-нибудь образом его массово производить, то даже в этом случае, законы природы налагают ограничения. Поэтому боюсь, что мы навсегда останемся в рамках прекрасных фантастических фильмов, где Люк Скайуокер, мандалорцы и другие герои носятся по галактикам с помощью неведомых нам технических средств.

− То есть все мечты об открытиях других планет останутся лишь мечтами?

− Открыть планету – отличная тема. Но давайте сначала насчет высадки на другую планету. У нас Марс на очереди. И мы видим, что при желании мы, наверное, можем высадить туда людей. Какой в этом смысл, кроме первопроходческого, не очень понятно. Но и этот смысл может оказаться важным.

Теперь насчет того, чтобы открыть планету и даже узнать, живет ли там кто-то. Сейчас мы занимаемся тем, что широко открываем планеты у других звезд. Делаем это очень хитрым образом. Планета выдает себя своим движением. Она движется вокруг своей звезды и заставляет ее тоже чуть-чуть двигаться. А когда звезда даже слегка движется, мы по ее светы можем понять, движется она на нас или от нас. Если она периодически движется на нас и от нас, мы можем, решив некоторые уравнения, сделать предположение о том, какие планеты летают вокруг нее.

Есть и второй способ: планета, проходящая по видимому диску звезды, чуть-чуть уменьшает приходящий от нее свет. Представьте, что смотрите на мощный яркий прожектор и на нем мельчайшая пылинка. И вы довольно тонкими средствами убеждаетесь, что пролетающая пылинка уменьшает свет этого прожектора.

Некоторые планеты вращаются вокруг двух звезд сразу. Находясь на такой планете, вы видите две звезды, которые заходят и восходят одновременно. Бывают планеты, вращающиеся вокруг одной из двойных звезд, а вторая находится сильно дальше. Тогда у вас в небе что-то типа солнца и второго солнца, которое более далекое и бледное. Если бы там жили существа, интересно, какая бы у них была мифология в ответ на это.

Некоторые планетные системы, которые мы открыли, оказались совершенно удивительными. Система TRAPPIST-1 устроена так: семь планет вокруг небольшой звезды летают с такой скоростью, что самая быстрая оборачивается вокруг звезды за один день. А самая медленная – за 19 земных дней. И все они находятся очень близко друг к другу. Если вы живете на одной из этих планет, то видите потрясающую картину: у вас в небе все время относительно близко проходят какие-то планеты, догоняют вас, отстают от вас. Вообще близко летающие планеты, стягивают друг друга с орбит своей гравитацией, но здесь довольно уникальный случай. Планеты устроились неким гармоническим образом, почти музыкальное произведение разыгрывают. Между ними есть резонанс, из-за этого такая система оказывается устойчивой. Побывать там было бы очень здорово, но мы вынуждены довольствоваться компьютерными симуляциями того, как это выглядит. Так или иначе, мы открыли множество планет у далеких звезд.

А вообще, мы используем движение известных частей Вселенной для того, чтобы вылавливать, догадываться о существовании неизвестных − даже в нашей родной Солнечной системе. Долгое время последней известной планетой был Сатурн. Потом случайно открыли Уран. А потом стали исследовать движение Урана. По законам гравитации − притяжения к Солнцу − он должен двигаться по эллипсу, как и другие планеты. А он двигался не точно по эллипсу. Этому нашлось объяснение: на него влияли своей гравитацией массивные Сатурн и Юпитер, которые сами двигались и дергали его в разные стороны. Но когда это учли, оказалось, что Уран все равно не очень правильно себя ведет. В его движении оставалась некоторая аномалия. Гениальный по тем временам ход состоял в предположении: а нет ли неизвестной планеты, которая своим притяжением вызывает именно такую аномалию.

Так открыли Нептун. Там детективная история, она у меня в книжке описана.

А сейчас в XXI веке выяснилось, что есть вторая глава этой драматичной истории. Далеко за Нептуном мы открыли большое количество мелких тел. Многие из них находятся очень далеко от Солнца, еще 50 лет назад мы о них вообще не подозревали. Они летают по очень далеким орбитам, слабо светят отраженным светом, период их обращения вокруг Солнца огромен – сотни или даже тысячи лет. Но сделав несколько наблюдений и зная законы движения, мы смогли вычислить их орбиты. И тогда смогли увидеть, что некоторые из этих орбит расположены так, будто кто-то держит их рукой в пучке. Этого не должно быть, потому что орбиты подвержены воздействиям больших планет, и за время существования Солнечной системы должны были бы развернуться довольно случайным образом. А они не развернуты случайным образом. Для этого должна быть какая-то причина. Рассуждения гораздо более тонкие, чем в случае открытия Нептуна: не аномалия в движении одной планеты, а, наоборот, повышенная регулярность в орбитах целой дюжины очень маленьких и далеких тел. Сделали предположение, что за это отвечает неизвестная планета. Дали ей рабочее название − Планета 9.

− Когда же смогут открыть Планету 9?

− Она должна находиться раз в 500 дальше от Солнца, чем Земля. Не светит собственным светом, ее непросто увидеть ее на фоне звезд. Поиск ее − кропотливый, очень сложный труд. Я в книге написал, что моя лучшая надежда состоит в том, что Планету 9 найдут к моменту выхода книги из печати. Книжка недавно вышла, так что будем ждать, вдруг прямо сейчас найдут планету. Это было бы потрясающим триумфом, потому что характер рассуждений, указывающих на неизвестную планету, многоэтапный и вовлекает много слоев ранее добытого знания. В этом смысле это очень ценное рассуждение: мы не из чего-то одного сделали вывод, а воспользовались очень многим из того, чему раньше научились. Это прекрасный пример того, как комплексно работает наука. Осталось, правда, эту планету открыть.