Дар’я Заремба — астрофізикиня, викладачка фізики й астрономії Старшої школи «Майбутні», популяризаторка науки. Закінчила магістратуру з астрофізики в Університеті Вікторії, де аналізувала хімічний склад атмосфер зірок у карликових галактиках. Створила «пайлупер», який у 30 разів прискорює спектральний аналіз зірки.
Нещодавно вона повернулася в Україну, щоб закохувати українців у космос. А тим часом її «пайлупер» освоюють в Канаді.
Ми розпитали Дар’ю, за що вона любить космос, де найвища ймовірність знайти іншопланетне життя і чому люди досі вірять у гороскопи.
Існує думка, що космос складний, нудний і не пов’язаний із буденним життям. Справді, можна прожити сто років, не знаючи, скільки планет входить до складу Сонячної системи, чим карликова планета відрізняється від екзопланети тощо.
Однак у нас є багатостраждальний ретроградний Меркурій, гороскопи, місячні календарі, де розписані сприятливі й несприятливі дні для стрижки, подорожі або пересадки рослин.
Чому, на ваш погляд, люди вірять у подібні речі, які так чи інакше пов’язані з космосом, але не хочуть вивчати космос?
Для мене Місяць — шмат каменюки. Приблизно 4,5 млрд років тому, коли Земля була ще трошки розплавлена, в неї врізалася протопланета Тейя розміром з Марс. Уламки Тейї і Землі злилися в одне тіло, яке затверділо й тепер обертається навколо нашої орбіти. У різні фази Місяця ми бачимо певну частину цієї каменюки, яку освітлює Сонце.
Мабуть, люди вірять у місячні календарі, гороскопи, ретроградний Меркурій, бо з одного боку їм хочеться перетворити невідоме у відоме, поліпшити своє найближче майбутнє. А з іншого у них відсутнє критичне мислення. Бо якщо воно є, виникають запитання: звідки це взялося, як саме впливає певна фаза Місяця на стрижку, який механізм лежить в основі цього твердження?
Космічні тіла — зорі, планети, комети, метеори — завжди були над нами. Давні греки вважали проліт комети поганим знаком, передвісником лиха. Її довгий хвіст нагадував вогняний факел, який летить на Землю. Подібні міфічні уявлення витворювалися, бо космічні явища не мали наукового підґрунтя.
Ми знаходимося на тому рівні розвитку, коли варто тільки трішечки покопати і виявиться, що ці твердження не мають фундаменту. От є гороскоп. Людина може поцікавитися: чому він складається із сузір’їв? Що таке сузір’я? Яка відстань між зірками, які входять до Близнюків чи Тельця? А що відбувається з ними під час настання нового місяця?
Насправді все досить просто. Якщо намалювати лінію, що проходить від Землі через Сонце в напрямку неба, то вона вказуватиме на різні сузір’я зодіаку — залежно від того, який зараз місяць. Із Землі, здається, ніби наше світило перебуває в різних сузір’ях, тобто «рухається» небом, хоча насправді ми обертаємося навколо нього, спостерігаючи різне зоряне тло.
Коли людині кажуть, що настає ретроградний Меркурій, тому треба уникати конфліктів або відкладати ухвалення важливих рішень, її критичне мислення намагаються вимкнути. Вірячи в подібне, вона підпорядковує своє життя міфічним уявленням, які не мають нічого спільного з реальністю. Це просто сюр (збентежено усміхається).
Проте Меркурій — перша планета Сонячної системи, до складу якої входить Земля. А обидві вони, як і всі інші планети, обертаються на різних швидкостях навколо Сонця (в цьому ключ до «ретроградності»), яке підсвічує, до прикладу, Місяць, утворюючі різні фази. Тому всі ми пов’язані з космосом, але не всі цей зв’язок бачать і розуміють.
А навіщо з практичної точки зору розуміти, як влаштований космос?
Ми запускаємо на орбіту супутники, щоб забезпечити собі супутниковий зв’язок, GPS-навігацію, дистанційне зондування Землі. Супутники, які зондують Землю, можуть відстежувати швидкість танення льодовиків або поширення рослинності в певних місцях. Тобто використовуючи космос, ми покращуємо своє життя, опановуємо нові технології.
Але якщо відкинути це, то ми нікуди не можемо подітися від факту, що живемо на вразливій блакитній цятці — так Землю назвав американський астроном Карл Саган. Від космічних небезпек вона захищена тоненьким шаром атмосфери. Настільки тонким, що якби планета була яблуком, то шар атмосфери — його шкіркою.
Про які небезпеки йде мова? Метеорити, жорстке ультрафіолетове випромінювання, гамма-випромінювання. Але ще є магнітне поле, яке захищає нас від високоенергетичних космічних частинок.
Наша маленька, досить вразлива планета постійно перебуває в середовищі, де щомиті щось відбувається — буквально в нас перед носом. Настає ніч, на небі з’являються зорі. Нещодавно був метеорний потік Персеїди, у народі — зорепад. Ми бачимо Місяць, який змінює фази. Трапляються магнітні бурі, коли Сонце перебуває на піках сонячної активності. На ньому з’являються плями, з яких вивергається плазма й летить у бік Землі. Навколо нас рухаються інші планети, вимальовуючи часом «дивні», як нам здається, орбіти відносно Землі. Меркурій, наприклад, у певні періоди мовби починає рухатися в протилежний бік — цю оптичну ілюзію називають ретроградністю.
У космосі постійно щось відбувається.
1989 року сталася найпотужніша магнітна буря з початку космічної ери, яка відключила електромережу Квебеку і вивела з ладу супутники. Сьогодні подібна магнітна буря призвела б до глобальних блекаутів, збоїв у роботі супутників, GPS і мобільного зв’язку.
Минулого року через потужну геомагнітну бурю з ладу вийшли супутники Starlink, що призвело до погіршення супутникового інтернету. Супутники сходили з орбіт раніше, ніж очікувалося, підвищуючи ризик зіткнення з іншими супутниками.
66 мільйонів років тому гігантський астероїд, що впав на Землю, вбив динозаврів і майже всіх ссавців.
Я не кажу, що космос усім без винятку треба глибоко вивчати, але на базовому рівні, знати як він влаштований, потрібно, щоб вас було не так легко намахати. Це історія про ерудицію, загальний розвиток і цікавість, яка починається з питання: «А як воно працює?»
Коли ми говоримо про космос, то маємо справу з припущеннями і ймовірностями. Існує поширений стереотип, що наука має чітко відповідати на питання: так або ні.
2005 року Майкл Браун, автор книжки «Як я вбив Плутон і чому це було неминуче», припустив, що за Плутоном може бути планета. За рік по тому він його «вбив», бо знайшов Еріду, і нарешті упорядкував Сонячну систему. До Брауна закиди про те, що за Плутоном може щось бути, сприймали як нісенітницю.
У контексті вивчення космосу не мати точної відповіді на питання — цікавіше, ніж швидко її знайти?
Під одним із моїх інтерв’ю хтось залишив коментар, у якому написав щось на кшталт: «Можливо, припустимо, напевно. Вона точно науковиця?»
Що відрізняє науковця чи науковицю від екстрасенсів чи астрологів? Екстрасенс дає чітку відповідь: «Війна закінчиться у такому–то році». Астролог переконує: «Цього місяця у Близнюків будуть проблеми в стосунках». А науковиця чи науковець всюди і постійно вимірюють ймовірність і похибку. Як учила мене канадська професорка: «Нам платять не за виміряне значення, а за його похибку — і вона має бути якнайменшою».
Ми пишемо історію Всесвіту від Великого Вибуху до сьогодення. Досліджуємо об’єкти, які знаходяться від нас на відстані мільйонів світлових років. У нас є модель формування Землі, але нас не було там мільярди років тому. Маємо теорію зародження і розвитку життя, але ніколи не спостерігали його ключових етапів за тих умов. Тому існує багато пробілів, припущень і питань без відповідей.
Дехто сміється з астрономів, що в нас похибки на мільйони або мільярди років. Але враховуючи масштаби Всесвіту, плюс-мінус три мільярди років — не так уже й багато.
Не знати відповіді означає бути open-minded — відкритим до спостережень, роздумів, обговорень, дискусій. Без цього наука не може розвиватися, без цього не буде прогресу.
Інколи відсутність відповіді бісить і виснажує. Здається, щойно ти наблизилася до розуміння якогось процесу чи явища і раптом «вилазить» новий сценарій, і доводиться переглядати вже не вперше перебудовану парадигму.
Бувають випадкові відкриття. У 1965 році Арно Пензіас і Роберт Вільсон працювали з надчутливим радіотелескопом у лабораторії Bell Telephone в Нью-Джерсі. Вони намагалися усунути загадковий шум, що постійно з’являвся в їхніх вимірюваннях. Думали, його причина — голубиний послід, бо у великій рупорній антені, яку вони використовували, оселилися голуби. Тож учені мили-терли ті антени, виселили голубів, а шум виявився реліктовим мікрохвильовим випромінюванням — залишком тепла від Великого вибуху, що заповнює весь Всесвіт.
Є й інші приклади. У 1998–2015 роках астрономи працювали з радіотелескопом Паркс. Періодично вони фіксували дивні короткі радіосигнали, охрестивши їх «перитонами». Сигнали були подібні до швидких радіоспалахів (FRB), але завжди виникали лише вдень і тоді, коли поруч із телескопом хтось був. Учені довго ламали голову, а 2015 року з’ясували, що джерелом перитонів є мікрохвильовка. Телескоп вловлював короткий імпульс у діапазоні 1,4 ГГц — вона випромінювала його, коли хтось відкривав дверцята пічки до завершення нагрівання.
Тому наука сповнена всього — експериментів, пошуків, припущень, ймовірностей. І що не менш важливо — помилок та їх визнання — того, що ви ніколи не почуєтеся з вуст псевдонауковців.
Попри те, що багато людей серйозно не цікавляться космосом, вони активно цікавляться іншопланетянами. Нещодавно з’явилася новина про те, що у листопаді останні можуть атакувати Землю. Цю гіпотезу висунула група вчених, і, до речі, вже не вперше.
Як подібні заяви шкодять астробіологам, які намагаються знайти реальні ознаки іншопланетного життя, і нашому розумінню іншопланетян?
Є такий мем: науковець каже журналістові, що він убив три ракові клітини у хвості миші. Журналіст його слухає і пише статтю із заголовком: «Науковці перемогли рак». Історія з іншопланетянами, які мають прилетіти на Землю в листопаді, — з цієї опери.
У статті науковці не стверджували що до нас летить іншопланетний корабель, а припускали.
На чому базується їхня теорія? На швидкості і траєкторії польоту об’єкта. Якщо коротко, то його траєкторія «зручна» для прольоту повз Сонячну систему і здійснення висадки на Землю. А швидкість обґрунтовують хімічним джерелом (паливом).
У цьому ж матеріалі вони описують гіпотезу про астероїд чи комету. Але оскільки об’єкт дуже далеко, ми поки точно не знаємо, чи то іншопланетний корабель, чи комета.
Спотворення фактів засобами масової інформації ніяк не впливає на астробіологів, які теоретизують життя. Вони й далі вирощуватимуть у чашках Петрі нові мікроорганізми або принаймні намагатимуться.
Однак жартівливе сприйняття іншопланетного життя дуже спрощує його розуміння людьми, далекими від науки. Більшість із нас уявляє іншопланетян як чоловічків із великими головами й очима, які мають космічні кораблі і хочуть захопити землян. Насправді ж поза межами Землі ми можемо знайти ознаки примітивного одноклітинного організму, і це буде вау-відкриттям. Бо для зародження життя потрібні трильйони трильйонів хімічних реакцій.
На ваш погляд, де вища вірогідність виявити іншопланетне життя: на планеті Сонячної системи, карликовій планеті, екзопланеті чи супутнику?
У Сонячній системі небагато об’єктів, тому наші пошуки обмежені. Але ми шукаємо іншопланетне життя. Одне з цікавих місць, де потенційно воно може бути, — Марс. Можливо, під марсіанським реголітом, тобто поверхневим шаром, є рідка вода або якісь мікроорганізми.
Також у нас є супутники газових гігантів Сатурна і Юпітера — Енцелад і Європа, під крижаними оболонками яких, ймовірно, існують підземні океани. Є Титан — супутник Сатурна з горами, рівнинами, дюнами, рідкими озерами і річищами, як на Землі, але з метану та етану.
Якщо говорити про екзопланети, то їх існує тьма-тьмуща, проте вона знаходяться дуже далеко від нас. У межах Сонячної системи є менше об’єктів, але вони розташовані ближче, тож нам простіше їх досліджувати.
Але от ми припускаємо, що під поверхневим шаром Енцелада схована вода, але за допомогою якої технології долетіти туди, роздовбати товстенний шар льоду, зробити хімічний аналіз рідини й надіслати дані на Землю? Такої технології поки що не існує.
Навесні 2023 року Європейське космічне агентство запустило місію JUICE, яка досліджує крижані супутники Юпітера — Європа і Каллісто. Подивимося, що з того вийде.
Екзопланет багато — це плюс. І тому статистично, напевно, є більше шансів знайти життя поза межами Сонячної системи. Проте екзопланети складно виявити.
Що таке екзопланета? Надзвичайно маленька цяточка, котра нічого не випромінює, хіба що інфрачервоне теплове випромінювання. І якщо вона розташовується поряд із яскравою зорею, її складно помітити. Ще складніше провести хімічний аналіз атмосфери, щоб зрозуміти, чи можуть на ній існувати якісь форми життя. Першу екзопланету виявили у 1992 році, тобто ми досліджуємо ці об’єкти не так уже й давно.
Як екзопланети змінили наше розуміння іншопланетного життя?
До виявлення екзопланет ми були «замкнені» в межах Сонячної системи. І навіть не припускали, що десь є планета, вкрита розпеченою лавою, або суперземлі.
Суперземля — екзопланета, менша за Нептун, але більша за Землю. Маса Землі приблизно в 17 разів менша за масу Нептуна.
І от коли ми знаходимо суперземлю в зоні Золотоволоски, де температура комфортна для існування води в рідкій формі, то замислюємося: яка там гравітація і геологічна активність, які форми життя можуть бути пристосовані до тієї гравітації?
Зорі екзопланет мають різні розміри, по-різному світять, знаходяться на різних стадіях еволюції. І ми міркуємо: а як спектральний клас зорі впливає на хімічний склад атмосфери і життєдайність планети?
Екзопланети розширили наше сприйняття і розуміння космосу, а також життя. Це дуже творчий процес, про що, до речі, пише авторка вашої книжки Ліза Калтенеґґер. Науковець стає художником, який задає гравітацію, атмосферний склад планети, спектральний клас зорі, відстань екзопланети від зорі. І дивиться, яка форма життя можлива за цих умов.
Екзопланети не лише розширили пошуки іншопланетного життя, а й допомогли нам краще збагнути, як формуються різні планети і планетарні системи. І своєю чергою доповнюють наші знання про власну Сонячну систему.
За що ви любите космос і чому?
У космосі мене приваблює не романтизація, типу, боже, це ж зоряне небо, воно таке гарне, а його складність. По-перше, масштаби, якими ми оперуємо: еволюція Всесвіту від перших секунд до сьогодення, об’єкти на відстані сотень мільйонів світлових років, гіганти, масою в мільярди Сонць. Наприклад, маса чорної діри в системі галактик «Космічна Підкова» становить приблизно 36 мільярдів мас Сонця.
По-друге, можливість зазирнути, наприклад, всередину зірки, простежити її еволюцію протягом мільярдів років. Ми можемо створити симуляцію, яка повторюватиме внутрішні й зовнішні зміни зорі. Ніколи не бачити цю зорю впритул, але знати про неї так багато — неймовірно.
По-третє, постійно думати, працюючи з багатьма змінними і невідомими, зі складними об’єктами й за певних обмежень. Шукати відповідь на питання: якими можуть бути індикатори життя в атмосферах екзопланет, доступні для фіксації нашими спектрографами? Треба застосовувати фізику, біологію, геологію, хімію, тобто різні сфери й галузі. Розумітися на багатьох аспектах, мати комплексні знання, щоб описати якусь одну компоненту.
Як науковиця, я ніколи не спрощую космос, мовляв: «Дивіться, який гарний знімок зробив телескоп». Навпаки — пропоную розібратися, що саме на ньому закарбовано, як його отримали, наскільки це було складно. Деталі часто опускаються, а в них криється багато краси.
Якщо коротко, люблю космос за його неосяжність, складність, постійне спонукання навчатися, аналізувати і думати.
Рекомендовані книжки з серії Corvus: «Усі ці світи ваші», «Океани поза межами Землі», «Перше світло», «Екзопланети», «Як я вбив Плутон і чому це було неминуче».
Пошук на сайті
