Кои са българските екзопланети, защо изучаваме Космоса, какви са възможностите да го правим в България, постижим ли е Марс, разказва доц. д-р Владимир Божилов, зам.-декан на Физическия факултет на СУ
Доц. д-р Владимир Божилов е астрофизик и комуникатор на науката, зам.-декан на Физическия факултет на СУ „Св. Кл. Охридски“ и преподавател в катедра „Астрономия“. Носител е на докторска степен по астрофизика и астрономия, като основните му научни интереси са насочени към изучаването на активните галактични ядра, космологията, екзопланетите и търсенето на живот извън Земята. Освен учен и преподавател д-р Божилов е активен популяризатор на науката. Носител е на второ място в конкурса за комуникация на наука „Лаборатория за слава“ (FameLab) 2010 и първа награда в международното му издание Hall of FameLab 2014 в Лондон, Великобритания. Чест гост е в радио- и телевизионни предавания и на различни събития за комуникация на науката, където разказва на достъпен език за най-новите открития от областта на Космоса. Лектор и научен експерт в Детски научен център „Музейко“ от основаването му през 2015 г. до сега. В периода 2012 – 2018 г. е бил научен редактор, а след това и главен редактор на сп. „ВВС Знание“. Най-новата му научнопопулярна книга е „Непознатата Вселена: В търсене на отговори на най-големите космически загадки“ (изд. „Оз books“). Доц. Божилов е чест гост на Ratio, чиято цел е популяризиране на науката.
Economy.bg се срещна с доц. Божилов, за да ни разкаже повече за космическото бъдеще, можем ли да стъпим на Марс, кога и какво ще търсим там, защо 54 години по-късно не сме повторили стъпването на Луната, кои са българските екзопланети, как у нас се прави световна наука и космически бизнес и защо науката е добър избор за младите.
Казвате, че бъдещето е космическо. Защо?
Вярвам, че една от най-големите задачи, която ние, хората, можем да решим, е да открием тайната на произхода на живота. А тази тайна е свързана с Космоса, защото водата в нашите тела е дошла от Космоса. Всички химични елементи, които са по-тежки от желязото, например кръвта ни, която е червена именно заради желязото, са дошли от Космоса. Освен това няма причина животът на Земята да е уникален. Да се е случило нещо толкова чудотворно и еднократно във Вселената, че само ние тук, на тази бледа синя точица, да бъдем единствената жива, разумна цивилизация във Вселената. Въпреки това обаче за момента изглежда Вселената мълчи. Редица учени още от най-дълбока древност, започвайки от древногръцките философи и стигайки до известният парадокс на Ферми от средата на миналия век, когато Енрико Ферми постулира следния проблем: Вселената е на почти 14 милиарда години, а размерите на Млечния път, на нашия звезден град, са около 100 хиляди светлинни години в диаметър. Това означава, че ако дадена цивилизация пътува със скоростта на светлината, тя би трябвало за рамките на живота на Вселената да е обиколила няколко пъти Млечния път. Добре, но къде са те? Къде са извънземните? Защо не ги виждаме? Има различни отговори на парадокса на Ферми. Може би сме само ние. Може би ние сме първите, които са развили такава технологична цивилизация. А може би сме последните. Може би всички други разумни цивилизации вече са се развили и са в някаква друга, може би трансцедентна форма. Не знаем, но бъдещето е космическо, защото отговор на тези философски доскоро въпроси ще бъде даден вярвам по научен начин съвсем скоро.
Пазар ли е Космосът?
Обществото, всички ние, гражданите, независимо дали имаме една, или друга научна експертиза, всички ние трябва да разбираме, че сегашният технологичен свят не е възможен без науката и технологиите. Това означава, че учените имат задължението, мисията, задачата да комуникират сложното научно познание на разбираем език. А пък ние като граждани имаме задължението, нуждата, мисията да имаме ефективно образование. Имаме правото на ефективно образование, но и нуждата да мислим критично по проблемите на сегашния свят. По този начин Космосът е пазар в смисъл на пазар на идеи, от една страна. За разлика от традиционното училище, където запомняш нещо, изпитват те, ако го знаеш – 6, ако не знаеш – 2, в науката не е така. Науката почива на съмнение. Имаш дадена идея. Прекрасно! Провери дали тази идея работи с експерименти.
Ако работи, значи, идеята прави още една крачка напред в развитието на научното познание. Ако не работи, пак прекрасно. Значи, отхвърляме част от старите хипотези и продължаваме напред в други. Така че науката не е да знаеш и да помниш, а да знаеш как да търсиш, да се съмняваш и да проверяваш. Затова всяка една наука, както и космическите науки, са пазар на идеи.
Едновременно с това обаче Космосът е и реален пазар, където водещи частни космически компании като известните предприемачи Илън Мъск, Джеф Безос, Ричард Брансън инвестират милиарди и печелят милиарди, за да покажат, че Космосът вече е достижим не само за огромни конгломерати от държави като САЩ и Съветския съюз преди, сега Руската федерация, Индия, Китай в момента. Но сега всеки, който има идея за космически бизнес, може да плати, и то не прекалено скъпо, да си купи наноспътник, произведен в България. В България има водеща частна космическа компания, която прави наноспътници на световно ниво. Може да закупите от интернет дори наноспътник, да резервирате за следващия възможен полет на ракетата Falcon 9 на Илън Мъск на компанията SpaceX и да излетите с ваша мисия.
Това може да го направи достатъчно богат гражданин, може да го направи достатъчно развит бизнес, може да го направи и всеки университет. По този начин Космосът е все по-достъпен за всеки. А щом нещо е достъпно, това означава, че пазарът има нужда от продукти, които да стъпят в него. Така че да, Космосът е пазар на идеи, пазар на стартъпи и в България имаме златния шанс в момента този пазар да се развива. Затова на всички, които в момента се чудят дали да изучават космически науки, бих казал „да“.
И най-доброто място да започнете, е в България, тъй като в Софийския университет, във Физическия факултет, имаме програма по аерокосмическо инженерство и комуникации. Курсовете в нея са разработени и тествани в партньорство с бизнеса, включително с водещата компания за наноспътници.
Девет от тези курсове, които са в програмата по аерокосмическо инженерство и комуникации, са валидирани и разработени заедно с Европейската космическа агенция (ESA) в рамките на образователен проект, единствения по рода си такъв Space Education for Bulgaria (Космическо образование за България) проект, който аз ръководих в рамките на периода от февруари '21 до февруари '23. Проектът приключи успешно и на практика позволява на всеки, завършил програмата по аерокосмическо инженерство и комуникации да придобие нужните умения за работа във всички водещи космически агенции по света или да направи собствен космически стартъп в България.
Освен това Космосът като пазар се подкрепя и от държавната администрация. Например Националният форум за съвременни космически изследвания и комуникации се подкрепя и е под патронажа на Министерството на иновациите и растежа. По същия начин всички програми на Европейската космическа агенция са отворени. В момента България е кооперираща държава, което означава, че всички конкурси, които са по плана за коопериращи държави, са само за български организации. Така че в момента всеки, който има идея за нещо космическо – научен проект, образователен проект, докторантска програма или космически свой стартъп, може да потърси финансиране, което да е специално за български идеи. Това е рядка възможност, която няма да продължи вечно.
Скъпо ли е изучаването на Космоса?
Зависи. Всъщност най-важното е човек да попадне в подходяща среда, в среда, в която може да работи с топ експерти, с топ учени, за да могат всички умения и идеи да бъдат разпространени и след това приложени на практика. Но да, образованието по физика изисква инвестиция. Тук мога да кажа в качеството си на зам.-декан на Физическия факултет, моят ресор е „Връзки с обществеността“ и работа с ученици и учители, че все повече ученици и учители идват и продължават да идват на наши събития като Дни на отворените врати, Дни на кариерата, кръжоци, които имаме редовно. Но още по-важно е държавата да продължи активно да подкрепя образованието по природни науки. Това, от което имаме нужда, е значително по-голяма инвестиция в програми като „Вихрен“. Това е програма за върхови изследвания и хора за развитие на европейска наука. Имаше само две такива сесии през 2018 и 2021 г. на Фонд „Научни изследвания“. Самият Фонд „Научни изследвания“, който е националният орган, който финансира науката в България, не е достатъчно финансиран като интензитет.
Тоест, ако искаме да видим още повече върхова наука в България както от страна на академиите, така и на университетите, имаме остра нужда от качествено национално финансиране. Европейското финансиране не може да бъде заместител на една постоянна качествена политика на подкрепа на изследванията от държавния бюджет. Иначе от гледна точка на образованието във Физическия факултет ние правим наистина много важни и ключови неща, но има значителна нужда от увеличаване на субсидията, която държавата дава за всеки един студент. Така че това, което бих си пожелал да се случи в следващите четири години, е да видя още по-активна инвестиция, още по-голяма решителност и визия от страна на държавата, която да подкрепи ключовите сектори. Това именно са природните науки и по-конкретно физическите науки. Тук освен Космоса са квантовите компютри. Тук, разбира се, са приносите в областта на медицинската физика, така че имаме добри стъпки, но още по-важно е да се направи голяма мащабна крачка, за да може в България не просто да следваме добри практики, а да създаваме наши добри практики.
Изминаха 54 години от стъпването на човешки крак на Луната. Защо ни е необходимо толкова много време, за да повторим това постижение?
Защото е скъпо. Истинската цена на програмата „Аполо“, в която работят над половин милион американски учени, е значителна част от брутния вътрешен продукт на САЩ в продължение на много години. И ако погледнат в ретроспекция, нашите зрители, слушатели и читатели ще видят, че след като американските астронавти Нийл Армстронг и Бъз Олдрин успешно стъпват на Луната след техните още десет колеги, които успяват да го направят, в САЩ започват брожения, протести, социално недоволство. Защо ще изхранваме астронавти, когато хората гладуват? Този въпрос е напълно резонен. Така че, когато мисията е изпълнена, сякаш няма нужда от Космос.
Слава богу, сега благодарение на предприемачи като Илън Мъск, който показа, че не е нужно да си огромен конгломерат от щати или пък огромна държава с огромен бюджет, за да постигнеш Космоса, всеки, който има достатъчно голям, но все пак достижим в рамките на една корпорация или дори достатъчно богат бизнес ресурс, може да си позволи Космоса. Затова сега сме в този момент, в който половин век по-късно отново можем да видим държавна агенция като НАСА да върви отново към Луната, а частни компании като SpaceX или Blue Origin да изпреварят или пък да партнират, както е в момента, с държавните агенции. Така че революцията на Космоса беше революцията на частните космически компании. Това го нямаше през последните почти 40 години.
Реалистична цел ли е стъпването на човешки крак на Марс?
Абсолютно. Да. И то вярвам в близките 20 до 30 години.
Какво ще търсим там?
Марс е трудна цел. Ние с вас ще видим в близките може би 3 години или по-малко стъпването на първите хора през този век на Луната. Стъпването на Марс ще бъде революция, която ще покаже, че човечеството вече не е закотвено само към една планета. Ако използвам думите на великия комуникатор Карл Сейгън: „Човечеството е родено в една прекрасна люлка и това е Земята“. Но човек не може винаги да бъде в люлка. Пътят към Марс и първите хора, които биха стъпили на Марс, ще бъдат не просто колонизатори на един нов свят. Те ще бъдат първите вестители на човечеството, които ще покажат, че ние можем да бъдем междупланетен, а следващата стъпка може би в близките векове, надявам се, е да бъдем междузвезден вид.
Защо трябва да сме междупланетен вид? Да изучаваме Космоса е едно, но защо трябва да се заселваме на други планети?
Три причини ще изброя защо трябва да изучаваме Космоса. Първо, защото това е част от търсенето на отговори на вечните човешки въпроси: „Защо сме тук?“, „Откъде идваме?“, „Накъде отиваме?“. Да, може би космическите изследвания няма да ни дадат отговора на това накъде отиваме. Това зависи от нас, от начина, по който съчетаваме етиката с науката, технологиите. Може би няма да ни дадат и пълния отговор на въпроса защо сме тук. Но научавайки повече за това, че Земята не е уникална, има и други планети, научавайки повече за произхода на живота в цялата Вселена, разбирайки дали сме уникални, ще бъдем максимално близко до въпроса откъде сме дошли. А това е ключово познание, което надминава не само физиката като наука. Това е фундаментален въпрос за нас, хората. Ние искаме да знаем защо има нещо, а не нищо, защо сме тук. Е, Космосът е пътят към намиране на най-пълните отговори на този въпрос.
Това е философската страна. Чисто практично Земята е прекрасна планета, но ние все повече виждаме, че Земята е свързана система и ефектът от нашата индустрия чрез причиненото от човека глобално затопляне, което извън всякакво съмнение има антропогенен, причинен от нас произход, е нещо, с което ние трябва да се справим. И ако не можем да го спрем, можем да се адаптираме така, че Земята да остане достатъчно дълго подходяща за живот за нас, хората. Това означава обаче, че имаме нужда от много повече наука, много повече образование и много повече технологии и много повече хора, които да избират природни, инженерни науки и математика като свое призвание. Тоест в чисто приложен план изучаването на Космоса дава голямата картина, дава възможността ние, бидейки откриватели като човешки вид, да видим как да приложим върха на технологиите в една качествено нова среда. Ще дам и конкретен пример, за да не бъде твърде общо.
В момента на Марс се извършват полети на безпилотно летателно средство. Това е хеликоптерът или дронът Ingenuity, част от мисията „Марс 2020“ към марсохода Perseverance на НАСА. Вече може би са минали над 40, ако не и повече полети. Става дума за технологична демонстрация, която позволява оттук насетне всяка една мисия до друга планета или луна на планета да има безпилотни летателни средства. Това защо е важно? Защото ако роувърите са бавни, безпилотните летателни средства могат много по-бързо да обиколят, да картографират цялата планета и след това да видят къде е подходящо за пилотирани космически мисии например. Така че второто важно нещо е, че по този начин в Космоса тестваме върха на технологиите.
И третото важно нещо – върхът на технологиите – Космосът, е най-доброто място да ги проверим дали и как работят, след това влизат в нашия живот. Ще започна с нещо, което навлиза с телескопите през 17. век. Ето, аз съм късоглед и моят недъг не би било възможно да бъде коригиран, ако не е възходът на холандските майстори, които са правили лещи, които сега използваме за телескопи на Земята и в Космоса. Нещо друго, което също касае голям брой хора. За съжаление, това е протонно-емисионната томография, която е свързана с различни туморни заболявания и следене на техните процеси. Ами това нямаше да е възможно без ускорителни комплекси като ЦЕРН – Центъра за ядрени изследвания, където е най-големият и мощен LHC, на който, между другото, редовно работят и в момента, докато говорим, специалисти от Физическия факултет на СУ. Така че това, което се тества в Космоса, не е само фундаментално и само технологична демонстрация. То води до по-добър живот за нас тук и за нашите близки.
Разкажете ни за българските екзопланети.
В рамките на катедра „Астрономия“ към Физическия факултет на СУ от средата на март месец 2022 г. успешно се изпълнява проектът „Екзорестарт“. Това е проект, финансиран от програма „Вихрен“ в конкурса за 21-ва година, подкрепен от Фонд „Научни изследвания“. Проектът търси екзопланети по данни от най-добрите наземни и космически телескопи. Анализира ги със софтуер, направен от ръководителя на проекта доктор Трифон Трифонов, който е напълно достъпен за всички. Бих окуражил всички, които в момента се чудят има ли българската астрономия световен принос, просто да напишат Exo-restart – името на нашия проект, и ще видят над 12 вече открити екзопланети от екипа с участието на български астрономи.
Доктор Трифон Трифонов е един от най-добрите специалисти в света за анализ на данни за екзопланети и целта на екзорестарт е не по-малко от това да подобрим параметрите на всички вече 5500 към днешна дата и нарастващи с всяка седмица екзопланети. Как? Всяка една звездна система се управлява, описва от силата на гравитационното взаимодействие. Но нито една друга научна група освен нашата не включва в своите анализи взаимодействието между планетите.
Ако тук имаме звезда, имаме една и втора планета. За да опишем точно орбиталните параметри на планетите, трябва да вземем гравитационното взаимодействие не само на звезда и планета, а и на планетите помежду си. Такъв тип мултипланетен динамичен анализ ще позволи да подобрим параметрите като орбитални параметри, разбирайте как планетата обикаля, на какво разстояние, за всички новооткрити системи и това вече го правим. Софтуерът, който се използва се казва Exo-striker. Екзострайкър е напълно свободен open source софтуер, който може да бъде свален от платформата GitHub, и в него, стига да имате интернет, зареждате данни от всички телескопи, които са публични.
Тъй като гражданите финансират научните изследвания, значи, гражданите трябва да имат достъп до научните данни. И ако вие искате да търсите екзопланети, сваляте Екзострайкър. Имаме много добра страница, в която е описано как да анализирате данни. Избирате дадена звездна система и ако намерите екзопланети, пишете ни. Ще публикуваме публикация заедно. Ще дам един пример за откритие, в което аз участвах активно в началото на март месец 2023 г. С екипа с данни от космическия телескоп ТЕС данни от колегите от Католическия университет в Чили открихме две чисто нови екзопланети. Те се намират на малко повече от 900 светлинни години от нас и интересното е, че са планети, които са много по-големи от газовия гигант Юпитер, но са планети, родени заедно, и това, че са родени заедно, означава, че те заедно са се движели към своята звезда в милионите години на първоначална еволюция.
След което са се заключили в специална орбитална конфигурация. Първата по-близка планета прави една обиколка около своята звезда, докато за същото време другата планета прави половин обиколка. Или казано по просто, едната планета прави две обиколки, а другата прави една. Тоест резонанс две към едно. Такъв тип системи, при които имаме мултипланетен резонанс, са изключително редки. Фактът, че ги намерихме, позволява да отхвърлим едни теории за планетообразуването и да подобрим други. Това откритие беше много бързо публикувано в престижно списание с висок импакт фактор. По този начин българската астрономия дава за пореден път своя качествено нов принос. Така че имаме страшно много какво да разкажем за българските екзопланети, и всеки, който иска да бъде астроном, откривател на екзопланети, може да го направи в България.
Ако трябва да дадете съвет на младите хора, които сега се чудят да се занимават ли с наука, или не, какво бихте ги посъветвали?
Не спирайте да мечтаете, и правете това, което искате. Науката дава способността човек да решава проблеми, независимо дали това са проблеми от типа „Как да намеря нова планета в Космоса?“, или са проблеми: „Как да направя банков софтуер по-добър и по-сигурен?“. Всяко едно обучение по природни науки, химия, биология, физика, инженерни науки, математика дава възможността да видите как да подходите към всеки един проблем, да намирате решение, което работи, как да работите с база данни и как след това решението да бъде приложено за всеки проблем. Затова образованието по наука ви позволява да бъдете IT специалисти. Много колеги във Физическия факултет са работили или работят и като IT специалисти, но едновременно с това има много физици, които работят в банковия сектор в счетоводния сектор.
Има много колеги, които са преподаватели, много колеги, които работят в научни музеи. Всъщност, когато човек може да мисли рационално и да решава проблеми, няма значение какъв тип ще бъдат тези проблеми. Затова обучението по природни науки е една много добра основа. Едновременно с това всеки, който има интерес към изкуствата, може да има ключово конкурентно предимство, имайки образование по природни науки. Аз самият имам опит с включването на умения от театъра и от комуникация на науката в преподаването и мога да кажа, че важно е човек да не спира да излиза извън зоната си на комфорт, да тества и да мечтае. Така че какъвто и човек да избере да бъде в своя живот, просто науката дава подготовка как да намираш решения, а това е най-важното.
