|
|
|
№ 20 (3644), 13 сентября 2003 года
|
 |
|
конференц-зал
|
|
|
АГАВА,
вырастающая
из центра Галактики
На математико-механическом факультете СПбГУ 17-24 августа прошла международная научная конференция “Порядок и хаос в звездных и планетных системах”. В Петергоф приехали астрономы из стран Европы (Финляндии, Италии, Германии, Швеции, Бельгии, Греции, Сербии и Черногории), Азии (Китая, Японии, Израиля), Америки (США) и СНГ (Узбекистана, Таджикистана, Казахстана, Украины), еще были присланы доклады из Испании и Франции, всего 105 участников. Конференция была приурочена к юбилею двух петербургских ученых-астрономов. Профессору Татеосу Артемьевичу АГЕКЯНУ, одному из основателей звездной динамики в СССР, а ныне – заведующему лабораторией небесной механики и звездной астрономии Научно-исследовательского астрономического института им. В.В.Соболева и почетному профессору СПбГУ, в мае исполнилось 90 лет, а профессор Вадиму Антоновичу Антонову, ведущему научному сотруднику Пулковской обсерватории, – 70 лет, и тоже в мае. Шифром конференции было выбрано слово “АГАВА”: электронный адрес конференции был: agava@astro.spbu.ru, сделали специальный сайт Agava внутри сайта Астрономического НИИ. Но почему АГАВА?
– Это слово многозначное, содержит в себе много смыслов, – объяснил профессор Константин Владиславович ХОЛШЕВНИКОВ, заведующий кафедрой небесной механики астрономического отделения математико-механического факультета СПбГУ, один из двух сопредседателей конференции АГАВА-2003 (вторым сопредседателем конференции был профессор Джин Бёрд из США). – Во-первых, есть такое растение – агава, а профессор В.А.Антонов – выпускник биологического (большая редкость среди астрономов!) факультета Пермского университета. Во-вторых, еще есть Агава – героиня греческих мифов. А самое главное – АГАВА – это аббревиатура инициалов наших юбиляров: АГ – от фамилии Агекян и АВА – полные инициалы Антонова. И естественно, эмблемой конференции стала агава, вырастающая из центра Галактики.
Наша конференция – уже четвертая в целой серии астрономических конференций. Первая состоялась 10 лет назад в Петрозаводске, там же была и вторая, а две последних прошли в Ленинграде-Петербурге. Темы конференций постепенно расширялись: сначала мы исследовали звездные скопления, потом – Галактики, а теперь и до планетных систем добрались. Вначале хотели обозначить тематику как “Хаос и порядок в звездных и планетных системах”, но я настоял, чтобы было все-таки: “Порядок и хаос...”, потому что порядка среди звезд больше, чем хаоса... Ведь даже само слово “космос” в переводе с греческого означает упорядоченную Вселенную, то есть, другими словами, – порядок во Вселенной. Звезды и планеты движутся по своим орбитам, подчиняясь общим законам, разве что “беззаконные” кометы изредка появляются, внося некоторый хаос в общий миропорядок.
– Вы так рассказываете о звездах и планетах, как будто они живые. Видимо, можно проводить какие-то аналогии между “поведением” звезд и, скажем, людей или человеческих коллективов? С точки зрения хаоса и порядка...
– Конечно, в любой системе присутствуют элементы хаоса и порядка – будь то класс звезд типа Солнца или класс сельскохозяйственных рабочих, живущих в Южной Америке. И общее положение заключается в том, что на малом промежутке времени система упорядочена, гармонична, красива, хорошо предсказуема, а на большом – хаотична и мало предсказуема. Скажем, спрогнозировать погоду на завтра можно достаточно точно, на неделю вперед – лишь в общих чертах, а на следующий месяц – совсем невозможно, точности не может быть никакой. К примеру, прогноз на 1 января 2004 года можно составить самый приблизительный: ясно, что температура в Петербурге не будет в это время ниже минус 500С и выше плюс 200С...
Планетные системы – вещь куда более регулярная, чем погода на Земле. Затмение, скажем, можно предсказать на 100 лет вперед с точностью до минуты! И поведение планет подобно очень точному хронометру, их можно прогнозировать на миллионы лет. А вот поведение астероидов в поясе малых планет – только на сотни лет вперед, они довольно часто сталкиваются и последствия столкновений уже менее предсказуемы.
Коллективные процессы в звездных системах имеют прямое отношение к процессам на Земле – к коллективным процессам в плазме. А это путь к созданию термоядерного реактора. Коллективные процессы – это что-то среднее: либо все одинаковые, как картошины, либо все яркие индивидуальности. Тогда они образуют малые коллективы, у каждого из которых свои интересы...
– В общем, всё как у людей... Константин Владиславович, не мне вам говорить: сегодня интерес к естественным наукам значительно ниже, чем лет 15-20 назад. И многие считают, что ничего нового в физике или астрономии за последнее время не было открыто. Так ли это?
– Ну что вы! Именно в последние годы были открыты больше ста планетных систем, похожих на наше Солнце. Предсказаны они были давно, а обнаружены только что. В 1996 году швейцарские астрономы открыли первую такую систему – была настоящая гонка между Швейцарией и США, и швейцарцы победили, опередив американцев на полгода. А после них таких систем было открыто больше сотни. Причем очень многие планетные системы – сравнительно недалеко от нас. Конечно, ни в один телескоп планету вне нашей солнечной системы мы увидеть не можем. Но планету все-таки обнаруживают – по ее влиянию на звезду, которая из-за взаимной гравитации начинает как бы “вальсировать”. Вообще-то звезд, похожих на Солнце, в нашей Галактике от 1 до 10 миллиардов. И у 5-10% из них могут быть планетные системы – получаем где-то 100 миллионов. Но достоверно открыты пока только сотня. Вначале открывает кто-то один, затем несколько обсерваторий смотрят в одну точку и убеждаются: действительно, планета есть! Редко, но бывает даже так, что планета проходит по диску звезды – как недавно Меркурий проходил по диску Солнца, и это можно было наблюдать с Земли.
Второе важное астрономическое открытие последних лет – в центре нашей Галактики обнаружена огромная сверхмассивная “черная дыра” в 3 млн масс Солнца. Она была открыта методами звездной астрономии. Там звезды очень быстро крутятся по своим орбитам – это для них единственный способ не упасть. Например, если бы скорость движения Меркурия была 30 км/с, как у Земли, он бы упал на Солнце. А если бы тело в центре Галактики было в 100 или 1000 масс Солнца, то звезды вращались бы куда медленнее... Эта “черная дыра” находится в небольшой окрестности от центра – размером всего в световой год! Для сравнения можно сказать, что ближайшая к нам звезда находится на расстоянии в 4,5 световых года. Теперь представьте, насколько мал объем: здесь, на расстоянии в 4,5 световых года, всего две звезды, а там, на расстоянии в один световой год, – 3 млн масс Солнца! Большинство “черных дыр” гораздо меньше – порядка десяти масс Солнца, не больше ста. А тут нечто другое, иные масштабы явления. Это огромное поле для исследований.
– Наверное, в связи с нашими общими трудностями – экономическими, финансовыми и прочими – Россия потеряла прежнее приоритетное положение в астрономических наблюдениях?
– Да, долгое время Россия не участвовала в этих наблюдениях. Но недавно с космодрома в Плесецке был запущен российско-канадский научный спутник “Мост” – как раз предназначенный для поиска планет у других звезд.
На конференции, кстати, была намечена интересная тематика работ. Итальянский профессор Игнацио Чуффолини из университета Лечче и университета Рима так заинтересовал нас своим выступлением об исследованиях по релятивистским эффектам в движении Галактик, что было решено продолжить их совместно. Сразу после конференции мы встретились с А.М.Финкельштейном, директором Института прикладной астрономии РАН, обсудили возможность продолжения работ. Есть планы запустить специальный научный спутник для уточнения вопросов теории относительности. Спутник итальянский, а запуск его предполагается осуществить с российского космодрома или российской ракетой выводить на орбиту. Спутник будет вращаться по орбите на высоте, равной радиусу Земли. Большинство спутников движутся еще ближе, а геостационарные – на высоте в шесть радиусов Земли.
– Мое поле исследований – общая теория относительности, – так определил профессор Игнасио ЧУФФОЛИНИ (Ignazio Ciufolini) свои научные интересы, отвечая на вопросы. – А точнее: эффект кажущегося запаздывания сигнала в неинерционных системах отсчета. Это поле можно разбить на две более узкие подобласти: первая – теоретическое изучение этого эффекта в астрофизике, вторая – наблюдение за этим эффектом на искусственных спутниках Земли.
– Суть проблемы вот в чем, – пояснил профессор К.В.Холшевников. – Мы привыкли к тому, что скорость света – постоянная, это еще Эйнштейн постулировал. Но на самом деле она может изменяться в окрестностях массивных вращающихся тел – например, звезд или Галактик. И профессор Чуффолини как раз и изучает такие “гравитационные линзы”. Представьте: свет далеких квазаров попадает на приемник излучения, для простоты скажем, на фотопластинку. Но по дороге два луча, идущих от квазара, проходят мимо огромной вращающейся массы звезды – и в результате на нашей фотопластинке получается не одно, а два изображения квазара. Причем одно из них “моложе” другого на несколько суток, до десяти. Это и есть тот эффект запаздывания сигнала (в общей теории относительности он назван релятивистским эффектом Лензе – Тирринга), о котором говорит профессор Чуффолини.
– В своем докладе на конференции, – продолжает профессор И.Чуффолини, – я рассказывал о недавних результатах своих исследований, о запаздывании прихода сигнала во времени. Этот эффект может быть объяснен различной скоростью распространения квантов света вблизи вращающейся массивной звезды. В общей теории относительности рассматривается такой эксперимент: двое часов вращаются вокруг центрального объекта, который сам тоже вращается. При этом те часы, которые вращаются в противоположную – по сравнению с объектом – сторону, будут “моложе”, чем такие же часы, которые вращаются им навстречу. То есть они будут отставать по сравнению со вторыми. Этот эффект очень мал для Земли – в результате “кругосветного путешествия” часов разница между ними будет всего в одну секунду! А для далеких квазаров (удаленных от нас на сотни миллионов световых лет) и большой массы “гравитационной линзы” (масштабов целой Галактики) замедление света зафиксировано до десяти суток!
Этот эффект замедления мы и будем, надеюсь, наблюдать со спутника, который запустим совместными усилиями вместе с российскими коллегами. Специальный спутник нам необходим для более точных измерений релятивистского эффекта Лензе – Тирринга. Научное сотрудничество между университетами Лечче и Рима, с одной стороны, и Санкт-Петербургским государственным университетом и Институтом прикладной астрономии РАН, с другой, позволит сделать крупный шаг в астрофизике.
...Многие доклады на конференции вызывали горячие дискуссии – ведущим приходилось останавливать и прерывать выступающих, прося перенести дальнейшие обсуждения в кулуары. Кроме сотрудничества с итальянцами, намечена также совместная работа с финскими коллегами. И следующую конференцию, кстати, намечено провести в 2005 году в Финляндии, в Университете Турку. 
Евгений Голубев
|
