Глаза в небо для его величества Марса

Обратив свой взор к небесному своду, в эти ночи можно наблюдать планету Марс такой яркой, какой не бывало уже более двух лет. В этом начале декабря Марс приближается к Земле и 8 числа достигает максимальной светимости, находясь в направлении, противоположном Солнцу по отношению к нашей планете.

Освещенный нашей звездой Марс кажется красным, и его яркость не всегда одинакова. Действительно, совершая оборот вокруг Солнца менее чем за два года, он приближается и удаляется от Земли. Известная с древних времен красная планета получила имя бога войны Ареса, Марс у римлян, из-за своего цвета, напоминающего кровь. Наблюдая за ней невооруженным глазом по прошествии месяцев, можно увидеть, что ее положение меняется по отношению к созвездиям, это сделало ее сначала богом для человека, а затем блуждающей звездой, планетой. В первые телескопы Марс не показывал многих деталей, и ему пришлось ждать девятнадцатого века, чтобы появились телескопы, достаточно большие, чтобы показать что-то на его поверхности.

Во второй половине 19 века развернулась гонка за наблюдениями за красной планетой. Ледяные шапки и видимые континенты сделали Марс миром, очень похожим на Землю. Итальянский астроном Джованни Скиапарелли, директор астрономической обсерватории Брера, регулярно наблюдал за Марсом, составляя точные карты планеты. В своих наблюдениях он увидел, что «огромное пространство материков изрезано во всех направлениях сетью многочисленных линий или тонких полосок темного цвета[...]. Эти линии или полосы — знаменитые каналы Марса». Если Скиапарелли не высказывал гипотез о природе марсианских каналов, то другие приписывали их марсианской цивилизации, построенной для доставки воды с полюсов. Идея о том, что на Марсе обитала гипотетическая разумная цивилизация, захватила общественное воображение. Она настолько проникла в массовую культуру, что, когда Орсон Уэллс в 1938 году транслировал по радио драму «Война миров», часть радиослушателей действительно поверила, что марсиане вторгаются на Землю.

Вода

Но с начала двадцатого века астрономы отвергли гипотезу о том, что на Марсе есть жидкая вода на поверхности. Было понятно, что те темные линии, которые видел Скиапарелли, были не чем иным, как оптическими иллюзиями, вызванными слабой марсианской атмосферой и ее внушительными ветрами. Истинное лицо Марса можно было увидеть в 60-х и 70-х годах, когда первые роботизированные зонды позволили обнаружить его холодную и пустынную природу. Покрытая разреженной атмосферой, его средняя температура составляет около 63 градусов ниже нуля, с экстремальными значениями от -153 °C на полюсах до 20 °C на экваторе. На поверхности мелкий ржаво-красный песок, а скорость ветра может достигать 400 км/ч. Потухшие вулканы присутствуют по всей планете, среди которых выделяется великая гора Олимп, самая большая гора Солнечной системы, превосходящая по высоте Эверест почти в три раза. Неожиданным, однако, было открытие древних русел рек. Естественные каналы невидимы с Земли, но многочисленны. Планету пересекает 200 высохших рек, впадающих в то, что кажется древними марсианскими морями.

Посадка

Вода является важным элементом жизни и местом, где жизнь зародилась на Земле около 4 миллиардов лет назад. Наличие рек на Марсе говорит нам о планете, которая когда-то была далеким близнецом Земли. Это открытие вызвало интерес научного мира, и разные страны запустили на Марс различные роботизированные зонды для изучения его характеристик и поиска признаков существования форм жизни. Относительная близость планеты позволяет зонду добраться до нее за 7 месяцев. Прибытие на планету — самая опасная часть путешествия, и если предвидится спуск на планету, то приземление — нечто чрезвычайно сложное и опасное. Поскольку марсианская атмосфера тонкая, недостаточно открыть парашюты, чтобы замедлить прибытие зонда, необходимо использовать тормозные ракеты или большие подушки безопасности, чтобы смягчить его падение. Из 44 запущенных к красной планете миссий 20 провалились. Благодаря уцелевшим зондам астрономы начали понимать природу Марса и его сложную историю.

Красная планета — мир меньше Земли, ее радиус примерно вдвое меньше Земли. Его гравитация также ниже, настолько, что человек весом 100 кг на Земле будет весить чуть менее 38 кг на Марсе. Сильные колебания температуры зависят от комбинации факторов, с одной стороны, от расстояния до Солнца, с другой стороны, от разреженной атмосферы, сохраняющей мало тепла. Марс на самом деле имеет слабый парниковый эффект, который обрекает его на то, чтобы быть холодным местом. Но отсутствие магнитного поля — это условие, которое больше всего наказывает планету, ведь у Марса нет щита, защищающего его от солнечного ветра. Ветер заряженных частиц, исходящий от нашей звезды, солнечный ветер постоянно разрушает марсианскую атмосферу и стерилизует поверхность планеты.

Как и археологи, астрономы реконструировали историю Марса, который 3,5 миллиарда лет назад был очень похож на Землю. Когда его магнитное поле погасло, а вулканическая активность уменьшилась, солнечный ветер разрушил атмосферу, понизив температуру и превратив планету в бесплодное и холодное место. Недавно было обнаружено, что под поверхностью около полюсов есть моря соленой жидкой воды, цель будущих миссий, потому что они могут быть колыбелью для любых форм жизни. В эти дни марсоход Perseverance миссии Mars2020 изучает скалы того, что когда-то было древним марсианским озером. Образцы горных пород будут храниться в специальном контейнере с целью доставить их на Землю в будущей миссии, выяснить, появлялась ли когда-либо жизнь на Марсе и удалось ли чему-то выжить, найти первоначальный ответ на фундаментальный вопрос. : существует ли жизнь вне Земли?

Мануэль Флорис

***

***

«Наука — это искусство, как и музыка. В Кальяри ведутся исследования, достойные Нобелевской премии»

Лучано Бурдери, сицилийский астрофизик, преподает в университете и возглавляет группу по раскрытию самых сокровенных тайн космоса.

До Клаудио Раньери, который стал королем в 2016 году, выиграв Премьер-лигу, именно он открыл для себя Лестер, город в центре Англии. «Я учился в этом университете, там была кафедра, которая занималась исследованиями в области рентгеновских лучей». Это были девяностые. Нейтронные звезды, галактики, пространство-время. Священный огонь был зажжен двумя десятилетиями ранее в Лучано Бурдери, 60-летнем уроженце Палермо, в то время погруженном в классические исследования. «Но мне нравилась наука. Я проглотил журналы на эту тему». Однажды вечером в Чефалу, во время семейной встречи, дядя спросил информацию о черных дырах. «Никто не знал, что это такое. Я читал кое-что за несколько месяцев до этого, и я ответил. Помню глаза родных, потрясенные. Я был в восторге». Дорога была отмечена. «В тот момент я решил, что предпочитаю астрономию».

Сегодня он находится в Кальяри, где преподает астрофизику после получения степени и доктора философии в Палермо (и после работы в Астрономической обсерватории Рима), где он встретился с бывшим директором Астрономической обсерватории столицы Сардинии, а также президентом 'Национальный институт астрофизики, Ники Д'Амико: человек, который координировал создание радиотелескопа Сардинии в Сан-Базилио. «Он предложил мне возможность приехать сюда, чтобы укрепить физфак и его внутреннюю астрономическую группу в связи с созданием антенны. Я принял вызов».

И он возглавляет важную школу астрофизики.

"Это полный круг. Астрономия — самая красивая часть физики, потому что она заставляет все свои инструменты играть вместе и с максимальной силой. Обучение также требует дальних поездок, но тогда активность остается. Формировать мозг. Мы всегда должны задавать себе нестандартные вопросы, наблюдать за проблемами не только на основе официальных решений, но и с других точек зрения».

Какое продолжение у такого сложного дела?

«В среднем на первом курсе обучается около 70 студентов, но большинство не заканчивает трехгодичный цикл. В основном это зависит от того, как вы думаете. Способность к логическому дедукции — это умственная привычка, которой не хватает в школе, и отчасти это вина педагогического класса. Особенно в научных дисциплинах страсть является движущей силой всего. Часто те, кто приходит в физику, имеют очень большой энтузиазм, но сталкиваются с трудностями, связанными с тем, что им приходится идти по неизвестному пути. Это приводит к высокому проценту отсева. Серьезная проблема».

Так есть ли смысл оставлять курс открытым?

«По всей стране ситуация одинаковая. Те, кто остается, действительно мотивированы. У факультета очень хороший уровень, мы участвуем в международных проектах. Итальянская физика на высоком уровне, достаточно упомянуть Джорджио Паризи, совсем недавно лауреата Нобелевской премии. Здесь находится радиотелескоп Сардинии, входящий в пятерку самых современных в мире. Мы внимательно изучаем радиоволны, излучаемые в космическом небе. А потом на острове идет важная битва за великий европейский проект телескопа Эйнштейна».

Почему телескоп Эйнштейна важен?

«Он мог улавливать вибрации пространства-времени, саму структуру Космоса с невиданной прежде точностью. Подобно тем, которые вызваны двумя нейтронными звездами, ставшими черной дырой: они разлетелись на миллиарды световых лет, и шахта Сос-Энаттос могла захватить их без влияния поверхностных вибраций».

Он упомянул Нобеля. Сможет ли Кальяри добраться туда?

"Все возможно. Гениальные фигуры — это ростки, которые прорастают случайным образом и нуждаются в выращивании. На этих уровнях реальность воспринимается по-разному. Также требуется немного удачи. Мы учим быть смелыми».

Какие смелые исследования здесь ведутся?

«Крупнейшие звезды рано или поздно коллапсируют под действием силы тяжести, образуя нейтронные звезды размером в несколько километров и с гигантской массой. Как будто все человечество содержится в кусочке сахара. Эти звезды вращаются тысячи раз в секунду и излучают свет, пульсации, становясь своего рода космическими часами с точностью до тысячных долей секунды. Их двойная система — лучшая лаборатория для проверки общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Обнаруженный исследовательской группой Д'Амико в Кальяри, он подтвердил их тезисы с невиданной ранее точностью. Любые дефекты могут проявиться только при изучении десятилетий, и мы в этом. Это один из двух святых Граалей физики».

Что другое?

«Общая теория относительности объясняет, что гравитация толкает объект, раздавленный собственным весом, в точку. Вместо этого квантовая механика говорит, что в очень малых масштабах природа не имеет четко определенных положений, она несовместима с существованием точно определенных точек. Явный контраст. Таким образом, на мельчайших уровнях общая теория относительности должна быть заменена другой. Мы должны проверять наличие небольших несоответствий, и в результате нашего изучения бинарных систем могут возникнуть такие несоответствия, которые сделают правила для очень больших чисел совпадающими с правилами для очень маленьких. Эта область исследований называется «Квантовая гравитация» и может привести к Нобелевской премии».

С 2020 года Кальяри работает над проектом Australian Spirit по запуску спутника с рентгеновским детектором. Где мы?

«Запуск запланирован на конец 2023 года. Это работа, которая является результатом нашей прекрасной интуиции. Но Кальяри действительно находится на переднем крае самых передовых физических исследований: мы, Палермский университет, Миланский политехнический институт и Inaf, также работаем над международным проектом Hermes, задуманным мной и моими коллегами в сотрудничестве с Итальянским космическим агентством для запуска шесть наноспутников размером с коробку 10 на 30 сантиметров, которые будут изучать взрывы, произошедшие в глубоком космосе, для наблюдения за светом на разных длинах волн. Свет, который путешествовал 15 миллиардов лет с момента рождения Космоса, накопил бы на своем пути задержку в несколько десятков микросекунд. Обнаружение этих задержек было бы первым экспериментальным подтверждением эффектов квантовой гравитации. Задача состоит в том, чтобы создать технологию измерения этих данных с помощью спутников, которые будут запущены в начале 2024 года».

Вы говорите, что нет разницы между наукой и искусством. Является ли наука искусством?

«Я вижу внутреннюю красоту в элегантности и логичности законов Природы. Заниматься наукой значит искать красоту. Как сочинять музыку и рисовать. Он предоставляет вам очки, с помощью которых реальность видится и воспринимается по-другому. Как музыкант или художник используют для самовыражения ноты и цвета, математика является тем инструментом, с помощью которого физик раскрывает свои чувства и собственное видение мира, тревоги, характер. Между физикой высокого уровня и искусством много общего».

В 2020 году говорили о присутствии на Венере молекулы, возникшей в результате разложения органических тканей. Были ли какие-то разработки?

«Надежда на существование жизни сильно уменьшилась. Были бы процессы, способные произвести эту молекулу, фосфин, и количество, идентифицированное на планете, возможно, было завышено».

Вот я и спрашиваю вас: есть ли жизнь в космосе?

«Во Вселенной есть сто миллиардов галактик, в каждой из которых по сто миллиардов звезд. Несомненно, есть планеты, на которых может существовать жизнь. Который наверняка есть. Не обязательно с земными характеристиками. Мы не особенные. Солнце — одна из многих звезд Млечного Пути. То, что происходит с нами, не является чем-то особенным. Жизнь — это норма в Космосе, может быть, не везде, но она есть».

Почему вы не можете найти его?

«На огромные расстояния. Потребовалось бы 4 года, чтобы достичь ближайшей звезды, Проксимы Центавра, двигаясь со скоростью света. Возможно, мы можем сосредоточиться на великих океанах под ледяной коркой Европы или Энцелада, спутников Юпитера и Сатурна. Древнейшими существами на Земле являются бактерии или еще более примитивные прокатриоты, которые развились около 4,5 миллиардов лет назад вокруг подводных горячих источников, вулканов, где свет не играет никакой роли. Формы жизни используют тепловую и химическую энергию. Почему бы не подумать, что то же самое могло произойти и с этими двумя небесными телами? Я бы пошел туда исследовать».

Андреа Манунза

***

***

Любопытство самых маленьких

Шесть тысяч звезд освещают ночь

Какой бы темной ни казалась ночь, ночное небо освещено присутствием звезд. Удаляясь от города и от источников света, привыкая к своему зрению в темноте, мы можем наслаждаться зрелищем звездного неба. На небе появляются шесть тысяч звезд, пересекаемых тонкой полосой света, которую мы называем Млечным Путем.

Наблюдая за этими маленькими точками света в течение ночи, мы понимаем, что они тоже движутся с востока на запад, как это происходит с Солнцем и Луной. На самом деле кажется, что все небо вращается вокруг нас. Если мы посмотрим на север, то поймем, что есть звезды, которые не восходят и не заходят. В особенности бросается в глаза наличие большой фигуры, напоминающей по форме ложку и которую назвали Большой Медведицей. Этот массивный астеризм вращается против часовой стрелки вокруг точки, в которой находится звезда под названием Полярная звезда. Полярная звезда не особенно яркая, но она расположена на том, что мы можем назвать «кончиком земной вершины».

На самом деле наша планета вращается сама по себе, как если бы она была волчком, поэтому она движется вокруг земной оси. По чистой случайности земная ось указывает на север в сторону Полярной звезды с такой точностью, что благодаря Полярной звезде мы можем ориентироваться ночью и не сбиться с пути. Не только Большой Ковш, но и, объединив звезды, мы можем изобразить на небе множество фигур, которые мы называем созвездиями.

Сколько звезд на небе?

Звезд много, но мы можем наблюдать около 6000. У 400 самых ярких есть имена, некоторые хорошо известны, например, Полярная звезда и Сириус.

Как далеко звезды?

Звезды очень далеко. Если мы отправимся к нашей звезде на космическом корабле, доставившем людей на Луну, мы прибудем на Солнце примерно через 3 года. Если бы мы сели на тот же космический корабль и нацелились на ближайшую звезду, которая называется Проксима Центавра, мы бы путешествовали в космосе более 70 000 лет (3,75 световых года).

Какого цвета звезды?

Звезды имеют разные цвета: синий, желтый, красный и белый. К сожалению, мы можем видеть только цвет самых ярких звезд, многие из них слишком тусклые, чтобы показать нам их истинный цвет, и кажутся белыми.

Цвет звезды говорит нам о ее температуре. Самые холодные звезды — красные, затем идут чуть более горячие желтые звезды, а самые теплые — голубые и белые.

Как далеко солнце?

Ближайшая звезда — Солнце, оно удалено от нас на 150 млн км. Если бы вы уменьшили масштаб Солнечной системы так, чтобы солнце было размером с футбольный мяч, Земля оказалась бы на расстоянии 25 метров.

Почему звезды падают?

Падающие звезды — это не звезды, а маленькие кусочки льда и пыли, падающие на Землю. Наша планета покрыта тонкой газовой оболочкой, которую мы называем воздухом. Когда лед и пыль проходят через воздух, они сгорают и оставляют световой след, который мы видим в ночном небе.

Какая самая яркая звезда?

Самая яркая звезда называется Сириус, и ее можно увидеть на зимнем небе. После нее идет невидимая с Сардинии звезда Канопус. На третьем месте звезда Арктур, хорошо видимая весной и летом.