Астрономия необходима для повседневной жизни. Календарь, которым мы пользуемся, исторически создавался древними астрономами, а корректируется современными. Когда раз в четыре года вводится дополнительная секунда, это делается благодаря астрономическим наблюдениям. Астрономы следят за скоростью вращения Земли и отлавливают изменения и наклон оси вращения Земли. Это важная большая работа, которую выполняют целые институты.

Календарь не единственная вещь, которую обыватели используют в жизни. Сейчас все пользуются мобильными телефонами, у которых много функций: определение времени, определение положения, работа процессоров. Любой мобильный телефон — это маленький радиотелескоп. В некоторых работах говорится, что если взять все маленькие телефоны, то при синхронизации из них можно сделать радиотелескоп с большой эффективной площадью. С помощью такого радиотелескопа можно наблюдать другие галактики и их скопления, и каждый человек сможет поучаствовать в одновременном измерении небесного сигнала. Возможно, такое устройство когда-нибудь появится. То, как телефон ориентируется в пространстве и времени, — это важная астрономическая часть.

Рекомендуем по этой теме:
12861
Что осталось от Большого взрыва?

Астрономов часто спрашивают, чем они занимаются. Могут ли они продать черные дыры? Оказывается, да, черные дыры продают и в прямом, и в переносном смысле. В прямом смысле продажа черных дыр связана с работой мобильных телефонов. Мобильный телефон ориентируется по станциям. Сколько станций нужно на земле, чтобы определить положение телефона? Телефон определяет четыре координаты: три пространственные и одну временную. Зачем нужна временная координата? Время течет по-разному на разной высоте, и это приходится учитывать, соответствующая функция вшита внутрь телефона. Когда мы определяем телефон по четырем станциям, мы должны знать, что каждая станция определяет свое местоположение. Станция, как и телефон, должна ориентироваться по спутникам.

А вы задумывались, как спутники ориентируются в космосе? Сетка координат строится по квазарам, сверхмассивным черным дырам, на которые в виде диска падает газ. Магнитное поле и притяжение вблизи черной дыры настолько сильные, что силовые линии наматываются на ось вращения черной дыры. Образуются области, где могут вылетать коллимированные струи — узкие потоки плазмы, которые разносятся на большие расстояния. И этот аккреционный диск плюс струи называется квазаром.

Квазар в силу своей физики является сильным радиоисточником. Они относятся к объектам далекой Вселенной, то есть находятся на расстояниях миллиарды, а то и десятки миллиардов световых лет от нас. На таких больших расстояниях собственные движения квазаров очень малы, то есть в нашу жизнь их координаты практически не меняются. Поэтому это хорошая сетка и квазары — сверхмассивные черные дыры — используются для привязки телефонов.

Как еще можно продать черные дыры? Надеюсь, все ходят в кино на научные фантастические или документальные фильмы. Некоторые при помощи фильма «Интерстеллар» познакомились с общей теорией относительности и узнали, что время течет по-разному, задумались, как спасти человечество и надо ли его спасать. Естественно, на заставках всех афиш была нарисована черная дыра. Это способ продать черную дыру не напрямую, а косвенно. Шоу-бизнес вообще тесно связан с астрономией. Мы знаем, что это способ привлечь финансирование в разные эпохи: начиная от жрецов, которые могли точно сказать, когда разливается Нил, заканчивая предсказанием затмений, которые были необходимы, чтобы воздействовать на аборигенов Америки. Если мы знаем, когда это происходит, мы можем сказать, что в определенный момент случится чудо, если вы не будете выполнять наши пожелания. Астрономия — это очень красивое шоу. Я завидую тем, кто пока не видел солнечное затмение и может испытать первое впечатление. Это одна из самых прекрасных вещей, которые для нас подготовила природа.

Другой способ применения астрономии, о котором мы не задумываемся, — это методы вычислений. Многие задачи, которые астрономы решили в 1950-е годы, используются сейчас в обыденной жизни. Простой пример — система восстановления изображений в томографе по одномерным срезам. Эта некорректная задача, то есть имеющая множественное решение в присутствии шумов, была решена астрономами в 1950-е годы, за что Мартин Райл получил Нобелевскую премию. Задача построения радиоизображения аналогична задаче построения изображения в томографе. Это приложение астрономических идей в нашей обыденной жизни.

Еще одной любопытной деятельностью астрономии является позиционирование станций или определение их положений на материках. Сегодня продолжаются споры о том, плоская Земля или нет, расширяется Вселенная или нет. Также спорят, плавают ли континентальные плиты на поверхности Земли, меняется ли их взаимоположение. На самом деле меняется. Мобильные телефоны или GPS ориентируются по четырем станциям, а теперь представьте, что мы просто измеряем положение этой станции. Нас не интересуют телефоны, мы строим картинку, наблюдая спутник, смотрим, как на различные станции приходит сигнал, и можем измерить задержку времени. Измеряя задержку времени, зная скорость света, мы можем посчитать расстояние между соответствующими материками. Материки движутся, и мы можем измерять их движение с точностью до нескольких миллиметров в год. Это фантастическая вещь, которую можно использовать в геополитических целях. И часто это делается неправильно. Иногда вы можете услышать, что Крым движется к России. Это не так, потому что вся плита, на которой находится и Крым, и Украина, и Россия, движется на север. И это узнали с помощью радиоастрономии, которая является частью современной астрономии.

Рекомендуем по этой теме:
5333
Главы | Происхождение всего

Еще один важный элемент связан с некоторыми устройствами и системами, которые мы используем в жизни. Астрономы часто используют операционную систему Linux, потому что это одна из наиболее продвинутых систем с точки зрения организации обработки астрономических данных. Большие массивы данных идут исключительно через систему Unix, которая реализована в персональных компьютерах как Linux. Откуда взялся Linux? В начале 1990-х в Финляндии его в качестве курсового проекта сделал Линус Торвальдс. Буквально через год Южная европейская обсерватория взяла эту систему себе на вооружение, развернула там систему анализа данных MIDAS. Специальная астрофизическая обсерватория, из которой я приехал, тоже участвовала в этом проекте и занималась инсталляцией особых астрономических программ в первый Linux, который ушел от Линуса Торвальдса в обсерваторию. После ESO Linux стал расходиться по другим астрономическим институтам и в конце концов захватил не только астрономию, но и физику. Сейчас происходит возврат, потому что на многих наших компьютерах стоит видоизмененный Linux из ЦЕРН. Физические институты, которые работают в Linux, организуют свои сети, но именно там большой дистрибутив.

Второй пример использования астрономических идей и подходов — это CCD-матрицы. Сейчас уже не во всех мобильных телефонах стоят CCD-матрицы, там есть CMOS, но примерно в 5% телефонов они все еще остаются. Также CCD-матрицы остаются в профессиональных камерах. CCD-матрица — это прибор с зарядовой связью, он вытеснил астрономов с телескопов и вытеснил фотопластинки, на которых раньше проходили наблюдения. Сейчас такие матрицы стоят практически на всех телескопах оптического диапазона и позволяют достаточно точно измерять приходящий с неба сигнал. Таким образом делают выводы о том, как Вселенная эволюционирует и как она устроена.

Когда мы спрашиваем, что люди знают из астрономии, с ходу все рассказывают о каких-нибудь красивых картинках. Забывают или вспоминают, что Солнце — звезда, что в Солнечной системе восемь планет, что существуют скопления галактик, рассказывают, что видели фотографии с телескопа Хаббл. Этот телескоп уже 20 лет находится на орбите Земли, и гигантский массив данных выложен в различных местах, используется в фильмах, и является частью нашей повседневной жизни и в кино, и в живописи. Много музыкальных произведений сделано благодаря этому архиву и еще много чего будет сделано. Следует обратить внимание, что Хаббл нам показал, как можно продать астрономию. Фирма Майкрософт вложилась в этот телескоп только для того, чтобы она могла использовать эти картинки. И эти картинки являются одними из определяющих картинок современной цивилизации.

Самое главное, о чем нужно спросить, это имеет ли вообще смысл наше существование? Ответ очень простой: наше существование имеет смысл только в одном случае — если мы выживем. Если мы в ближайшие 100 лет сможем избежать падения метеорита. Если выживем, когда через 4 миллиарда лет орбита Земли войдет внутрь Солнца. Кто нам даст ответы на вопросы, когда эти события произойдут и что в этом случае делать? В этом плане астрономия имеет серьезное мировоззренческое значение как для нас, так и для школьников. Они должны понимать, что это очень важно, тогда больше школьников пойдет в астрономию и больше людей будет этим заниматься. Тогда у человечества появляется шанс выжить.