Версия для печати
Вернуться к списку

Ловец черных дыр

Через месяц Шведская королевская академия наук будет чествовать нашего соотечественника. 23 апреля в Стокгольме вручается престижная премия Крафурда - аналог Нобелевки для дисциплин, не вошедших в "классический" список. Уже объявлено, что в области астрономии за изучение процессов зарождения Вселенной лауреатом стал Рашид Сюняев, главный научный сотрудник Института космических исследований РАН и директор немецкого Института астрофизики Общества имени Макса Планка. В профессиональном кругу он известен как человек, впервые "увидевший" черные дыры.

- Рашид Алиевич, пожалуй, многие думают, что из черной дыры не может выйти ничего, даже свет, и поэтому она недоступна для наблюдения. Так как же ее удалось увидеть?

- Это можно сделать с помощью аккреции, или "падения" вещества на черные дыры, - кстати, удивительно красивого явления. Если оно происходит по спирали, то значительная часть энергии, заключенной в массе падающего вещества, превращается в фотоны и уходит от черной дыры. В случае объектов с массой в несколько раз больше солнечной можно зафиксировать рентгеновские лучи, а если черные дыры очень крупные, в миллионы или даже миллиард солнечных масс, - видимое излучение или ультрафиолет.

- В начале 70х годов прошлого века ученый из МГУ Николай Шакура и вы показали, как черные дыры можно обнаружить...

- Развитие рентгеновской и оптической астрономии помогло открыть огромное количество этих объектов. Квазары - сверхмассивные черные дыры, которые мы видим практически до края наблюдаемой Вселенной, очень яркие. Они просвечивают все вещество, находящееся между ними и нами и во времени, и в пространстве.

- Параллельно вы занимались еще и реликтовым излучением...

- В 1969 году я, молодой сотрудник знаменитого Якова Зельдовича, теоретически рассчитал существование так называемых акустических пиков. Это следы звуковых волн, проходивших по нашей Вселенной, когда ее возраст был очень мал - от нескольких секунд. Я предположил, что они должны быть видны в распределении по небу яркости реликтового излучения и, кроме того, в распределении галактик.

- Не казалось ли вам тогда, что эти расчеты навсегда останутся чистой теорией?

- Статья с расчетами вышла в 1970 году, и, помню, мой научный руководитель сказал, что этого эффекта, конечно, никто никогда не увидит, ведь сигнал очень слабенький. Но сейчас, в начале нового тысячелетия, американский спутник WMAP, который изучает реликтовый фон, наблюдает эти пики.

- В своих последних работах вы опять вернулись к изучению реликтового фона. Почему?

- Прежде всего потому, что точность экспериментов возросла настолько, что каждая мелочь - та, что раньше была мелочью, - становится существенной. Сейчас в ходу термин era of precision cosmology, время высокоточной космологии. Когда я понял, что это становится действительно важным, то вместе с одним из моих бывших аспирантов, Йенсом Хлубой, занялся задачей теории рекомбинации во Вселенной. Рекомбинация - это процесс образования нейтральных атомов водорода и гелия из протонов и электронов в молодой Вселенной, когда ей было около 400 тысяч лет. Вселенная расширяется, температура падает, и плазма в поле реликтового излучения не может больше оставаться ионизованной, а должна превращаться в атомы. Мы стали искать эффекты, способные повлиять на интерпретацию карты излучения, которую сейчас строит спутник WMAP или будет строить обсерватория Planck. Конечная цель - интерпретируя данные наблюдений реликтового излучения, получить информацию об основных параметрах Вселенной с точностью выше одного процента. Мы смогли посчитать спектральные искажения, возникающие во время рекомбинации. И главное - сейчас можно проверить эти эффекты экспериментально. Недавно меня пригласили сделать доклад на 50-летии Национальной радиоастрономической обсерватории США, где собрались лучшие экспериментаторы, и я предложил устроить такую проверку. Если сейчас экспериментаторы сканируют небо и смотрят, как одна точка отличается по яркости от другой, то я предложил посмотреть, как меняется спектр реликтового излучения по частоте в определенных участках неба. Такой эксперимент позволит еще глубже заглянуть в прошлое Вселенной.

- Вы упомянули телескоп Planck, который Европейское космическое агентство запускает в этом году вместе с телескопом Hershel, а будут еще американские обсерватории GLAST и James Webb. Им предстоит узнать о далеком прошлом Вселенной. Значит ли это, что все "ближайшие" задачи исследования структуры нашей Галактики уже решены?

- Нет, разумеется. Скоро полетит, например, европейский спутник GAIA, который измерит собственное движение сотен миллионов звезд в нашей Галактике. Каждый год запускаются аппараты к планетам. Последнее замечательное открытие - планетная система, очень похожая на Солнечную. Она, правда, находится очень далеко, свет от нее идет около 20 тысяч лет, расстояние, сравнимое с размером Галактики. И совершенно удивительно, что люди открыли несколько планет в этой системе и смогли измерить их массы, расстояние до звезды.

- Астрофизика сильно изменяется?

- Знаете, недавно уходил на пенсию мой коллега, крупнейший голландский ученый Эд ван ден Хойвел. Он начал заниматься астрономией в 1963 году. И меня попросили сказать какие-то неофициальные слова о том, что представляла собой наша наука тогда и какой она стала сейчас. Люди моего поколения помнят, что в 1963 году в принципе не было известно реликтовое излучение. Никто не знал о квазарах, они были открыты после. В теории были предсказаны нейтронные звезды, но никто их не видел. И о многом другом, о чем мы знаем сейчас, не было понятия. Я говорил это в огромном зале, где собрались люди, которые в буквальном смысле слова кормятся за счет черных дыр, нейтронных звезд, реликтового излучения. Представьте себе: все это открыли в ходе жизни одного человека! И огромное счастье и большое везение, что я присутствовал при этом потоке открытий.

- Помните, как начинали?

- Когда был студентом-пятикурсником московского физтеха и пришел к Зельдовичу, то на его приглашение заниматься астрофизикой ответил, цитируя нашего завкафедрой, что это бесполезная наука. Зельдович тогда просто попросил меня помочь с одной задачей: рассчитать спектр излучения водорода и гелия межгалактического газа. Пока над ней работал, многому научился. И после уже больше ничем другим заниматься не хотел. Интересно, что, когда мы подготовили и сдали статью о расчетах, через какое-то время вышел американский журнал, где приводились аналогичные результаты. Сейчас, когда происходит что-то подобное, я очень расстраиваюсь, что не мог сделать быстрее. А тогда для меня это было удивительно: я ощутил, что могу соображать не хуже, чем американцы… Потом Зельдович говорил мне: "Вы должны делать все быстрее и лучше". Он мне объяснял, что американцам и англичанам легче - они пишут статьи на родном языке. Нам же надо тексты переводить. Им не нужно получать разрешение на публикацию, а мы должны были оформлять разрешение.

- Наверное, сейчас с публикациями стало проще?

- В каком-то отношении да. Сейчас есть Интернет, можно сразу выкладывать препринт статьи. Но что ни говори, все равно наш английский… Я читаю на русском примерно в три раза быстрее, чем на английском, и раз в семь быстрее, чем на немецком. Раньше у нас издавалось много книг: и переводных, и наши ученые писали отличные труды. Никогда не забуду, с каким удовольствием читал книги Каплана, Пикельнера, Соболева, Зельдовича, Новикова. Не говорю уже о курсе Ландау - Лифшица. Но в последние 20 лет новых хороших книг появляется мало. Сейчас начали переиздавать кое-что старое. Но книги, которым 25 или 30 лет, - это книги о другой Вселенной.

- Особенно если учесть все происходящие изменения...

- В астрофизике каждый год приносит новое знание. Но как долго продлится эпоха "великих географических открытий"? В этом году я был на конференции в Венеции и впервые зашел во Дворец дожей, на стенах которого есть удивительные карты XV века. Представьте: на такой карте Италия меньше Греции, остров Корфу - размером с Сицилию. Вот такая была география в XV веке…Давно открыты уже самые маленькие острова, каждый может рассмотреть в Google Map любую точку Земли. И я думаю о том, что такое же время настанет для астрономии, когда белых пятен на карте Вселенной практически не останется.

- А что нам предстоит осознать?

- Очень многое. Людям интересно увидеть звездные системы, подобные нашей, далеко от нас и понять, как они образуются и существует ли там жизнь. Ну не может же быть так, что мы единственные во Вселенной и нам сильно повезло: и законы физики, подходящие для нашего существования, и Солнышко как надо, и Земля хоть куда.

- Как вы оцениваете перспективы астрофизики на ближайшие 50 лет?

- Могу сказать об одном удивительном предсказании и очень рад, что среди его признанных авторов наши соотечественники Андрей Линде, Алексей Старобинский и Вячеслав Муханов. Они занимались инфляцией - начальными этапами расширения Вселенной после Большого взрыва. Очень многие модели предсказывают поляризацию фотонов реликтового излучения другого типа, чем та, что дают обычные процессы рассеяния на электронах, - так называемую B-поляризацию. Если она будет открыта, мы заглянем далеко в прошлое. И сможем поговорить о времени, когда возраст Вселенной составлял ничтожные доли секунды.

- Для этого понадобятся новые приборы?

- Не просто новые, но с очень высокой чувствительностью. Сейчас ученые думают, как ее достичь. Прогресс в области детекторов интенсивен. Никто ведь не предполагал когда-то, что мы будем наблюдать акустические пики в реликтовом излучении. Но прошло чуть больше 30 лет, и люди смогли сделать это. Огромные наземные телескопы и новые космические обсерватории настолько чувствительны, что те задачи, которые мы сейчас ставим, будут проверены в течение ближайших двадцати лет. Кроме самых фундаментальных - скажем, я не верю, что быстро удастся решить проблему темной энергии. Но это в основном задача для физиков, а не для астрономов. А вот о звездах, о структуре Вселенной, я думаю, за 10-15 лет мы узнаем бесконечно много. Что будет потом? Не повторит ли астрономия судьбу географии? Сказать трудно. Может, откроют что-то такое, что приведет к качественному скачку наподобие того, какой случился в физике на рубеже XIX и XX веков с появлением квантовой теории... До того люди были практически уверены, что в физике знают почти все. И вдруг мир стал совершенно другим. Очень может быть, что и астрономию ждет ренессанс.