Видим ли мы звезды?

Небо, Космос, звезды, планеты всегда привлекали внимание человека. Но чем больше человек изучает Космос, тем больше вопросов у него возникает. В мире, и в Украине в частности, созданы целые астрономические школы, которые в своей деятельности пересекаются практически со всеми науками — биологией, физикой, химией, медициной, космонавтикой и т.п. В Украине астрономия всегда имела хорошую основу для развития: временами благодаря финансированию и политике государства, временами благодаря энергии и энтузиазму ученых, временами благодаря сотрудничеству с европейскими и американскими коллегами. Над чем сегодня работают астрономические школы Украины, об их сотрудничестве с мировыми астрономическими ассоциациями и горизонтах развития астрономии «Дню» рассказал специалист в области астрономии, космической геодинамики и космических исследований, академик Национальной академии наук Украины, заслуженный деятель науки и техники Украины, лауреат Государственной премии СССР и двух Государственных премий Украины в области науки и техники, президент Украинской астрономической ассоциации Ярослав ЯЦКИВ.

— Ярослав Степанович, исследование Космоса трудно переоценить, а какое место среди других наук, занимающихся изучением Вселенной, занимает астрономия?

— Астрономия — это наука, которая формирует передовой рубеж природоведения. Потому что мы хотим знать, как возник этот мир, почему он возник, как он дошел до своего нынешнего состояния за 14 миллиардов лет и что нас ждет в будущем — где-то через 50 миллионов лет, пока будет жить наша Вселенная, в которой родилось когда-то наше Солнце и наша планетная система. Это вопрос чрезвычайно важный, так как он охватывает не только астрономию как сугубо познавательную науку, он охватывает все фундаментальные проблемы науки — квантовой физики, физики элементарных частиц, охватывает вопрос теории относительности, то есть всю современную физику. И все то, что сейчас делают на больших андронных коллайдерах, — все направлено на поиски того, о существовании чего мы, астрономы, уже знаем, только не знаем его природу. Скажем, мы знаем, что во Вселенной есть темная материя, но не знаем, что она собой представляет. И то, что стремятся найти на большом андронном коллайдере, это может быть одним из ответов, что есть некие частицы Гиббса, которые могут быть этой темной материей... С другой стороны, астрономия — мировоззренческая наука. Она всегда пыталась дать человеку правильный взгляд на мир, в котором он живет. И человек не всегда воспринимал этот взгляд объективно, так как по своей природе он больше верит в то, что видит. Например, человек видел, что Солнце двигается по небу, и долго считал, что Земля является центром всего.

За последние буквально лет 20 астрономия достигла того, что ученые уже сейчас могут наблюдать сотни планетных систем (ранее мы имели только один пример планетной системы вокруг нашей звезды Солнце). Но пока таких планет, как Земля, мы не нашли, поскольку наши возможности для наблюдений еще недостаточны. Астрономия — наука мировоззренческая, и мы стремимся формировать это мировоззрение у людей и каким-то образом давать правильную информацию. Украинская астрономическая ассоциация, объединяющая все астрономические организации Украины, способствует изданию научно-популярных журналов и монографий. Я горжусь нашим журналом «Світогляд», который мы издаем уже пять лет. Мы также способствуем изданию русскоязычного журнала «Вселенная. Пространство. Время», в котором описываются все достижения в космической науке и который распространяется в России также.

Астрономии в Украине много лет, и можно говорить об астрономии дореволюционной — до 1917 года, после 1917 года, послевоенной и после начала космической эры — после 1957 года. У всего есть определенная история, и наша украинская астрономия может гордиться каждым из этих периодов. Некоторым обсерваториям более 200 лет, а некоторые родились в советскую эпоху. Крупные обсерватории появились уже после войны — в период возрождения науки и техники в СССР и Украине. Дореволюционную историю имеет Институт астрономии Харьковского национального университета им. Каразина, более чем двухсотлетняя история у обсерватории Национального университета им. Ивана Франко. Также в Николаеве была создана Николаевская морская обсерватория, позднее ставшая отделением знаменитой Пулковской астрономической обсерватории под Санкт-Петербургом, которая когда-то была астрономической столицей мира. И, конечно, дореволюционная обсерватория Киевского национального университета им. Т. Шевченко. В 1920-х годах создали Полтавскую астрономическую обсерваторию, которая сегодня принадлежит Институту геофизики НАН Украины, а практически после войны, в 1944 году, — главную астрономическую обсерваторию НАН Украины. Это было связано с тем, что инструменты из немецких обсерваторий были в качестве компенсации вывезены из Германии в Украину и установлены у нас в обсерватории в Голосеевском лесу. Они уже отработали свое и сейчас находятся в музее, поскольку технологии так стремительно меняются, что они уже не соответствуют требованиям современности. Тогда, после войны, была создана самая крупная в СССР Крымская астрономическая обсерватория, которая с 1950-х годов принадлежала Академии наук СССР, а с 1991 года подчиняется Министерству образования, науки, молодежи и спорта. Также в 1970-х гг. был создан Радиоастрономический институт в Харькове НАНУ. Это самые крупные организации. Украинская астрономическая ассоциация объединяет все эти обсерватории. Кроме того, в Украине есть десяток менее масштабных обсерваторий при университетах. По количеству обсерваторий и астрономов мы занимаем практически первое место в Европе — так сложилось исторически. Астрономия бывшей Российской империи должна была развиваться на юге, так как там самые благоприятные условия для наблюдений — наибольшее количество ясных дней, когда можно проводить наблюдения. В лучших обсерваториях мира количество ясных ночей — 300. В Украине можно найти места, где будет 150—200 подобных ночей.

— Зачем Украине так много астрономов? Выходит, что наша астрономическая наука не отстает от мировой?

— В Украине давно сложились известные в мире астрономические школы (когда есть учителя и последователи, которые имеют признанные в мире результаты). Начнем с киевской школы кометной астрономии. Был такой профессор Всесвятский Сергей Константинович, известный исследователь комет. В Киеве сформировалась кометная школа Всесвятского. В главной астрономической обсерватории работает до сих пор известная группа исследователей комет, которую возглавлял ныне покойный Вениамин Маркович Шульман, один из выдающихся теоретиков в области кометной астрофизики, а в Киевском университете продолжает дело Всесвятского Клим Иванович Чурюмов (открыватель кометы Чурюмова-Герасименко). Кстати, к этой комете сейчас летит космический аппарат «Розетта» Европейского космического агентства с очень важной миссией — исследовать ее и, возможно, осуществить посадку, взять анализы грунта. В 20-х годах мы будем ждать окончательных результатов этой экспедиции. Чурюмов очень горд, хотя мы в «Розетте» технически не принимаем участия.

Другая область астрономии — планетная астрономия (исследование планет солнечной системы — Марса, Юпитера, Сатурна и т.д.). Это школа профессора Харьковского университета Николая Павловича Барабашова. Школа одно время была очень известной в мире — когда не было еще космических исследований, — поскольку способствовала проведению планетных исследований в СССР. Продолжали исследование этой школы в главной астрономической обсерватории. Ученик Барабашова Иван Коваль работал в главной астрономической обсерватории. Также Юрий Григорьевич Шкуратов, профессор Харьковского университета, является очень известным исследователем Луны. Мы с ним вместе формируем дальнейшую программу исследований Луны «Укрселена», так как сейчас Луна привлекает очень большое внимание космических стран мира.

Могу сказать о школе Орлова-Федорова, к которой принадлежу. Орлов — представитель Пулковской астрономической школы, работал в Одессе, занимался исследованиями фундаментальной астрономии, вращением Земли и ее ориентацией в космическом пространстве. Земля вращается вокруг Солнца, но ее небесный Северный полюс, который сейчас в Полярной звезде, меняет свое положение. За 26 тысяч лет он делает полный оборот. То есть когда-то полярной точкой, куда проецируется ось вращения земли на небо, уже будет не Полярная звезда, а другая. Кроме того, Земля движется вокруг своей оси, и, таким образом, ее Северный и Южный полюса двигаются по поверхности Земли. Это так называемое движение полюсов Земли. Когда-то, возможно, оно было не так важно, но сегодня небольшая погрешность в определении прецессии небесного полюса или движении земного полюса приводит к большим ошибкам определения местоположения в навигации космических аппаратов. Если вы ошиблись на одну тысячную секунды в ориентации Земли в космическом пространстве и послали космический аппарат к другим телам Солнечной системы, то он отклонится уже на сотни тысяч километров. А чтобы исправить орбиту, нужно брать с собой горючее, а это уже неэкономно... Поэтому нужно знать очень точно ориентацию Земли в космическом пространстве. Ваш собеседник является последователем этой школы, и вместе с европейскими учеными в 2000 году мы разработали новую теорию для признания колебаний небесного Северного полюса, за что получили премию Европейского Союза им. Рене Декарта. Я единственный представитель Украины — обладатель этой престижной премии. Благодаря европейским коллегам эта работа сегодня продолжается.

Если ранее для этого использовались астрономические наблюдения, то сейчас есть множество разной техники, но об этом нужно писать отдельно. Ядерная локация спутников, когда ядерные лучи посылаются к спутникам, отражаются от них и принимаются на Земле, то есть так измеряется расстояние до спутников. Лазерная локация Луны, так называемая длиннобазовая радиоинтерферометрия, когда радиотелескопы всего мира работают как единая система, синхронизированы по времени, имеют высокостабильные приемники и запись информации. И то, что сделал крымский радиотелескоп РТ-22 диаметром 22 метра, и то, что сделал 60-метровый американский радиотелескоп, можно объединить, и тогда разрешающая способность этих наблюдений будет значительно выше, чем с одним телескопом. До сих пор не было такой техники... Последние 20 лет развиваются глобальные навигационные спутниковые системы GPS, которыми мы все пользуемся. У нас есть станции наблюдения, и они тоже служат нам для решения задачи определения ориентации Земли в космическом пространстве. То есть со временем меняются технологии, достигается более высокая точность. Когда я только начинал наблюдения, точность достигала одной сотой секунды дуги — это в лучшем случае. А сейчас — одна десятитысячная секунды дуги. Мы в сотни раз увеличили точность определения и можем давать более точную информацию.

Очень серьезно развивается школа Крымской астрономической обсерватории — это школа Северного Андрея Борисовича. Это исследования Солнца — процессов, которые там происходят. Солнце сейчас очень нас беспокоит, очень много остается загадок. Так, никто сегодня не может сказать, как генерируется магнитное поле Солнца, почему происходят магнитные выбросы на нем, почему меняется солнечная активность. Эти вопросы шаг за шагом решаются, поэтому устанавливаются новые телескопы, запускаются новые космические аппараты для исследования солнечной активности. Чтобы исследовать цикл Солнца, в главной астрономической обсерватории мы используем модернизированный телескоп, который будет лет 12 вести постоянные наблюдения. Мы гордимся этим. Наша сотрудница Елена Хоменко, которая работает в обсерватории на Канарских островах, выиграла большой грант для исследования влияния малых магнитных полей на солнечную активность.

Очень известна в мире школа Владимира Платоновича Цесевича, директора Одесской астрономической обсерватории, — это исследование переменных звезд. Еще есть школа Семена Яковлевича Брауди — в Харькове (школа битометровой радиоастрономии). Но сегодня в мире огромная конкуренция в науке, ученые амбициозны, хотят получать результаты. Но для этого нужно иметь соответствующую технику и возможности. Тут я перехожу к проблемам.

Хоть мы и самое крупное астрономическое сообщество, но у нас в тысячи раз меньше финансирование, и за последние годы независимости мы не ввели крупную астрономическую инфраструктуру для того, чтобы в дальнейшем исследовать космическое пространство. У нас остается один выход — интегрироваться в мир. Очень многие люди не только выехали в Европу и Америку на постоянное место работы и там представляют Украину, но и у наших сотрудников есть большие возможности. Так, ученый может заказывать время наблюдений на всех телескопах мира — не нужно ехать в обсерваторию. Современные методы управления телескопами, подачи заявок и получения результатов позволяют работать он-лайн. А современные компьютеры позволяют обрабатывать информацию в отдаленном доступе. То же самое — телескопами. Поэтому наши сотрудники из Харькова, Киева, Одессы часто заказывают наблюдение на телескопах в США, Европе, Чили, на Гавайских и Канарских островах. У нас есть крупное сообщество, интегрированное в мир. Но есть и недостатки. Более половины моего отдела уже работает за рубежом.

— Что их там привлекает, если в Украине неплохо развивается астрономия?

— Контракт, технологии, возможности. А еще — заработная плата, которую выплачивают нашим научным сотрудникам в Украине, не соответствует потребностям. Два моих талантливых сотрудника — Сергей и Ольга Болотины — работают в США по контракту. В этом году выехали в Австрию Светлана и Михаил Литвины, которые работают по глобальным навигационным системах. Также мои сотрудники работают в Великобритании, трое — в Германии, один — в Австралии. Конечно, это потеря для Украины, а с другой стороны, мы рады, что поддерживаем дружеские контакты и обмениваемся результатами. Но есть хорошие случаи. В главной астрономической обсерватории под руководством Яневицкого проводятся исследования распространения излучения в Космосе от разных объектов. Это очень сложная проблема — как излучение влияет на окружающий мир, изменяет свои характеристики. И сейчас ученик Яневицкого Михаил Мищенко работает в центре космических исследований в США, у него там очень крупным проект стоимостью 800 миллионов долларов. В прошлом году мы с ним провели конференцию под эгидой НАТО в Конче Заспе, где высоко оценили роль Украины в разработке теории и технологии полиметрических исследований. Также в прошлом году была присуждена государственная премия группе астрономов Харькова, Крыма и Киева за разработку теории исследования космического излучения.

— Часто говорят, что открытия возможны на стыке некоторых наук. Какие науки «ближе всего» к астрономии?

— Астрономия имеет дело со всеми науками, ведь есть биоастрономия, есть космическая физика, есть теоретическая физика и физика высоких энергий. Мы знаем, что в этом мире все, что мы видим, — это всего 4%, а 17% — это темная материя, и мы знаем, где она есть, но не знаем, что она из себя представляет. А 70% — это темная энергия, о которой мы вообще ничего не знаем. А знаем, потому что имеем возможность исследовать все, чем является эта Вселенная, — как она формировалась; видим этот сценарий распределения энергии, и это связано с открытием ускорения Вселенной (это отдельная тема). Мы знаем, что это ускорение вызвано только этой неизвестной нам темной энергией. Отсюда астрономы, которые изучают характеристики этого ускорения, могут сказать, сколько есть барионного вещества, сколько — небарионного; они могут сказать, где и сколько темной материи. То же самое с биологией, со всеми науками. Нас интересуют открытия, но это финальный момент. Любая наука — это напряженный труд нескольких поколений, и не бывают открытий спонтанных, они базируются на большой работе.