Пенсионный советник

«Молодые люди много думают о хлебе и колбасе»

Почетный профессор МГУ Массимо Капаччоли о темной материи, самом большом разбитом астрономическом зеркале в мире и популяризации науки

Анна Сабурова 12.09.2012, 15:06
Почетный профессор МГУ Массимо Капаччиоли wn.com
Почетный профессор МГУ Массимо Капаччиоли

О темной материи, самом большом разбитом астрономическом зеркале в мире и популяризации науки в интервью «Газете.Ru» рассказал почетный профессор МГУ Массимо Капаччоли, профессор астрономии Университета Федерико II в Неаполе, руководитель проекта по созданию обзорного телескопа VST Европейской Южной обсерватории (ESO).

— Расскажите, пожалуйста, читателям «Газеты.Ru», что, по-вашему, представляет собой темная материя?

— Это очень сложный вопрос, потому что я не знаю на него ответа. Вообще это основной компонент Вселенной, одна треть от полной массы и энергии Вселенной. Скорее всего, благодаря ей мы и существуем, поскольку, согласно Стандартной космологической модели, галактики сформировались благодаря тому, что им предшествовали сгустки темной материи, на которые барионное вещество падало, сливалось, затем образуя скопления галактик, галактики, звезды и наконец после звезд планеты. И на одной из этих планет находимся мы с вами. Но это лишь теория, подтверждаемая превосходными наблюдениями. Эту теорию сложно будет опровергнуть. Но она еще не доказана на 100%.

В науке вещи становятся очень захватывающими, когда они еще не доказаны, но их доказательство может поставить на место важный элемент в нашем понимании.

Так обстоит дело с бозоном Хиггса, с темной материей и, конечно, с темной энергией. Мы прикладываем все возможные усилия, с одной стороны, чтобы показать, что темная материя существует, что темная компонента необходима. С другой стороны, физики стараются найти соответствующие частицы, а когда они их найдут, мы будем знать наверняка, что темная материя есть. Это проблема, за которую должны взяться молодые люди, так как, по-моему, в настоящий момент она представляет собой передний край астрофизики, вопрос, на который нужно дать ответ. И ответ будет найден, так или иначе.

— Хорошо, а каково ваше мнение об альтернативных теориях, таких как модифицированная ньютоновская динамика?

— Ну, я пишу статьи о них. Но это не значит, что я верю в их правильность. Проблема заключается в том, что в принципе не существует причины, по которой уравнения Эйнштейна не могли бы быть изменены. Другими словами, они записаны в наиболее простой возможной форме, но это не истина в последней инстанции. Таким образом, теоретически они могут быть изменены. А на практике, можно ли их менять? Ответ на этот вопрос дают эксперименты. Следовательно, мы должны проводить эксперименты, чтобы доказать или опровергнуть. До сих пор я не видел ни одного эксперимента, включая мои собственные, который бы полностью опровергал эти альтернативные теории, но в то же время я не видел ни одного эксперимента, доказывающего их. Мы должны продолжать исследования.

Одна вещь, которую я считаю важной в этом деле, заключается в том, что иногда считается или незаконным, или аморальным прикасаться к тому, что сделал Эйнштейн.

Это неправильно. Так неправильно было думать о трудах Ньютона, о космологии Аристотеля. Это будет неверно для любой физической теории, поскольку в физике не существует истины в последней инстанции.

В сущности, каждый раз, когда нам удавалось превозмочь эти вещи, мы совершали большой прорыв в нашем понимании мира. Так что рано или поздно в теорию Эйнштейна будут внесены какие-нибудь изменения. Я хотел бы знать, настало ли время для этого, дают ли альтернативные теории, которые сейчас существуют, ответ на вопрос, поставленный наблюдениями. Но рано или поздно мы найдем противоречие между природой и теорией. Пока что это, как американцы говорят, будто перескакивание от чумы к холере. Используя альтернативные теории, мы, с одной стороны, что-то получаем, с другой — что-то теряем. Число параметров более или менее одинаково, только физика разная, внутренняя физика. В обоих случаях вы объясняете наблюдаемые явления с помощью одного элемента. В одном случае это материальный элемент, а в другом — геометрия пространства. Мы до сих пор не определили, какой из элементов правильный, и не нашли способа, как можно это определить. Поэтому необходимо продолжать работу.

— Может ли часть темной материи быть в форме привычного нам вещества, то есть в барионной форме (например, в виде холодного газа или маломассивных звезд)? Насколько велика может быть эта часть?

— Этот вопрос вы должны задавать не мне, а людям, занимающимся изучением первичного нуклеосинтеза. Я ничего не знаю о барионном нуклеосинтезе, поэтому не могу дать вам свой осмысленный ответ. Я могу рассказать только то, что я знаю из литературы. Мы не можем превзойти предел, поставленный барионным нуклеосинтезом. То, что темные барионы существуют, очевидно. Луна темная. Она светит за счет Солнца. Она не совсем темная, потому что это теплое тело. Она что-то излучает, но она достаточно темная. Мертвые звезды (остатки звездной эволюции) темные. Пыль может быть очень темной. Ее становится видно благодаря контрасту с яркой туманностью. Мы сделали все, чтобы решить проблему, используя нейтрино. Но, опять-таки, нейтрино не сработали. Я думаю, из того, что мы знаем на сегодняшний день, следует, что большая часть темной материи должна быть небарионной и слабо взаимодействующей, если она существует. Если это так, мы должны найти частицу. Кто-то должен найти частицу. Может быть, это удастся сделать в Европейском центре ядерных исследованиях — ЦЕРН.

— Вы были удостоены звания почетного профессора МГУ. Расскажите, пожалуйста, о том, какую роль Россия играет в современной науке и, в частности, в астрономии?

— Позвольте мне сначала заявить, что я действительно очень горд тем, что мои коллеги захотели присудить это звание мне, это одно из наиболее престижных событий, произошедших в моей карьере. Не только потому, что каждый раз, когда кто-то говорит тебе, что ты компетентен, это приятно. А потому что те, кто говорят тебе это, сами также компетентны. Так что это звание очень важно для меня. Россия всегда была на переднем крае науки. Хотя в прошлом обмен информацией был затруднен по понятным политическим причинам, и все еще присутствует языковой барьер, даже для меня. Я не говорю по-русски. Я не могу понять ни одного слова. Но в современном мире этот барьер в науке был полностью преодолен. Вклад русских в астрофизику был и остается чрезвычайно важным. Есть много теоретических эффектов, носящих русские имена. И существует много открытий, названных в честь русских астрономов.

Россия была страной с самым большим телескопом в мире — знаменитый Паломарский телескоп уступал 6-метровому российскому телескопу.

Россия начала освоение космоса. У России есть долголетняя научная традиция. Вот почему я люблю приезжать сюда, и я люблю, когда мои русские коллеги приезжают ко мне в институт. Я люблю сотрудничать с ними, и это не только благодаря их компетентности. Когда ты сотрудничаешь с русским ученым, ты имеешь дело с интеллигентным коллегой, может быть, очень умным, может быть, средним, так же как более или менее везде в мире, но при этом ты имеешь дело с человеком с глубокой традицией в культуре страны, в культуре людей, что очень важно для меня. Потому что в жизни есть не только астрономия, не только астрофизика, не только наука. В ней есть музыка, литература, друзья, мышление, еда и атмосфера. И все это я нахожу очень приятным в вашей стране. Так что я очень горжусь тем, что я почетный профессор МГУ. Это для меня большая возможность продолжить мои отношения с российскими астрономами и не только.

— Насколько, по-вашему, важным для России является вопрос вступления в Европейскую южную обсерваторию (ESO)?

— Могу я перевернуть вопрос? Насколько важно для ESO вступление в нее России? И то и другое важно: для России очень важно стать членом ESO, а для ESO очень важно, чтобы в нее вступила Россия. Жаль, что квалификация и человеческие ресурсы, которые у вас есть, пока не могут быть эффективно использованы с новыми инструментами. Представьте, что было бы, если бы мы были в состоянии завершить строительство 39-метрового E-ELT (экстремально большого телескопа), телескопа, который бы позволил проводить потрясающие наблюдения. В современной астрофизике зачастую данные собираются и сразу же публикуются в сети, так что каждый может их использовать. Так будет и с телескопом VST, который, кстати, был частично построен в России (зеркало делали в Лыткарино). Также дело обстоит и со Слоановским обзором SDSS, и т. д. Тот факт, что данные доступны в сети, делает партнерство в некотором смысле менее важным, потому что вам не нужно быть членом ESO, чтобы иметь доступ к данным. Но вы должны входить в ESO, чтобы управлять ее политикой, управлять программой наблюдений, управлять политикой новых инструментов, определять, какие наблюдения будут проводиться, а не просто брать чьи-то наблюдения из сети. Таким образом, чрезвычайно важно, чтобы страна с традицией, квалификацией, знаниями и возможностями России вступила в ESO.

Я бы был совсем счастлив, если бы это случилось. Рано или поздно это, я надеюсь, случится. Чем скорее это произойдет, тем лучше будет для ESO, России и астрономических исследований.

— Вы руководили реализацией проекта VST. Не могли бы вы вкратце рассказать об этом инструменте, о его главных целях и первых научных результатах?

— Аббревиатура VST означает VLT Survey Telescope — обзорный телескоп VLT (комплекса из четырех 8-метровых телескопов). Как он появился? Когда я был директором астрономической обсерватории в Неаполе, я получил огромное количество денег. Как это случается в самых бедных частях страны, деньги приходят урывками, без гарантии на продолжение финансирования. Это очень опасно, потому что или ты тратишь эти случайные деньги, и если потратишь, то не получишь больше никаких денег и не будешь знать, как продолжить свою инициативу, или ты их не потратишь.

И если ты их не потратишь, то тебе скажут: «Ты их не потратил, значит, они тебе не нужны».

Это была очень сложная ситуация. Я хотел сделать что-то очень важное для Неаполя и науки, но в то же время я хотел так повернуть дело, чтобы я мог использовать эту возможность без того, чтобы иметь потом проблемы с денежным обеспечением, так как я был почти уверен, что не получу больше никаких средств. Я договорился с ESO о строительстве большого обзорного телескопа, своего рода современного телескопа шмидтовского типа, о котором я долгое время мечтал. И договоренность заключалась в том, что строительство телескопа лежит на нас. ESO собиралась предоставить купол и запустить телескоп. А камеру должна была предоставить третья сторона. Так что мы подписали соглашение. И первое, что я должен был сделать после того, как убедил ESO, что мы в состоянии построить телескоп, это найти кого-то, кто предоставит правильное зеркало, потому что зеркало было очень сложно отшлифовать. И было две возможности — или Германия, или Франция.

Немцы настойчиво предлагали зеркало, сделанное русскими. Это был период, в который Россия была немного нестабильна, с точки зрения Запада.

Я должен был подумать об этом. Я говорил себе: «Могу я это сделать или нет, не слишком ли большой это риск?» Потом, вспомнив, что собой представляет Россия, я решил: «Нет. Это не рискованно, я хочу это сделать». Два зеркала телескопа были изготовлены в Лыткарино. Они сделали прекрасное зеркало в срок, все было идеально. Более того, мне пришлось их остановить, потому что они хотели продолжать шлифовку и все больше улучшать качество. Я сказал: «Нет, оно подходит в том виде, как есть».

К сожалению, когда зеркало доставляли в Чили, оно разбилось во время перевозки. Это самое большое разбитое астрономическое зеркало в мире!

Разбитое зеркало телескопа VST, прибывшее в Чили // Massimo Capaccioli
Разбитое зеркало телескопа VST, прибывшее в Чили // Massimo Capaccioli

Таким образом, нам пришлось его переделывать, Конечно, страховка покрыла все расходы. И вот что я хочу вам сказать. Когда я поехал в Лыткарино, для того чтобы заказать второе зеркало, русские могли бы взять меня за горло. Потому что, если ты хочешь второе зеркало, плати за него больше. Но они сделали тот же самый заказ на тех же условиях — удивительно честные люди! И они опять сделали прекрасную работу. Правда, с небольшой задержкой — они взяли четыре года на то, чтобы переделать зеркало. В конечном счете они отшлифовали новое зеркало, которое в настоящий момент действует.

Вообще этот телескоп, как мы говорим в Италии, был рожден под несчастливой звездой. С ним нам не везло.

Когда все устаканилось, мы перевозили оправу для телескопа. Оправа — это элемент, держащий зеркало. Поскольку у нас активная оптическая система, оправа представляет собой практически произведение искусства, наиболее дорогую и хрупкую часть телескопа. И, когда мы погрузили оправу на корабль, он отправился к Чили, но по пути судно остановилось из-за аварии. Когда спустя два месяца он прибыл в Чили, вся оправа была в ржавчине. Так что нам пришлось ждать разрешения от страховой компании, затем отправлять оправу обратно, переделывать все с нуля и опять везти оправу. Это случилось два года назад, но с тех пор телескоп прекрасно работает в обсерватории ESO в обсерватории Паранал в Чили. Он дает изображения восхитительного качества, которые вы можете видеть в пресс-релизах на сайте ESO. Мы уже получили изображения большого числа сверхновых по соответствующей программе. Но есть две основные программы, которые займут около 70% от всего времени на VST. Одна нацелена на исследование барионных осцилляций. Другая — на измерение деформации изображений вследствие эффекта гравитационного линзирования, это нужно для того, чтобы определить предел плотности материи и энергии во Вселенной. Эти два проекта будут длиться от трех до четырех лет. Они начались год назад, так что придется подождать пару лет, чтобы получить первые ответы от них. В настоящий момент мы можем сказать, что этот телескоп работает лучше, чем ожидалось.

Отчасти это связано с качеством зеркала, сделанного русскими. Это еще один подарок, который я получил от вашей страны.

— Что вы думаете о популяризации науки? Стоит ли ученому тратить на это время?

— Это чрезвычайно необходимо по двум причинам. Во-первых, ученые нуждаются в финансовой поддержке. Фундаментальная наука поддерживается не фирмами, а правительствами. А у правительства, для того чтобы нас поддерживать, должна быть причина, и эта причина должна исходить от налогоплательщиков, которым нравится то, что мы делаем. Для того чтобы так было, мы должны им рассказать, что мы делаем. В этом заключается вторая причина. Нужно просто рассказать, что мы делаем, потому что в астрофизике есть изображения. Это наука, которая говорит с сердцами людей, их разумом, фантазией. Она говорит о чем-то таком, что для тех, кто ее любит, близко к Богу, сотворению мира и т. д. Это то, что говорит о невероятных вещах, которые с нами не соприкасаются, то есть это не как рак. Те, кто изучают рак, делают очень важную работу. Как простой человек, я никогда не пойду на конференцию слушать людей, говорящих о раке, потому что мне страшно. С другой стороны, я буду рад взглянуть на изображения, или фильмы, или вещи, сделанные астрономами. И это способ показать людям то, что мы делаем.

В то же время в современном мире — я не знаю, справедливо ли это для России тоже, но в так называем Западном мире это действительно так — молодым людям сложно найти работу.

Поиск работы — это главное усилие, делаемое молодым человеком. И, чтобы найти работу, с младых ногтей они начинают думать о том, что наиболее удобно для их жизни. Стать медицинским доктором, потому что доктора всегда находят работу, стать адвокатом или пойти в бизнес? Наукой все больше и больше пренебрегают. И наиболее способные ребята, которые могли бы быть очень хорошими учеными, если их не пленить красотой науки, не имеют веской причины ею заниматься. Это останавливает основной двигатель прогресса, роста нашей культуры, нашего понимания, нашей свободы, если хотите. Так что очень важно передавать правильные, не фальшивые посылы. Я терпеть не могу популяризацию науки, которую делают некоторые телевизионные программы, где они говорят глубокими и громкими голосами и создают впечатление, что ученый — гений, а зритель — идиот и никогда не сможет делать эти фантастические, прекрасные, не поддающиеся пониманию вещи, о которых они говорят. В сущности, следует показать, что ученые — люди, которые имеют те же права, те же достоинства и недостатки, что и все. Что в этом заключается их работа; работа, которая дает нам нечто удивительное — понимание природы. Я, к примеру, посвящаю определенную часть своего времени популяризации науки, чтобы отблагодарить налогоплательщиков и в то же время попытаться найти новые таланты среди молодых людей, потому что эта река не должна иссякать. А в западном мире эта река становится все суше, потому что молодые люди идут по пути наименьшего сопротивления. Они слишком много думают о прозе жизни, о хлебе и колбасе, и недостаточно думают о развитии своего интеллекта. Возможно, популяризуя науку, мы можем сделать что-то хорошее.

— Последний вопрос: у вас есть любимый объект или класс объектов на небе? И, если есть, пожалуйста, объясните почему.

— Да, как ученый, я, конечно, имею любимый класс объектов — это эллиптические галактики. Это получилось случайно, сейчас объясню как. Когда я приехал сюда неделю назад и меня привезли в мои апартаменты в главном здании МГУ, все казалось мне странным, другим. Начиная от запахов и цветов все было непривычно. Но прошла неделя, и я уже чувствую себя как дома. На сегодняшний день прошло уже почти 50 лет, как я изучаю эллиптические галактики. Они мне очень хорошо знакомы, и поэтому они мне нравятся. Но что хочу я вам сказать: если вы смените объект исследования, в самом начале новый объект покажется вам странным и не таким славным, как предыдущий. Но, если вы узнаете его получше, он начнет вам очень нравиться. Это случалось со мной в течение всей моей жизни, когда я путешествовал от одного уголка к другому в саду эллиптических галактик.

Я совершенно уверен, что даже теперь, если бы я мог поменять объект исследования, и изучал бы новый объект на протяжении большого количества лет, он бы начал мне нравиться и я бы сказал: «Это мой любимый объект».

Наука всегда прекрасна, любой тип науки — теория, наблюдения, эксперимент, физика, математика… В астрономии нет ни одного класса объектов, который лучше другого. Нет ни одной проблемы, которая лучше другой. Когда мои студенты приходят и говорят: «Я хочу написать диссертацию, но я не знаю, чему посвятить исследование», я отвечаю им: «Смотри, как насчет этого?» Они говорят: «Ну, я не уверен/не уверена, потому что я не знаю, понравится ли мне это или нет». Я отвечаю: «Не беспокойся, какой бы ни был объект исследования, тебе понравится. В конечном счете ты полюбишь его. И мне будет сложно убедить тебя перейти к другому объекту, потому что этот будет слишком нравиться тебе». Я ответил «эллиптические галактик» только потому, что я изучаю их большую часть своей жизни.