Антон Бирюков. О работе астрофизика и устройстве Вселенной

– Чем занимается Государственный астрономический институт имени П.К. Штернберга МГУ?
– Это один из главных астрофизических институтов в России. В нем занимаются исследованиями в области астрономии и астрофизики, начиная от изучения планет, астрометрии (раздела астрономии, главной задачей которого является изучение видимых положений и движений небесных тел) и небесной механики и заканчивая астрофизикой высоких энергий, релятивистской астрофизикой (изучающей на основе общей теории относительности свойства сверхплотных космических тел — нейтронных звезд и черных дыр — прим. сайта) и космологией.

– Чем астрономия отличается от астрофизики?
– Это смежные, взаимопроникающие и порой даже взаимозамещающие понятия. В быту астрономия и астрофизика вообще часто употребляются как синонимы. Астрофизика — это часть физики, занимающаяся физикой явлений, происходящих во Вселенной. Классическая астрономия — скорее, наука об интерпретации тех наблюдений за небесными телами, которые у нас есть. Эта наука использует свои специфические методы: измерение блеска звезд, измерение положений, скоростей, координат.
Например, существует такая дисциплина, как звездная астрономия, которая изучает структуру и кинематику различных звездных систем. К примеру — нашей Галактики. Но вот как образовалась Галактика, и как она эволюционирует — это уже вопросы физики галактик, которая, впрочем, опирается на знания, полученные звездной астрономией.

– Как астрофизики исследуют различные объекты и явления?
– Наш основной метод познания Вселенной — наблюдение. А наблюдать за небесными телами, конечно, удобнее всего с помощью телескопов. Наши сотрудники используют наземные телескопы, расположенные по всему миру, а также орбитальные обсерватории. Например, одно из крупнейших устройств в мире (и крупнейшее — в России) находится на Северном Кавказе. А недавно у Института появился 2,5-метровый телескоп в Кисловодске.

– Как астрофизики узнают, на что именно нужно смотреть?
– Ученых-астрофизиков можно условно разделить на теоретиков и наблюдателей. Теоретики — это те, кто знает, куда именно нужно смотреть и почему. А наблюдатели знают, как нужно смотреть и как из полученного сигнала вытащить осмысленные физические знания.
Для проведения наблюдений на любом сравнительно большом телескопе от теоретика нужна хорошо написанная заявка. Она рассматривается специальной комиссией, состоящей из других астрофизиков-теоретиков и наблюдателей. Если заявка признается хорошей, то ученый, как говорят, получает «время на телескопе», а затем — данные. При этом в самих наблюдениях заявитель чаще всего не участвует. Потому что, это, во-первых, как правило, далеко. А во-вторых, процесс наблюдений с технической точки зрения достаточно сложен и занимаются им отдельные специалисты. Просто так «порулить телескопом» в большой обсерватории никто не даст.

– Для чего нужны эти исследования? Как полученные результаты можно применить на практике?
– Мы занимаемся фундаментальной наукой — познаем устройство окружающего нас мира. Однако впоследствии из фундаментальной науки вырастает наука прикладная. Например, сегодня теория относительности помогает нам с высокой точностью отслеживать перемещение вызванной машины такси благодаря навигационной системе GPS.

– Чем занимаетесь именно вы?
– По большей части я занимаюсь исследованиями нейтронных звезд. Эти звезды — одна из возможных финальных стадий эволюции обычных звезд — после того как массивная звезда исчерпывает свое термоядерное топливо, внутреннее давление уже не может сдерживать силы гравитации, ядро звезды коллапсирует, и образуется быстро вращающийся плотный объект с радиусом 12 км и сильным магнитным полем. Российский астрофизик Сергей Попов, например, такие звезды называет суперобъектами. Я считаю, что это весьма меткое название, ведь, действительно, у них все «супер» — супербольшие плотности, супербольшие магнитные поля, супербольшие гравитационные поля.
Также я участвую в создании устройств и математического обеспечения для космических аппаратов — некоторые такие устройства разрабатываются и силами нашей лаборатории. Кроме того, я стараюсь не только заниматься астрофизикой, но и популяризировать эту дисциплину. Например, сейчас в павильоне ВДНХ «Космос» готовят к открытию большой музейный центр, который будет посвящен авиации и космонавтике. Я занимаюсь разделом, посвященным астрономии и астрофизике.

– Из чего состоит рабочий день астрофизика?
– Астрофизик строит модели различных физических явлений. Этот специалист собирает данные наблюдений — изображения с телескопов, графики, колонки цифр, обрабатывает их и анализирует, используя методы математического и статистического анализа. Затем, глядя на получившийся результат, астрофизик предлагает гипотезы, строит физические модели (на языке уравнений, например), думает, как их можно проверить новыми наблюдениями, инициирует эти наблюдения, и далее круг замыкается.
Например, после интервью я пойду к себе в лабораторию и примусь писать программу, воплощающую одну из физических моделей вращения твердого тела в космосе. Я буду сидеть за компьютером и программировать, компилировать, запускать, искать ошибки, опять компилировать, опять запускать, и так много-много раз.

– Как вы стали астрофизиком?
– Я окончил Лицей информационных технологий № 1537, получив специальность программиста. Предполагалось, что я и дальше продолжу образование в области компьютерных наук и программирования, ведь у меня хорошо шли эти дисциплины. Однако в 11-м классе я огорошил всех, заявив, что хочу заниматься астрономией, а не программированием. Разумеется, учителя спрашивали, почему я так решил. Я отвечал, что не хочу всю жизнь сидеть перед монитором и писать программы. И вот я астрофизик, и я днями сижу перед монитором и пишу программы.

– Какое высшее образование нужно, чтобы стать астрофизиком?
– Чтобы стать астрофизиком, можно пойти учиться на астрономическое отделение физического факультета МГУ (именно там учился я сам), на астрономическое отделение математико-механического факультета Санкт-Петербургского государственного университета или на кафедру астрономии в Казанском федеральном университете. Также кафедра астрономии, геодезии и мониторинга окружающей среды есть в Уральском федеральном университете.
С другой стороны, можно получить не корочку астронома, а хорошее физическое образование, например, в Московском физико-техническом институте, Санкт-Петербургском политехническом университете, МИФИ, а затем пойти в аспирантуру в астрофизическую группу.

– Как выпускнику без опыта работы построить карьеру в науке?
– Для человека, который только-только начинает работать в науке (то есть еще во время учебы в университете) важно найти хорошую профессиональную среду. Конкретнее — научную группу, которая известна тем, что получает сильные результаты в одной из областей астрофизики. На первых порах репутация группы будет работать на молодого ученого. Но со временем он начнет зарабатывать и свою собственную репутацию профессионала, которая позволит ему получать новые хорошие позиции.
При этом надо помнить, что в современной астрофизике ученых-одиночек остается все меньше и меньше. Задачи становятся все сложнее, и решить их можно только коллективно, в рамках коллаборации.

– Может ли астрофизик сменить сферу своих профессиональных интересов?
– Обычно люди меняют темы, но в рамках своего направления. А вот сменить направление уже достаточно сложно. Например, если бы я вдруг захотел заняться внегалактической астрономией (разделом астрономии, изучающим объекты за пределами нашей галактики — прим. сайта), мне было бы сложно сделать такой переход. Впрочем, задавшись целью, наверняка можно добрать необходимые знания.

– На какие предметы стоит делать упор старшеклассникам, которые хотят стать астрофизиками?
– В первую очередь на физику и математику. Причем я советую читать не только школьные учебники — порой они могут быть изданы двадцать лет назад, но и всевозможные дополнительные материалы — записи лекций современных ученых (русских и англоязычных), серьезный научпоп, проекты, направленные на углубленное понимание физики и математики.
Мне кажется, в современном мире знания уже не та сила. Проблемы с получением знаний нет — они все в интернете, и их просто искать. Главное — это понимание сути физических явлений. И именно это понимание необходимо начитать.
Также я рекомендовал бы школьникам изучать программирование, чтобы решать задачи не на бумажке с помощью калькулятора, а на компьютере. Также нужно знать английский язык и тренироваться искать информацию в интернете — не теряться среди большого количества данных и уметь находить нужные статьи.

– Сколько получает астрофизик?
– Чаще всего мы получаем 30–50 тысяч рублей в месяц, хотя порой зарплата колеблется от 15 до 150 тысяч в месяц. Сама ставка, как правило, очень маленькая, однако ученые получают также грантовое финансирование, премии, стимулирующие выплаты и т. д. Правда, часто человек заранее не знает, сколько он получит в следующем месяце. Это создает определенные неудобства.

– От чего может устать астрофизик?
– От большого количества работы, ведь многие ученые одновременно участвуют в нескольких проектах. Кроме того, напрягают постоянные дедлайны: нужно успеть самому подготовиться к конференции, подготовить статью, вовремя написать заявку на грант, а потом — отчет по гранту и т. д.

– Сколько статей в год должен выпускать ученый?
– Некоторые вузы вводят четкие критерии, сколько публикаций должно быть у их сотрудников. Мне кажется, у человека, который активно и хорошо работает, в год должно выходить по крайней мере 3–4 статьи, в которых он будет делать существенный вклад.
Однако если ученый работает в большой коллаборации (или даже нескольких коллаборациях), то статьи с его соавторством могут выходить десятками в год! Правда, надо понимать, что его вклад в них будет довольно мал.

– Чем может заняться астрофизик, решивший попробовать себя в чем-то новом?
– В принципе, он способен стать хорошим программистом или заняться преподаванием физики и астрономии. Можно также перейти в смежные физические специальности и устроиться работать в компанию, которая занимается разработкой различных технологий. Также этот специалист может податься в банковскую сферу и стать, например, аналитиком, ведь учеба на физическом факультете научила его аналитическому мышлению.

– Какие существуют кружки для школьников, которые хотят получить практические знания по астрофизике?
– Я сам преподаю в Астрошколе ГАИШ и в Астрофизической школе фонда «Траектория». Фонд «Траектория», поддерживающий научные образовательные инициативы, организовал школу, собрав 40 заинтересованных восьмиклассников. В течение четырех лет с ними будут работать астрономы, физики, математики. Ребята делают много заочной работы, выполняют свои проекты, дважды в год выезжают на очные школы в разные научные институты. Надеюсь, учеба поможет школьникам прийти в университеты более подготовленными, а потом — стать сильными учеными. Пока что это первый набор, но, если этот опыт окажется успешным, надеюсь, этот проект будет реализован вновь и вновь.

– Что вы могли бы посоветовать почитать или посмотреть людям, которые хотят больше узнать о работе астрофизика?
– Рекомендую научно-популярную книгу «Далекие маяки Вселенной», написанную астрофизиком Павлом Амнуэлем, который занимался нейтронными звездами. Книга как раз рассказывает об истории открытия нейтронных звезд. В ней хорошо показан процесс поиска, размышлений, ошибок, находок и анализа. Также можно почитать «Понедельник начинается в субботу» Аркадия и Бориса Стругацких. Мне кажется, чувства по отношению к работе, которые испытывают герои этой книги, весьма похожи на то, что испытываем мы.
Еще можно посмотреть фильм «Контакт», созданный по одноименному роману астронома Карла Сагана, а также американский сериал «Теория большого взрыва» про молодых ученых.

– Человечество уже довольно хорошо понимает устройство Вселенной. Будут ли востребованы астрофизики в будущем?
– Как часто бывает в науке, количество вопросов пропорционально количеству нашего знания. Чем больше мы будем знать, тем больше новых задач будет возникать перед учеными. Поэтому, полагаю, астрофизикам еще долгое время будет, чем заниматься.

Компании: