Тень черной дыры. Профессор Сергей Червон об исследовании Вселенной

В преддверии Дня учителя, который отмечается 5 октября, мы отправились в главную кузницу педагогических кадров региона – УлГПУ, где встретились с профессором кафедры физики и технических дисциплин, доктором физико-математических наук и юбиляром этого года Сергеем Червоном. Ученый рассказал нам о своем пути в большую науку, учениках, коллегах и устройстве Вселенной, исследованию которой он посвятил не один десяток лет. 

По стопам отца не получилось

С. Чернышова, ul.aif.ru: Сергей Викторович, расскажите, пожалуйста, как у вас появился интерес к исследованию Вселенной?

С. Червон: Честно говоря, в науку я пришел случайно. В нашей семье все мужчины - летчики: отец, брат, его сын. Я тоже мечтал летать, но не сложилось - когда в восьмом классе у нас проверяли зрение, оказалось, что оно у меня упало. Это сейчас можно сделать операцию и довести зрение до единицы, а тогда таких технологий не было. С плохим зрением в летчики не брали, пришлось искать что-то еще. Один мой товарищ посоветовал мне заняться физикой, и я, окончив девятый класс, за лето проштудировал учебник за десятый. В школу я пришел королем физики - спорил с учителями, доказывал свою правоту. Потом попробовал поступить на физфак МГУ - не получилось, через год попробовал снова - набрал полупроходной балл и ушел в армию. Отслужил два года и через рабфак попал в Казанский государственный университет имени Ульянова-Ленина. Там я окончил кафедру теории относительности и гравитации, дальше были кандидатская, докторская и т.д.

- А как получилось, что свою дальнейшую научную и педагогическую деятельность вы связали с ульяновским вузом?

- Дело в том, что сам я из Ульяновска, и школу тоже окончил здесь. Что касается Казани, то в общей сложности я провел там 15 лет - пять лет учился, десять работал. За это время достойным жильем обзавестись не удалось, поэтому, когда в Ульяновске начали организовывать филиал МГУ, мы с супругой (а она тоже отсюда) решили вернуться в родной город. Зашел в главный корпус университета на улице Льва Толстого, и меня как кандидата наук сразу взяли на должность доцента - и это при том, что в Казани я 10 лет отработал ассистентом. В 2009-м, после двадцати лет работы в филиале МГУ, мне предложили перейти в педагогический университет. Я согласился. Со временем мне помогли создать здесь научно-исследовательскую лабораторию гравитации, космологии и астрофизики, открыть аспирантуру и магистратуру.

Загадочная материя

- Космология - не та наука, которая на слуху. Было бы интересно узнать, чем она занимается и что на сегодняшний день человечество знает о Вселенной.

- Первое, что мы рассматриваем, это солнечная система, следующий шаг – это наша Галактика, далее - группа Галактик и т.д. Таким образом формируется некая крупномасштабная структура Вселенной. Самыми крупными масштабами, в которых скопление скоплений галактик выглядит точкой, и занимается космология. Сама Вселенная при таком подходе понимается как однородная и изотропная - ни центральной оси, вокруг которой она движется, ни других направлений у нее нет.

- А что на сегодняшний день известно о происхождении и эволюции Вселенной?

- Этими вопросами мы как раз занимаемся. Если мы рассматриваем момент возникновения вселенной, то это очень малые времена - 10^-33 секунды. Согласно теории космологической инфляции, появившейся в 1980-1981 годах, за это время вселенная не только появилась, но и претерпела колоссальное расширение. На нынешнем этапе эволюции расширение вселенной продолжается, причем, как стало известно в конце ХХ века, происходит это с ускорением, что противоречит общей теории относительности Альберта Эйнштейна. В итоге возникла идея, что вселенную должно что-то расталкивать. Здесь пришла на помощь темная энергия и темная материя, то есть те структуры, о которых мы мало что знаем, но которые себя проявляют - так же, как черные дыры, которые мы не можем напрямую наблюдать. Правда, в настоящее время тени черных дыр мы можем не только увидеть, но и сфотографировать.

- Что такое обычная материя, понятно, а что представляет собой материя темная?

- Темная материя - это материя, которая не излучает свет. Её существование установлено давно, но что она собой представляет, до конца не ясно и сегодня. Основной момент, который говорит о существовании темной материи, заключается в следующем. Согласно закону кеплеровской динамики, при удалении звезд от центра галактики их скорость должна уменьшаться, а наблюдения показывают, что этого не происходит - звезды ведут себя так, будто масса галактики в сфере расстояния при продвижении от ядра на окраину не изменяется. Для объяснения этого феномена было введено такое понятие, как гало темной материи - по своим размерам оно больше, чем галактика, и его наличие обеспечивает неизменную скорость вращения звезд при продвижении от центра галактики на ее периферию. Другое возможное объяснение - наличие в ядре галактики массивных черных дыр - это тоже темная материя, ведь черная дыра сама свет не излучает, только поглощает.

Новый вид связи возможет?

- А из чего такая материя может состоять? Не из атомов же и молекул?

- Действительно, это не та материя, которую мы наблюдаем в повседневной жизни. Как элементы темной материи можно рассматривать так называемые «вимпы». Известно о них немного, и для понимания природы и сущности темной материи этих знаний пока не хватает.

- Скажите, а эти знания о черных дырах, темной материи и прочих составляющих Вселенной имеют какое-то практическое применение?

- Конечно. Взять хотя бы гравитационные волны. Их существование в 1915 году предсказал Эйнштейн: раз у нас изменяется масса, то происходят колебания и распространяется гравитационная волна. В 2015 году, то есть сто лет спустя, наличие гравитационных волн было подтверждено экспериментально в обсерватории LIGO. Образование гравитационных волн происходит, когда сливаются две черные дыры. Они вращаются, по спирали сближаются, в результате получается черная дыра, масса которой меньше суммарной массы двух образовавших ее дыр. Получается ситуация, когда лишняя энергия уходит на выбрасывание гравитационных волн. Если мы сумеем организовать рождение таких волн, то возможно появление нового вида передачи информации, который может быть использован спецслужбами, какими-то закрытыми учреждениями. Сегодня такая инженерная задача перед нами стоит. 

Почти по БРИКС

- И много на сегодняшний день в стране и мире специалистов, которые занимаются подобными исследованиями?

- Достаточно. Я с давних времен являюсь членом Российского гравитационного общества, которое объединяет группы, занимающиеся теорией гравитации, космологией, астрофизикой. Такие группы есть в Москве, Санкт-Петербурге, Казани, Ульяновске, Владимире. Регулярно – раз в три года – мы собираемся на конференции. В 2011-м такая конференция прошла в Ульяновске. Тогда за право провести у себя такое масштабное мероприятие мы конкурировали с Питером и другими крупными городами, но в результате руководители гравитационного общества решили, что Ульяновск достойно справится с организацией конференции. Так и получилось – приезжали ведущие российские ученые, зарубежные специалисты. Что касается международного сотрудничества, то я стал одним из первых в Ульяновске, кто в постперестроечный период стал выезжать за рубеж. Два года работал в Индии, куда поехал по приглашению центра астрономии и астрофизики, который в то время возглавлял профессор Джайант Нарликар (его работы, кстати, широко известны и в нашей стране). Центр находится в городе Пуна – это в горах, 600 метров над уровнем моря. Университет и научный центр Пуны располагаются прямо на территории резиденции английской королевы. Работая в Индии, я познакомился со многими учеными, с которыми поддерживаю контакт и сегодня. У меня, можно сказать, все сложилось по БРИКС (минус Китай, плюс Германия, Франция, Италия). Два года работал в Бразилии, примерно столько же в ЮАР. Остальное – какие-то кратковременные поездки на конференции, лекции и т.д.

- Со стороны иностранных коллег какого-то недоверия к российским ученым нет?

- Один неприятный случай был. Лет десять назад мой ученик выиграл грант и поехал на стажировку в Германию. Все было нормально, но когда мы предложили немцам организовать совместный проект, они отказались. То есть некоторый негатив в нашу сторону был уже тогда. Но это скорее исключение.

- А что вы можете сказать о своих студентах? Сейчас многие ругают систему ЕГЭ, говорят, что молодёжь учиться не хочет…

- Систему образования я критиковать не буду – там и без меня критиков хватает. А ребята разные приходят – один год набор посильнее, другой послабее. Но так было всегда. Я работаю в основном со старшекурсниками и магистрантами, и главная проблема, с который мы сталкиваемся, это нехватка стабильности в занятиях. У всех студентов какие-то проблемы, все где-то подрабатывают – это несколько отвлекает от науки, а так ребята способные.

Время первых. Они и школы в Новоспасском открывали, и космонавта воспитали Подробнее