Skip to Content

АКАДЕМИК Н.С. КАРДАШЕВ: «АСТРОФИЗИКА ОБЪЕДИНЯЕТ ЧЕЛОВЕЧЕСТВО»

Академик Николай Семёнович Кардашев (Москва) — астрофизик с международным именем, один из пионеров отечественной радиоастрономии, основоположник целого ряда новых направлений в этой интереснейшей сфере знаний, руководитель уникального Астрокосмического центра Физического института им. П.Н. Лебедева Академии наук (ФИАН). Перечень его достижений более чем впечатляющий: и открытие возможности существования самых больших атомов (по наблюдению спектральных радиолиний, возникающих при переходах электронов между высокими уровнями атомов водорода, они вскоре были обнаружены в межзвездной среде), и разработка теории эволюции спектров синхротронного излучения высокоэнергичных электронов в космических радиоисточниках (подтвержденной экспериментально), и осуществление нескольких космических проектов, последний — международный проект «Радиоастрон» (наземно-космический интерферометр с размерами порядка расстояния от Земли до Луны — это самый крупный физический прибор, когда-либо созданный человеком), и развитие гипотезы о существовании «кротовых нор» — своеобразных туннелей, соединяющих разные области пространства нашей или даже других вселенных. Перечень можно продолжать и продолжать — специалистам он хорошо известен. В нашей «демидовской» беседе, состоявшейся во время Общего собрания РАН в середине декабря, мы постарались сосредоточиться на творческой биографии исследователя, общих проблемах изучения астрономии и разъяснении некоторых понятий — в расчете, чтобы это было интересно широкому кругу читателей.
— Уважаемый Николай Семенович, звездное небо, неземные миры всегда живо интересовали человечество, но очень немногие превратили этот интерес в дело жизни. Как и почему вы пришли в астрономию, что определило ваш профессиональный выбор и привело в академическую среду?
— Я родился в Москве в 1932 году и в очень юном возрасте (было мне лет шесть) впервые оказался в Московском планетарии, куда привела меня мама. А там шла лекция про Джордано Бруно, и не просто лекция, а целый спектакль с яркими выступлениями и сценой сожжения на костре. До войны такие представления устраивались нередко. Это стало для меня настоящим потрясением, и я начал задавать маме не очень удобные вопросы. Например, сколько концов у звездочек? Ответить точно она не могла, потому что, глядя на Кремль, получалось пять, а если поглядеть на небо, выходило и больше. Потом началась война, и когда я учился примерно в третьем классе, нам объявили, что в Московском планетарии начинает работать астрономический кружок. Мы с одноклассниками сразу же туда записались. Планетарий находился недалеко от нашей школы, и все школьные годы я туда ходил. В кружке было очень интересно, с нами занимались замечательные преподаватели. Один из них, Михаил Евгеньевич Набоков, был одновременно сотрудником Астрономического института МГУ и пытался говорить с нами почти на научном языке. К концу войны в планетарий начали возвращаться фронтовики, стали рассказывать, как они воевали, просто какие-то бытовые, житейские истории, что нам, подросткам, было очень интересно и полезно. Один из таких сотрудников и лекторов планетария — Виктор Васильевич Базыкин — особенно способствовал тому, что мой интерес к астрономии, к самым разным ее направлениям не только не угас, но постоянно рос. Конечно, огромную роль сыграла общая атмосфера увлеченности, царившая среди однокашников по кружку.
— И эта атмосфера поддерживалась в тяжелейшие фронтовые, послевоенные годы, когда, казалось бы, главным было выжить физически?
— Поддерживалась, несмотря на все трудности. Просвещению уделялось очень большое внимание, что в конечном итоге помогло нам выжить и полноценно жить дальше. Помогло еще и взаимодействие со старшими товарищами. В планетарии мы вели не только вечерние, но даже ночные наблюдения за звездами. Потом все это переросло в экспедиции по поиску метеоритов. Правда, ничего конкретного так и не нашли, зато сам процесс был чрезвычайно увлекательным. Кроме того, старших школьников стали привлекать к тому, чтобы жители Москвы и ее гости имели возможность изучать небо прямо на улице. Машина привозила телескоп, оставляла его где-нибудь на бульваре, и вечером члены кружка показывали прохожим разные космические объекты. Это тоже была очень интересная и уже самостоятельная работа, накладывавшая ответственность. Мы гордились тем, что можем что-то объяснить взрослым людям, приобщить их к тайнам Вселенной. В итоге после окончания школы никаких сомнений, где продолжать образование, у меня не было. Я стал студентом астрономического отделения механико-математического факультета Московского государственного университета. По окончании я был направлен на работу в Государственный астрономический институт им. П.К. Штернберга МГУ (ГАИШ), где попал в очень хорошую компанию, со многими участниками которой познакомился еще в студенческие годы — прежде всего с выдающимся ученым, членом-корреспондентом АН Иосифом Самуиловичем Шкловским, на всю дальнейшую жизнь ставшим моим учителем. Дипломную работу делал в знаменитом Физическом институте АН, то есть практически с первых профессиональных шагов был связан с ФИАН и академической традицией. Когда начались космические исследования и был запущен первый спутник, Шкловский стал консультантом по вопросам астрономии у главного конструктора академика С.П. Королева и президента АН и председателя комиссии по космосу академика М.В. Келдыша. Шкловским было предложено несколько космических экспериментов, он привлек к ним свой коллектив, в том числе меня. Все это закончилось созданием Института космических исследований Академии наук, куда мы с Иосифом Самуиловичем и перешли, образовав астрономический отдел, занимавшийся подготовкой и проведением наблюдений с помощью телескопов на спутниках. В этом отделе были подготовлены и запущены первые космические радиотелескопы и телескопы, работающие в рентгеновском диапазоне. В 1990 году по предложению академика В.Л. Гинзбурга (с целью совмещения наземных и космических исследований и их развития) было решено создать Астрокосмический центр ФИАН, включив в него наш отдел из ИКИ и крупнейшую радиообсерваторию в Пущино. Я был назначен руководителем этого центра.
— В Академии наук, а теперь и в ФАНО, астрономия представлена многими институтами. Насколько это представительство в современной России адекватно мировому уровню и в каком состоянии «астрономическое» просвещение в стране сегодня? Судя по отзывам наших уральских специалистов, это состояние, мягко говоря, оставляет желать лучшего…
— У нас есть Институт астрономии АН, специализированные подразделения ФИАН и ГАИШ МГУ в Москве, знаменитая Пулковская обсерватория в Петербурге, там же — Институт прикладной астрономии с филиалами, некоторые лаборатории Физтеха. Из других обсерваторий самая крупная действует на Кавказе (САО), с присоединением Крыма в Россию вернулась Крымская астрофизическая обсерватория, и теперь очень важно обеспечить ее хорошее состояние. Есть, как вы наверняка знаете, обсерватории на Урале, в Новосибирске, в Иркутске и на Дальнем Востоке. То есть астрономические исследования, при всех потерях после распада СССР, в России представлены довольно широко, другое дело, их техническая оснащенность часто отстает. В просветительском плане самое большое несчастье, произошедшее за последние двадцать лет, — абсолютно безграмотное решение об исключении астрономии из школьных программ. На фоне попыток включения в нее религиозных дисциплин оно крайне негативно сказывается на развитии у молодежи интереса к науке. Очень надеюсь, что эта ошибка будет исправлена.
— Тем не менее что такое «оптическая астрономия», пока еще представляют все. Сложнее с радиоастрономией. Если можно, объясните, чем они отличаются?
— Небо мы воспринимаем прежде всего благодаря Солнцу днем, Луне и звездам, различимым в безоблачную погоду, ночью. Но на самом деле это лишь небольшая, видимая глазом часть всего спектра излучений, которые приходят к нам из космоса. Тогда как существует множество других диапазонов, которые тоже несут сведения о свойствах Вселенной, но они либо неразличимы для глаза, либо сквозь атмосферу Земли не проходят. До того как появились средства регистрации радиоволн, изучать их источники было практически невозможно. Но как только возникло радио, сразу пришла идея попытаться принять возможные сигналы от внеземных источников. И уже первые эксперименты, поставленные в 30-е годаы прошлого века, дали положительный результат. Было обнаружено радиоизлучение от Млечного пути, от Солнца, позже — от совершенно неизвестных, загадочных источников, и лишь потом стало понятно, что они из себя представляют. То есть были обнаружены совершенно новые космические объекты, которые практически не видны ни в оптические телескопы, ни тем более глазом. Одним из самых значительных открытий радиоастрономии стало так называемое реликтовое излучение Вселенной, сосредоточенное только в радиодиапазоне, — в оптическом диапазоне его не видно. Как было установлено, это остаток Большого взрыва, изучение которого дает ценнейшую информацию о происхождении и будущем нашей Вселенной.
— Сопоставимую по ценности информацию, судя по отзывам специалистов, ученые всей планеты регулярно получают с помощью осуществленного под вашим руководством беспрецедентного проекта «Радиоастрон». Что это за проект и в чем его беспрецедентность?
— Здесь стоит напомнить элементарные принципы физики. Известно, что в радиодиапазоне длина волны на много порядков больше, чем в диапазоне оптическом. Детальность же изображения наблюдаемого объекта зависит от этой длины — чем она меньше, тем качественней изображение. Поэтому человеческий глаз (диаметр зрачка около сантиметра) позволяет видеть то, что радиотелескоп такого же размера никогда не различит. И по этой же причине, о чем человечество знает уже столетия, чтобы получать хорошие оптические изображения далеких объектов, нужны большие телескопы: чем больше диаметр его зеркала, тем лучше видно. Или, выражаясь языком школьной программы (надеюсь, это знают и нынешние выпускники школ), угловое разрешение определяется отношением длины волны к диаметру объектива телескопа. Точно так же разрешение радиотелескопа напрямую связано с длиной волны и размером его зеркальной антенны. Еще в шестидесятые годы прошлого века мы с коллегами размышляли: конечно, можно сделать зеркало диаметром десять метров, можно, если привлечь очень богатую организацию, — сто метров. Но как расширить возможности наблюдения кардинально? И тогда пришла мысль использовать интерферометр (прибор, принцип которого основан на явлении интерференции — сложения волн — ред.). В этом случае нет необходимости делать один большой телескоп, можно использовать два относительно небольших, только расставить их на приличной дистанции и соединить кабелем. В результате получится антенна размером с это расстояние. То есть разрешение будет определяться отношением длины волны к этому расстоянию. И такие инструменты стали делать. Тогда же появились быстродействующие компьютеры и средства запоминания больших объемов информации. Поэтому возникла следующая идея: а может, обойтись и без кабеля? Записать информацию на одном телескопе и одновременно на другом, затем обработать эти записи с помощью быстродействующей ЭВМ. Получится тот же результат, что и при кабельном соединении, но расстояние можно сделать намного большим. Об этом была написана статья совместно с коллегами Л.И. Матвеенко и Г.Б. Шоломицким, и вскоре проект был реализован. В итоге была создана система телескопов, которая в конце концов охватила весь земной шар. Мы заключили договоры со многими европейскими странами, а также с Австралией, Индией, Канадой, США, Японией, и размеры коллективного телескопа выросли почти до диаметра Земли.
— Это было сделано еще в советское время?
— Да, но в нашей статье было сказано, что в будущем одну из антенн ничто не мешает установить на космический аппарат, и тогда размеры телескопа будут больше земного шара. Из текста по соображениям тогдашней цензуры этот фрагмент исключили, опубликован он так и не был, однако мы все равно, без всяких разрешений начали переговоры с теми же иностранными партнерами об экспериментах в космосе, и их подготовка началась. Сначала были установлены маленькие радиотелескопы на спутниках и космических станциях, которые летали к другим планетам: к Венере, Марсу — без аппаратуры интеферометра, просто для того, чтобы измерить космическое радиоизлучение на более длинных волнах, чем те, что попадают на Землю (за границей прозрачности земной ионосферы). В семидесятые годы в Советском Союзе нам вместе с другими организациями удалось создать 10-метровую зеркальную раскрывающуюся антенну на пилотируемой станции «Салют-6» с приемниками, работавшими на волнах 12 и 72 см. Летом 1979 года космонавт В.В. Рюмин вытащил радиотелескоп из люка станции, прикрепил его с внешней стороны, раскрыл и проводил измерения. Эта программа и последующие эксперименты позволили отработать конструкцию антенны и электронного комплекса космического интерферометра, и эта работа увенчалась успехом только в 2011 году.
Кстати, радиообсерватория в Пущино — одно из двух мест в мире и единственное в России, где принимается информация с нашего космического радиотелескопа. Второе такое место находится в США (радиообсерватория Грин Бэнк). К счастью, санкции на нашу работу никак не повлияли, ученые США и других стран очень заинтересованы в сотрудничестве и получении данных нашего уникального эксперимента.
— Идея проекта принадлежит персонально вам?
— Идеи, как известно, витают в воздухе, другое дело — их осуществление. Я обсуждал замысел космического радиотелескопа со многими коллегами, но реализовать его удалось только нам, и это общий успех нашего коллектива. Космический радиотелескоп и наземно-космический интерферометр имеют много составляющих систем. Обязательно нужны большие наземные телескопы, что обеспечивает международная кооперация. Необходимо было сделать качественную антенну, раскрывающуюся в космосе, высокочувствительные приемники и другие приборы, работающие на космическом аппарате. Очень важно было создать на борту сверхстабильный генератор, который обеспечивал бы синхронность работы космического радиотелескопа с наземными, иначе интерферометр не будет работать. И такой генератор — водородный мазер в космическом исполнении — был создан по нашему заказу в Нижнем Новгороде частной компанией «Время-Ч». Аналогов ему в мире нет. То есть проект «Радиоастрон» — коллективный труд сотен высокопрофессиональных творческих людей. Сейчас мы готовим к реализации следующий этап — проект «Миллиметрон», который позволит изучать самые далекие объекты Вселенной с еще большим (в 200 раз) угловым разрешением. Смысл его в том, чтобы «ловить» еще более короткие волны, почти не приходящие на Землю из-за непрозрачности атмосферы. «Миллиметрон» будет работать и в автономном (с очень высокой чувствительностью), и в интерферометрическом режиме. Для наземного плеча интерферометра потребуются радиотелескопы, расположенные высоко в горах с безоблачным небом. Для этого была выбрана международная обсерватория Южного полушария в пустыне Атакама (высота 5 км, Чили), а в Северном полушарии предполагается завершить строительство российско-узбекской радиообсерватории с телескопом диаметром 70 м на плато Суффа. Совсем недавно в Ташкенте был президент В.В. Путин, встречался с президентом Узбекистана И.А. Каримовым, и в пресс-релизе по итогам встречи было сказано, что создание обсерватории обязательно будет доведено до конца. Запустить «Миллиметрон» планируется в начале 2020-х годов.
— Вы с коллегами развиваете гипотезу о возможном существовании принципиально новых космических объектов — кротовых нор. Что это за норы такие и насколько они реальны?
— Кротовая нора — некий физический объект, существование которого возможно исходя из законов современной физики. Этот объект создает геометрические свойства пространства, связывающие разные точки Вселенной или даже точки разных вселенных. Для устойчивого существования таких объектов предполагается наличие материи с отрицательной гравитацией. Идею кротовых нор разрабатывали еще Эйнштейн и Розен. Их работы были опубликованы в 30-е годы прошлого века. Я же всегда больше размышлял не о том, чтобы придумать какую-то формулу, а о том, как найти подтверждение теоретической модели, и в данном случае очень хотел бы, чтобы она подтвердилась. Ведь кротовые норы крайне важны для дальнейшего развития не только астрономии. Их наличие — если, конечно, оно будет доказано,— указывает на возможность перемещения из одной точки Вселенной в другую или даже в другие вселенные за очень короткое время. Это могут практически использовать иные цивилизации и наша тоже, если технически «подрастет». Но не стоит забегать вперед: пока такие объекты не открыты. Сегодня можно только предполагать, что некоторые источники, наблюдающиеся с помощью «Радиоастрона», в частности, так называемые черные дыры, могут быть входами и выходами из кротовых нор или бывшими кротовыми норами (согласно имеющимся моделям, при добавлении в нору большого количества обычного вещества она «запирается» и превращается в черную дыру).
— И еще об одном нельзя не спросить вас, человека с такими знаниями и опытом. Существуют ли они — внеземные цивилизации? На эту тему есть масса домыслов, фантазий, но что говорит современная астрофизика, радиоастрономия?
— Сейчас, когда обнаружено уже более тысячи планет около других звезд, контакты с другими цивилизациями ищутся постоянно. И здесь два главных направления: поиск специально посылаемых сигналов из далекого космоса и поиск каких-то очень больших космических конструкций по их излучению. Есть некоторые данные, подтверждающие возможность существования так называемых сфер Дайсона (огромные гипотетические астрофизические сооружения, названные в честь автора такой концепции американца Ф. Дайсона — ред.). Если бы была обнаружена некая конструкция с геометрически правильными параметрами, то это сразу бы навело нас на острое желание детально ее изучить и выяснить, не поступают ли оттуда какие-либо радио, оптические или другие сигналы? Пока таких сигналов не обнаружено, но подходящие объекты для детального исследования уже известны. Нужно двигаться вперед — ответ рано или поздно найдется. И на этом пути поддерживать общий язык с другими народами и странами Земли. Ведь астрономия, астрофизика — одна из главных сфер знаний, которая может и должна по-настоящему объединять человечество.

Беседу вел Андрей ПОНИЗОВКИН
Фотопортреты лауреатов работы Сергея НОВИКОВА

 

Год: 
2015
Месяц: 
февраль
Номер выпуска: 
3
Абсолютный номер: 
1112
Изменено 06.02.2015 - 14:20


2012 © Российская академия наук Уральское отделение
620990, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91
makarov@prm.uran.ru +7(343) 374-07-47