Солнце раздуется и испарит моря: лауреат Нобелевской премии — о будущем нашей звезды

«Нам следовало бы гораздо больше беспокоиться о том, что ядерная энергия Солнце иссякает, и в течение следующих нескольких миллиардов лет Солнце будет становиться всё горячее и испарит наши океаны. В конце концов энергия Солнца закончится, оно раздуется и уничтожит Землю. Вероятно, примерно через 6 миллиардов лет, плюс-минус миллиард», — говорит в интервью LRT.lt профессор Брайан Шмидт, удостоенный Нобелевской премии по физике в 2011 году. Астроном вместе с коллегами установил, что наша Вселенная расширяется всё быстрее. Однако интересно, что та часть Вселенной, в которой мы живём, — словно остров или кокон, где этот процесс не происходит.

Лекция профессора Брайана Шмидта, работающего в Австралийском национальном университете, в Вильнюсе стала вступлением к международной конференции по физике и естественным наукам Open Readings 2026, которая пройдёт 27–30 апреля.

LRT.lt поговорили со всемирно известным учёным о недавно завершившемся путешествии людей вокруг Луны, а также о том, что сегодня мы знаем — и чего не знаем — о, как выразился профессор, «почти бесконечной» Вселенной.

— Я хотела бы начать наш разговор с самого нового и долгожданного события — миссии «Артемида-2». Следили ли вы за путешествием астронавтов? Как вы думаете, следует ли считать эту миссию достижением или, наоборот, разочарованием, учитывая, что людям понадобилось более 50 лет, чтобы вернуться в окрестности Луны?

— Я следил за миссией. Мне было пять лет, когда мы в последний раз были на Луне. Я помню «Аполлон-13» и последующие миссии. (…) Так что эта миссия тоже была для меня довольно интересной, и я не осознавал, насколько захватывающим опытом будет наблюдать за ней, пока не увидел старт. Тогда я подумал: «Ого, как будто мне снова три или четыре года».

В Австралийском национальном университете у нас есть группа, которая впервые испытала лазерную связь в миссии «Артемида», и всё прошло гладко — технология себя оправдала. На самом деле некоторые фотографии и видеозаписи, которые вы видели, были переданы с использованием этой новейшей технологии, которую мы демонстрировали. Так что наблюдать за этим было интересно.

Как учёный, я испытываю двойственные чувства по поводу пилотируемых космических программ по сравнению с роботизированными. Но в пилотируемых, или человеческих, космических миссиях есть некое волнение — они не только научные. Они немного напоминают альпинизм. Это доказательство того, что мы можем это сделать. Кроме того, в процессе развиваются новые технологии, а это очень важно.

То, что спустя 50 лет нам удалось снова это сделать [вернуться к Луне], выглядит немного забавно, но мы сделали это гораздо быстрее, чем тогда. Нам не пришлось за десять лет тратить до 4% ВВП крупнейшей экономики мира. В этом смысле это показывает, что технологии действительно продвинулись вперёд. Теперь сделать это было намного легче.

Фотографии и всё путешествие, возможно, не были такими же историческими, как в 1969 году, но во времена, когда мировая геополитика несколько нестабильна, я думаю, это был действительно редкий момент, когда мир объединился и праздновал как человечество. Так что с этой точки зрения это было здорово.

— Хотя NASA и партнёры заявляют, что следующий шаг программы «Артемида» — высадка людей на Луну, конечная цель — Марс. Как вы думаете, удастся ли людям достичь Марса? И сможет ли человечество когда-нибудь отправиться ещё дальше во Вселенной?

— Я не сомневаюсь, что мы можем достичь Марса. Вопрос лишь в том, сможем ли мы безопасно вернуть человека обратно? Это сложно. Можем ли мы позволить себе полёт на Марс? Это дорого. (...)

Поэтому я не уверен, что мы действительно полетим на Марс, но рад, что у нас есть эта цель и мы пытаемся понять, как это сделать. Думаю, решение связанных с этим сложных проблем — способ объединить человечество. Добраться до Марса трудно, потому что он далеко.

Даже если говорить о второй по удалённости от Земли планете — Марсе (Венера немного ближе), расстояния настолько велики, что путь займёт годы. Меня беспокоит, безопасно ли и этично ли отправлять людей на Марс? Для меня это неочевидно. Мы уже отправляем туда роботов, поэтому я не уверен, что нужны люди.

Если бы мы захотели попасть в другую солнечную систему, как в фильме «Проект „Аве Мария“», это было бы крайне сложно.

— В чём была бы самая большая проблема?

— Думаю, время. Реалистично говоря, с нынешними технологиями и любыми их альтернативами можно говорить о 20 000 лет, необходимых, чтобы достичь ближайшей звезды. 20 000 лет в межзвёздном пространстве. Люди не приспособлены жить 20 000 лет.

Можно представить, что мы отправим робота — даже это было бы сложно, но хотя бы возможно вообразить. Но 20 000 лет… Мы не знаем, какой будет Земля через 20 000 лет. Зачем нам это делать? Я просто не знаю.

Поэтому я бы не планировал операцию в духе «Проекта „Аве Мария“», которая спасёт нас от проблем, как в фильмах. Думаю, это действительно очень-очень сложно. В фильме «Проект „Аве Мария“» им пришлось найти новый источник энергии, потому что, чтобы лететь действительно быстро, нужно невероятно много энергии. У нас нет никакой возможности произвести столько энергии на Земле, даже с учётом ядерной энергетики. Поэтому такие путешествия вызывают у меня тревогу.

— В 2011 году вместе с Солом Перлмуттером и Адамом Риссом вы получили Нобелевскую премию по физике за открытие ускоряющегося расширения Вселенной. Но, как я понимаю, ваша изначальная цель была понять и вычислить, с какой скоростью расширение замедляется. Я права? Как вы отреагировали, когда поняли, что всё наоборот?

— Знаете, никакого момента «Эврика!» не было. В конце 1997 года Адам Рисс и я просто пытались проанализировать набор данных. Адам прислал мне график и спросил: «Что думаешь?» Я посмотрел. Он показывал, что Вселенная ускоряется. Я написал Адаму: «Ой, Адам, где ты ошибся?» Так что несколько месяцев мы изучали каждый элемент данных, проводя расчёты: он делал это в одном часовом поясе, я — в другом, и мы сравнивали результаты. Нам нужно было проверить каждый элемент, чтобы независимо друг от друга получить одно и то же.

Через пару месяцев, в январе 1998 года, я уже знал, что именно это показывают наши данные. Но тогда возникает вопрос — верить ли этому? Потому что ты знаешь, сколько всего может пойти не так. Дональд Рамсфелд говорил о «неизвестных неизвестных» (англ. unknown unknowns) — вещах, о которых ты даже не знаешь, но которые могут быть неверными. Меня беспокоили вещи, о которых мы не подумали или о которых никто не подумал.

Признаюсь: когда мы опубликовали нашу теорию, я знал, что именно это показывают наши данные, но всё равно переживал, что мы что-то упустили. Поэтому мне понадобилось пару лет, чтобы убедиться, что мы действительно только что открыли ускорение расширения Вселенной, а не столкнулись с чем-то, о чём ещё не подумали. (...)

— Вы сделали своё открытие, исследуя особый тип взрывающихся звёзд — сверхновые типа Ia. Можете немного рассказать о них?

— В астрономии измерять расстояния действительно сложно. Нельзя просто протянуть линейку между мной и объектом в далёкой галактике. Нужно придумать способ, как это сделать. Мы измерили расстояние с помощью объектов, известных как сверхновые типа Ia. Это объекты, которые производят большую часть железа во Вселенной.

Когда примерно через 5 миллиардов лет у нашего Солнца закончится ядерное топливо, останется маленькая звезда размером примерно с Землю, называемая белым карликом. Это будет как остаток нашего Солнца. Этот остаток сам по себе будет вечно остывать и становиться всё тусклее.

Но если бы наше Солнце родилось не как одиночная звезда, а в системе из двух звёзд, тогда два таких белых карлика могли бы взаимодействовать, обмениваться веществом, и один из них становился бы всё больше и больше, пока в конце концов не взорвался бы как гигантская термоядерная бомба. Термоядерная бомба массой с Солнце и размером с Землю. Такие звёзды в 5 миллиардов раз ярче Солнца. Именно они производят железо во Вселенной.

Оказывается, такие звёзды действительно очень полезны. Их можно представить как обычные электрические лампочки, и даже очень точно рассчитать, сколько «ватт» они излучают. Кроме того, зная, насколько ярко они светят, мы можем определить расстояние до них. Чем слабее свет, тем дальше находится источник. Эти сверхновые настолько яркие, что мы можем видеть их из очень далёкого прошлого. Если они вспыхнули миллиарды лет назад, их свет путешествует миллиарды лет, прежде чем достигает нас, поэтому такие звёзды кажутся очень тусклыми. Но поскольку они чрезвычайно яркие, мы всё равно можем их видеть и измерять расстояние до них. (...)

— В прошлом году вышло исследование корейских учёных, в котором утверждалось, что расширение Вселенной всё же замедляется. То есть, по сути, они вернулись к идеям, популярным 30 лет назад. Как вы это оцениваете? И что думаете об этом исследовании?

— Наука — это про попытки людей и про то, чтобы не принимать ничего как само собой разумеющееся. Знаете, мы всё время говорим о фактах. К сожалению, печальная реальность такова, что в науке есть вещи, в которых мы очень уверены, но это не факты — ничто не является абсолютно правильным. Поэтому всё нужно ставить под сомнение.

В этой статье были рассмотрены и проверены некоторые наши предположения. Я участвовал в подготовке статьи, в которой их работа была подробно проанализирована. По моему личному мнению, эта статья показывает, что некоторые их предположения очень ошибочны, и именно они привели к полученному ими результату. (...)

Я доверяю тому, что мы сделали, но, знаете, сообщество должно пересмотреть и оценить то, что сделали они и что сделали мы, и принять решение. Я довольно уверен, что сообщество поддержит нас, потому что чувствую, что мы правы.

— Всё-таки вы были удостоены Нобелевской премии.

— Ну да. Но Нобелевские премии дают за то, что ты уже сделал. Это не значит, что ты Бог, не значит, что ты не можешь ошибаться. А в науке всё может измениться. (...)

— Допустим, мы уверены, что расширение Вселенной ускоряется. Как это влияет на нашу Солнечную систему?

— Оказывается, на нашу Солнечную систему это почти никак не влияет. Всё потому, что [тёмная] энергия, которая является частью космоса, становится важной только на гигантских масштабах, а не в нашей части Вселенной. В этой области Вселенной, которая сформировалась сразу после Большого взрыва чуть более 13 миллиардов лет назад, гравитация была настолько сильной, что расширение остановилось, всё сжалось, образовались галактика и Солнечная система. Так что наша маленькая часть Вселенной сейчас фактически больше не расширяется. Она словно маленький остров. (...)

— Хотелось бы спросить о соседней галактике Млечного Пути — галактике Андромеды. Некоторые учёные говорят, что в будущем она столкнётся с нашей галактикой, а другие считают, что они просто разойдутся. Какой точки зрения придерживаетесь вы?

— Рано или поздно они точно сольются. Вопрос только в том, когда это произойдёт. Сейчас Галактика Андромеды приближается к нам со скоростью в несколько сотен километров в секунду. Звучит быстро, но по космическим меркам это не так уж много.

Так что вопрос в том, направлены ли эти 200 км/с прямо в нас или немного в сторону.

Допустим, она летит прямо на нас. Она состоит из триллиона звёзд, мы — Млечный Путь — тоже из триллиона звёзд, но между этими звёздами очень много пространства. Поэтому, когда они сольются, это будет похоже на слияние двух пчелиных роев, которые образуют супергалаκтику.

Если же она летит не прямо в нас, а немного в сторону Млечного Пути, тогда две галактики какое-то время будут вращаться друг вокруг друга, но в конце концов всё равно сольются.

Так что вопрос в том, сольёмся ли мы через 3 миллиарда лет или через 6 миллиардов лет. Но мы точно сольёмся. Вопрос только — когда.

— Это как-то повлияет на Землю?

— Скорее всего, нет. Хотя будущие поколения примерно через 3 миллиарда лет будут видеть в небе словно два Млечных Пути. Они увидят приближающуюся галактику Андромеды, её слияние с Млечным Путём, а затем образование множества новых звёзд. Млечный Путь будет совершенно не похож ни на что, что вы когда-либо видели. Он будет особенно ярким. Но даже внутри нашей собственной галактики между звёздами так много пространства, что это не означает, что произойдут какие-то столкновения.

Есть вероятность — правда, очень маленькая — что система Земля–Солнце будет выброшена. Мы словно окажемся выброшенными в межзвёздное пространство при слиянии двух галактик. Это маловероятно, но полностью исключить нельзя. Однако, опять же, даже это вряд ли нас затронет. Пока мы живём здесь, нас мало волнует другая часть Млечного Пути — нам важно только Солнце.

Так что нам стоило бы гораздо больше беспокоиться о том, что ядерная энергия Солнца иссякает, и в течение следующих нескольких миллиардов лет Солнце станет всё горячее и испарит наши океаны. В конце концов энергия Солнца закончится, оно раздуется и уничтожит Землю. Вероятно, через 6 миллиардов лет, плюс-минус миллиард. Так что это будет нашей самой большой проблемой в будущем.

— Вы высказали мысль, что расширение Вселенной вызвано тёмной энергией, которая составляет более 70 процентов Вселенной. Прошло уже почти 30 лет с момента вашего открытия. Понимаем ли мы сегодня хотя бы немного, что такое тёмная энергия?

— На самом деле мы не знаем, что такое тёмная энергия. Мы знаем лишь, что она должна быть связана с самим космическим пространством и со временем либо быстро, либо вообще никак не изменяться. Согласно самому простому предложению Альберта Эйнштейна — космологической постоянной — она [тёмная энергия] является просто частью пространства. (…) Вселенная родилась вместе с ней, она останется во Вселенной навсегда и не изменится. Это основная, самая простая модель.

Может ли быть так, что она существует из-за какого-то физического процесса, который мы ещё не открыли, и может ли она исчезнуть со временем или, наоборот, увеличиваться со временем — мы этого не знаем. (…) Так что на самом деле спустя 28 лет после нашего открытия мы знаем примерно столько же, сколько знали, когда её открыли. (…)

— Что составляет остальные 30 процентов Вселенной?

— Остальные 30 процентов — это, прежде всего, вы и я, то есть атомы — это примерно 5 процентов Вселенной. Ещё 25 процентов Вселенной называют тёмной материей. Это вещество, которое обладает гравитацией, как вы и я, однако оно невидимо. Оно проходит сквозь нас, проходит сквозь само себя и, похоже, никак не взаимодействует ни с чем другим во Вселенной, кроме как через гравитацию.

Мы предполагаем, что это неоткрытая частица. Было проведено множество экспериментов, чтобы выяснить, является ли это частицей. Ни один из них ничего не показал. Однако разнообразие частиц, которыми она могла бы быть, почти бесконечно. Так что мы продолжим поиски. Но нам нужны хорошие идеи.

Во Вселенной есть ещё немного других вещей. Есть нейтрино*, их не так много. И есть свет. Это тоже то, что мы должны учитывать во Вселенной. Свет был очень важен сразу после Большого взрыва, сейчас он уже не так важен.

Нейтрино… Ну, о нейтрино мы кое-что знаем, но это всё ещё то, что создаёт нам много проблем в физике. Они ведут себя не совсем так. Так что, думаю, за открытия в физике нейтрино ещё можно получить несколько Нобелевских премий.

* Нейтрино — это крошечные частицы, которые часто называют „призрачными частицами“ (англ. ghost particles), потому что они почти ни с чем не взаимодействуют. Каждую секунду сквозь ваше тело, совершенно не причиняя вам вреда, проходит примерно 100 триллионов нейтрино!»

— Мы выяснили, что основными составляющими Вселенной, как вы упомянули, являются тёмная материя, тёмная энергия и видимая материя. Что ещё мы сегодня знаем о Вселенной? Меня интересует её размер. Есть ли расчёты, позволяющие понять, какого она размера? Действительно ли она бесконечна?

— Я бы сказал, что на данный момент наши измерения показывают, что Вселенная не искривлена. Если у Вселенной всё же есть границы, она должна быть искривлена — подобно тому, как поверхность Земли замыкается в замкнутую форму. (…)

Сейчас мы видим Вселенную после Большого взрыва, и то расстояние, которое мы видим, — лишь часть Вселенной, потому что только свет из этого периода успел до нас дойти. Тогда можно спросить: «А что находится за пределами той части Вселенной, свет от которой ещё не достиг нас?» Если говорить, что Вселенная не искривлена, можно сделать вывод, что радиус Вселенной должен быть как минимум в тысячу раз больше того, что мы видим сейчас. Так что Вселенная никогда не сможет доказать, что она действительно бесконечна. Мы можем показать лишь то, что она гораздо больше того, что мы наблюдаем. Поэтому можно сказать, что она как бы почти бесконечна. (…)

— Вы упомянули Большой взрыв. Значит, мы считаем, что Вселенная родилась 13,8 миллиарда лет назад после Большого взрыва. Также мы знаем, что сейчас она расширяется. Что мы знаем о её будущем?

— Как я уже говорил, говоря о самом Большом взрыве, мы частично можем видеть только его последствия. Мы не знаем, чем был Большой взрыв. Мы не знаем, почему он произошёл. И, конечно, не знаем, что было до него.

Теперь — о тёмной энергии. Если она такова, как представлял А. Эйнштейн, то есть не меняется и никуда не исчезает, тогда будущее Вселенной почти предопределено. Чем больше становится Вселенная, тем сильнее тёмная энергия стимулирует её расширение. И получается экспоненциальное ускорение, похожее на инфляцию. То есть Вселенная просто экспоненциально увеличивается. Это означает, что в будущем всё, что мы видим за пределами нашего маленького кокона, в конце концов исчезнет [из поля зрения].

Проблема в том, что доказать, что всё именно так, как говорил А. Эйнштейн, действительно очень сложно. Поэтому мы провели несколько измерений. Под „мы“ я имею в виду научное сообщество. Итак, есть некоторые доказательства того, что, возможно, тёмная энергия меняется. Она рассеивается — медленно ослабевает со временем. Если это правда, тогда мы не знаем, что произойдёт в будущем, и, думаю, у нас нет даже какого-либо ясного понимания далёкого будущего Вселенной. (…)

— Мы обсудили множество тем, но если бы был один вопрос о Вселенной, на который я могла бы немедленно дать вам ответ, какой вопрос вы бы задали?

— Я бы попросил просто объяснить мне, что такое тёмная материя, потому что думаю, что смог бы понять ответ. Боюсь, что, если вы объясните, что такое тёмная энергия, я, возможно, даже не пойму, потому что это находится далеко за пределами нашего нынешнего понимания.

Может быть, я наивен, но мне кажется, что тайна тёмной материи невероятно интересна. Это та загадка, которую я больше всего надеюсь раскрыть при своей жизни. А что касается тёмной энергии, думаю, всё будет действительно очень сложно. (…)»

— Когда вам вручали Нобелевскую премию, в интервью вы упоминали, что в молодости, выбирая профессию, думали о том, чем могли бы заниматься бесплатно. Так появилась идея заняться астрономией. Посоветовали бы вы так же мыслить молодым людям, которые сегодня стоят перед подобным выбором?

— Да, посоветовал бы. Хотя некоторые люди насмехаются над этим, говоря: «О, Брайан, ты слишком большой идеалист».

Мы живём во времена, когда искусственный интеллект, робототехника и огромные объёмы данных полностью меняют мир. Поэтому я не мог бы сказать кому-то: «Выбери эту профессию», потому что я не представляю, как эта работа будет выглядеть через 5 или 10 лет. Поэтому, на мой взгляд, людям действительно важно изучать то, что им нравится. Учиться мыслить. Учиться пользоваться сложными инструментами математики, письма, общения, мышления и решения проблем. Это всегда будет актуально, независимо от того, что произойдёт.

По сути, вам нужен набор инструментов, который позволит вам быть впереди машины — чтобы машина служила вам, а не вы ей.

Но есть исключение: если вас интересует профессия сантехника, электрика или работника здравоохранения, выбирайте её, потому что я почти уверен, что такие по-настоящему человеческие профессии будет очень трудно заменить машинами.

Но если вы собираетесь поступать в университет, будет действительно очень трудно учиться тому, что вам неинтересно. Для этого нужны тысячи часов, и вы должны быть готовы писать ИИ-боту не только: «Дай мне ответ, чтобы я мог сжульничать на экзамене», а уделять время тому, чтобы сказать: «Я хочу понять [тот или иной предмет], так что научи меня, а потом я научу тебя, как сделать что-то ещё, о чём ты пока не подумал». Именно таким должно быть ваше взаимодействие с ботом. Думаю, вы будете делать это только тогда, когда вам самому будет действительно важно [научиться].

— Меня также интересует проект телескопа «SkyMapper», которым вы руководили. Насколько я понимаю, его основной целью было создание уникальной цифровой карты всего южного неба с чувствительностью, в миллион раз превышающей возможности человеческого глаза. Проект уже завершён?

— Мы всё ещё работаем, хотя сам телескоп уже выполнил свою задачу. Этот проект, хотите верьте, хотите нет, опирается на исследование, проведённое здесь, в Литве. Был так называемый «Вильнюсский каталог», и исследование «SkyMapper» основывалось на ключевых идеях, которые учёные реализовали ещё в 1970-х годах, но всё было адаптировано к современным потребностям. Должен сказать, что я использовал этот каталог, чтобы помочь откалибровать результаты, приведшие к Нобелевской премии. Так что мы действительно использовали работу этой [Вильнюсской] обсерватории. Это была одна из статей, на которые мы ссылались. (…)