Проф. Мартин Хендри, част от екипа, получил Нобелова награда за физика за откриването на гравитационни вълни, разказва за тях, какво би казал Айнщайн днес и кое е общото между науката и изкуството
Мартин Хендри е преподавател по гравитационна астрофизика и космология в университета в Глазгоу, където също е секретар на Сената и заместник-директор на университета. Преди да стане зам.-директор, е бил ръководител на Училището по физика и астрономия между 2012 и 2020 г. Той е старши член на научното сътрудничество LIGO: глобалният екип от повече от 1500 учени, които със своите колеги в сътрудничеството Virgo направиха първото откриване на гравитационни вълни – откритие, удостоено с Нобелова награда за физика за 2017 г. Мартин е сътрудник на Института по физика и също така е сътрудник (и понастоящем вицепрезидент) на Кралското общество на Единбург – Националната академия на Шотландия. Той е страстен защитник на научното образование и комуникация и през 2015 г. е награден с Ордена на Британската империя от кралица Елизабет за заслуги към общественото разбиране на науката. (Снимка: Economy.bg)
Проф. Хендри бе част от тазгодишния есенен форум Ratio. Именно по време на това събитие Economy.bg се срещна с него. Говорихме за гравитационните вълни, защо са важни, кога и как е решил да стане учен, как се обясняват сложни научни концепции на прост език, какво би казал Айнщайн, ако можеше да ни види днес и кое е общото между науката и изкуството.
Как станахте учен?
Има много различни влияния. Едно от тях е, че живеех в такава част от Шотландия, където небето беше много тъмно. Това означава, че, разхождайки се вечер, можете да видите звездите и това беше наистина впечатляващо. Честно казано, по-голямо влияние вероятно оказа гледането на „Междузвездни войни“ на кино, когато бях на перфектната възраст. Всъщност преди няколко години, когато „Междузвездни войни: Епизод VII – Силата се пробужда“ излезе по кината, аз вече бях професор, ръководител на астрономията в моя университет и написах статия за вестниците, в която казах, че вдъхновението да стана учен наистина идва от „Междузвездни войни“.
Защо решихте да участвате в Ratio Forum?
Участвах в онлайн форум на Ratio през 2021 г. Мисля, че поради пандемията всичко беше онлайн и ми хареса много. Когато те попитаха: „Искаш ли да дойдеш лично?“, с удоволствие се възползвах от възможността.
Гравитационните вълни са едно от най-вълнуващите открития през последните години. Какво ги прави толкова важни за нашето разбиране за Вселената?
През последните 100 години ние постепенно отворихме целия електромагнитен спектър. И така, исторически погледнато, сме наблюдавали небето с очите си и с телескопи, виждащи оптичните дължини на вълните на светлината. След това през миналия век, успяхме да наблюдаваме Вселената в гама-лъчи чак до радиовълни. Но гравитационните вълни са напълно различен спектър от радиация, така че това отваря изцяло нов начин за тълкуване и разбиране на Вселената. И защо е толкова специално? Защото за производството на гравитационни вълни са необходими много енергични, може да се каже, много бурни космически събития като експлодиращи звезди или сблъскващи се черни дупки. Това са ситуации, които не бихме могли да наблюдаваме със светлина. Така че виждаме уникална гледна точка към тези насилствени и енергични събития.
Айнщайн е предсказал гравитационните вълни преди повече от век. Какво мислите, че би казал той, ако види технологичните постижения, които правят възможно откриването им?
Мисля, че малка част не би го изненадала, защото в теорията му отпреди 100 години е заложено осъзнаването, че гравитацията е много слаба. Ние не мислим за това толкова много в ежедневието си, защото изпитваме гравитация през цялото време. Ако скоча във въздуха, гравитацията ме дърпа надолу. Но в космически мащаби гравитацията всъщност е много слаба. Това, което имам предвид, е, че за да създадете гравитационни вълни, трябва да промените гравитационното поле, влиянието на звездите или галактиките или нещо подобно. И честно казано, дори звездите като Слънцето не променят много гравитационното си поле. Така че вълните, произведени от обект като Слънцето, не са достатъчно силни, за да ги измерим. Трябва да има много по-екстремна гравитация, както описах преди – сблъскващи се звезди или експлодиращи звезди. И следователно Айнщайн, мисля, би бил малко изумен от всички тези екстремни обекти, които съществуват там, неутронни звезди и черни дупки, експлодиращи звезди, наречени супернови. Но от факта, че трябва да използваме тези типове събития за откриване на гравитационни вълни, той няма да бъде толкова изненадан, защото всъщност през голяма част от живота си не е смятал, че някога ще открием гравитационни вълни, защото са толкова мънички, толкова слаби.
Какво мислите, че крие бъдещето за изследването на гравитационните вълни с напредването на технологиите? Има ли нови открития на хоризонта?
Ние със сигурност мислим така. В известен смисъл най-интересните нови открития са нещата, които дори не знаем, че все още не знаем, изненадите, неочакваните открития. Но ако мислим само за очакваните открития, тогава има определени видове събития, които все още не сме открили, но бъдещите ни детектори ще бъдат по-чувствителни и очакваме да ги открием. Досега събитията, които сме виждали, са две звезди, обикалящи една около друга, две черни дупки, две неутронни звезди или понякога една неутронна звезда и една черна дупка. Така те произвеждат силни сигнали на гравитационни вълни. Но ако имате една звезда, неутронна звезда, обикаляща много бързо, въртяща се много бързо, тя може да произведе гравитационни вълни. Търсихме ги. Все още не сме ги открили, но очакваме през следващите години. Какво ще ни каже това? Е, това ще ни даде уникална представа за вътрешната структура на неутронна звезда, малко като сеизмолозите, които могат да изследват вътрешната структура на Земята чрез измерване на вълните, които предизвикват земетресения. Така че можем да търсим трусове на неутронни звезди и да ги откриваме в гравитационни вълни и да научим за тази невероятно екзотична среда вътре в тези компактни звезди.
Вие сте известен с публичната си дейност. Как се обяснява нещо толкова сложно като гравитационните вълни на неспециалисти?
Разбира се, това е предизвикателство, но мисля, че би било наистина жалко, ако го избягвахме. Ако кажем: „Добре, трябва да оставим всички подробности, защото хората няма да ги разберат“. Дълго време аз не го разбирах, но мисля, че истинският тест, ако чувствате дълбоко в себе си, че имате разбиране по дадена тема, е можете ли да я обясните на някой друг. Така че винаги съм намирал, че работата с обществеността е много възнаграждаваща поради тази причина. И мисля, че това, от което черпя, са метафори и картини, за да се опитам да дам усещане за това, което се случва. Понякога тези метафори не са перфектни. Например често използваме идеята за батут като огъване на времето и пространството. Всъщност не е така, но дава на хората незабавна представа какво измерваме. Ние измерваме промените в кривата на времето и пространството, малко като измерване на кривата на батут, когато някой скочи отгоре, и тези видове илюстрации не са перфектни, но са толкова полезни, че можете да споделите с хората, че не са перфектни и да им помогнете да работят отвъд метафората и отвъд илюстрацията. А Вселената е странно място. Знаете ли, може да има допълнителни измерения отвъд измеренията на пространството и времето, които редовно наблюдаваме. Как си представяте това? Но мисля, че споделянето на тези предизвикателства с публика може да ме направи по-добър учен, както и споделянето на може би известно разбиране с публиката.
Защо е важно хората извън научната общност да разбират астрофизичните открития като гравитационните вълни?
За мен има много причини. Първо и може би най-важно, имам страст да споделям тези открития, защото се гордея, че човешки същества са успели да ги направят. И ги намирам някак не само интересни от научна гледна точка, но и естетически интересни или художествено интересни. Те ми говорят по същия начин, по който биха го направили картините, музиката или операта. Така че мисля, че това е нещо в културно отношение, с което можем да се гордеем. Но някои хора търсят по-практическа полза от тези открития. И основните примери биха били технологиите, които сме разработили, за да ни позволят да откриваме гравитационни вълни. Ние го правим с помощта на лазери. Подхвърляме лазери напред-назад между огледала в много големи детектори, дълги километри. И например покритията на огледалата трябва да са суперпрецизни и суперотразяващи, за да сме сигурни, че запазваме възможно най-голяма част от лазерния сигнал. И в крайна сметка това ще подобри покритията на вашия мобилен телефон. И понякога отнема може би години или десетилетие, преди най-модерната технология да бъде приведена от научни инструменти в ежедневни устройства, но това винаги се случва. И този вид иновация е една от причините, поради които смятам, че споделянето на нашата история е важно.
Защо е важно да говорим за наука?
Този въпрос вероятно е по-всеобхватен и от предишния. Споделянето на вълнението от самите открития и потенциала за полезни иновации, произтичащ от това изследване – и двете са важни. Но тогава може би някой ще каже: „Да, но какво общо има това с мен?“ Нуждаем се от следващото поколение учени и иноватори, които да застъпят, за да поемат предизвикателствата на въпросите, на които все още не сме отговорили, за да разработим технология, която е отвъд настоящите ни възможности. Така че за мен това е друг важен аспект от споделянето на нашите открития – да вдъхновим следващото поколение учени.
Космосът е пълен с изненади. Има ли скорошно откритие в астрономията или в астрофизиката, което да Ви изненада?
Да, така мисля. Преди 2 години беше изстрелян космическият телескоп „Джеймс Уеб“, като една от основните му цели беше да наблюдава много далечни галактики. Може би първите възникнали галактики. Казах в началото, голямото ми вдъхновение да бъда учен бяха „Междузвездни войни“, думите: „Преди много време в една далечна, далечна галактика“. Изучавам това всеки ден. И голямата изненада беше, че „Джеймс Уеб“ е наблюдавал много далечни галактики, които вече изглеждат доста зрели, доста добре развити, с много напълно оформени звезди. И това е изненада, защото по същество смятаме, че тези галактики са толкова далеч, че Вселената е била много млада, когато тази светлина е била излъчена. Как е имало достатъчно време галактиките да се формират и да станат толкова зрели? Все още не знаем. Така че за мен това е един от въпросите, които се надявам да разрешим през следващите години.
Какъв съвет бихте дали на младите хора с интерес към Космоса и науката?
Ако са очаровани [от науката], независимо каква е страстта им, те може да искат да бъдат музиканти, художници, да пишат литература. Възможно е да имат тази страст към науката заедно с друга кариера. Но ако наистина искат да станат учени, тогава става дума само за упорита работа в училище. Става дума за изучаване на математика, защото това също е наистина решаващо, заедно с физика, химия или инженерство. Не е лесно. Изисква много упорита работа, но е много, много възнаграждаващо да чувстваш, че си част от откриването на нови неща, които никога не са били известни преди. Но както казах в началото, дори и да не искате да сте учен, пак можете да оцените науката. Точно като [мен] никога не съм се обучавал за музикант, но мога да слушам музика и да си помисля: „Уау, това е невероятно!“. Можете да направите това и с науката.
