Космосът, няколко години по-късно*

* 29.05.2023: Oсем години след първото ни интервю, в Космоса и работата на Хенк Хукстра се е променило и много, и малко. Тук може да видите какво смята той за бъдещето на космологията, космическите амбиции на технологичните гиганти и мястото на хората в Kосмоса (да, те все още не са създадени за там).

В предишното си интервю споделихте, че ускореното разширяване на Вселената заради тъмната енергия е може би едно от най-важните открития в космологията. Това продължава ли да е така?

Нещата не са се променили много оттогава. Все още нямаме достатъчно добро обяснение защо разширяването на Вселената се ускорява. Единственият план за действие, поне засега, е да събираме голям обем от данни за дистрибуцията на галактиките и тъмната материя в нея. Изстрелването на Евклид – сателит на ЕКА (Европейската космическа агенция), който ще изучава тъмната Вселена – ще е огромна стъпка в тази посока. Интересно е, че отскоро има леко несъгласие по въпроса за това колко бързо всъщност се разширява Вселената в момента: директните измервания в нашата позната Вселена леко се различава от това, което е изведено като данни от остатъчната радиация на Големия взрив. Това може да е първия знак, че нещо ново предстои да бъде открито, но може и просто да индикира проблем с данните. Това са доста трудни за направа измервания, но Евклид е способен бързо да разясни този въпрос. Един вид, предстоят ни вълнуващи години.

Изполвайки данни от Хъбъл, както и наземни наблюдателни станции, астрономите най-накрая улавят черна дупка със звездна маса на 5,150 светлинни години от Земята. Най-вероятно не е единствената?

От известно време знаехме, че съществуват огромни черни дупки в централните региони на галактиките, включително в нашия собствен Млечен път. Дори миналата година бе публикувана снимка на тази конкретна черна дупка. Тя е наистина огромна – 4 милиона пъти по-голяма от Слънцето. Това е много, но също така знаем, че има черни дупки хиляди пъти по-големи дори от тази. Доказателствата за това идват от така наречените гравитационни вълни, които се получават, когато две черни дупки се съединят. За пръв път това е забелязано през 2015, но оттогава се вижда постоянно. Откритието, към което реферирате, е една конкретна черна дупка със звездна маса, която е много по-трудна за откриване, просто защото е невидима. За щастие, теорията за гравитацията на Айнщайн доказва как масата изменя пространството около себе си. Едно от последствията е, че светлината от една далечна звезда, например, се увеличава, тъй като светлината се пречупва около черната дупка. Именно така е открито и самото явление черна дупка. Хората отдавна са търсели това като потенциален източник на тъмна материя. Но ако това беше така, щяхме да виждаме много повече черни дупки. Така че тъмната материя е нещо различно, но все пак това откритие е важно. Това е само началото и предстои да бъдат открити още много черни дупки, както и информация за техния брой и как точно се получават.

Тъмна енергия, тъмна материя, черни дупки – Космосът изглежда като едно доста тъмно място. Можете ли да обясните тези явения по възможно най-достъпния начин?

Да изучаваш Вселената ти дава перспектива за собствена ти значимост или незначителност, а удивлението към Космоса съществува от много, много време. В миналото, през повечето време хората си създавали свои собствени идеални модели на Вселената. Но научният напредък, най-вече този през 20 век, носи една съвсем различна представа за нея. Някои биха определили направените открития като изненадващи, но няма никаква изненада в това Вселената да се окаже нещо много по-различно от това, което си представяме.

Най-лесни са обяснение са черните дупки, защото те са последствие от теорията за гравитацията на Айнщайн: ако достатъчно маса е компресирана в малък обем, пространството се изкривява дотолкова, че дори светлината не може да избяга от това гравитационно притегляне. Не можем да разберем напълно какво се случва в самата черна дупка, но е достатъчно интересно как тези невероятни обекти в миналото са били „предречени”, а сега се уверяваме, че наистина съществуват.

Тъмната материя е по-трудна за обясняване, защото доказателствата са просто емпирични. Когато се вгледаме в движенията на звездите в перифериите на галактиките, забелязваме, че се движат твърде бързо. Можем да предвидим колко бързо трябва да се движат, наблюдавайки количествата звездна светлина, защото тяхното движение трябва да е такова, че да балансира гравитацията. Но щом се движат толкова бързо, значи нещо причинява допълнителна гравитация. По същия начин можем да видим как масата на галактиките изменя пространството около тях, отново заключвайки, че това се дължи на допълнителна гравитация. Вярваме, че тя се дължи на огромния ореол от тъмна материя, която заобикаля всяка галактика, но не знаем какво представлява тъмната материя сама по себе си. Водещата теория е, че това е основна форма на материя, която е буквално невидима. Обаче експериментите, които са се опитали да уловят частици тъмна материя, засега са безуспешни.

Най-трудна за обяснение е тъмната енергия. От 1998 знаем, че разширението на Вселената се ускорява. Това откритие дойде като пълна изненада и никой няма идея защо се случва. Всяко възможно обяснение създава нови проблеми. Има вероятност то да се дължи на основните свойства на празното пространство, на вакуума – може да съдържа някакъв вид „енергия”, от където идва и терминът „тъмна енергия”. Това в никакъв случай не е добро физично описание, но е живописно и затова и остана. Но наистина сме тотално ненаясно с нейната природа и можем да я наречем един от най-големите проблеми в съвременната физика, заедно с тъмната материя.

От години работите по сателита Евклид. Кажете ни повече за ролята си в тази мисия на Европейската космическа агенция (ЕКА) и дали сте готови да я стартирате през 2023?

Евклид е голям, предимно европейски проект, по който работят около 2000 души, от инженери до учени. Моята роля е да координирам изследванията на тъмната материя и тъмната енергия, използвайки слабо гравитационна леща. Както споменах по-рано, огромните обекти изкривяват пространството наоколо – тъмната материя около галактиките прави същото, което води до малки промени във формите на галактиките. Евклид е създаден да измерва това невероятно точно, а моята роля е да определям научните нужди, да проверявам дали мисията може да ги постигне и да разрешавам проблеми, ако такива се появят. Друга част от проекта е управлението на хора. Например, създаваме политики, които се надяваме да дадат сигурност, че всички хармонично могат да използват тези данни.

Проектът отложи началото си, планирано за 2020. Каква беше основната причина – пандемията и после войната ли – и как тези събития промениха плановете ви и начина ви на работа?

Когато пандемията настана, проектът вече се беше забавил по различни причини. Самата пандемия се отрази много малко, защото най-важната работа беше свършена преди локдауна. Но докато изследвахме елементите на телескопа, се появиха технически проблеми, чието отстраняване доведе до забавяне на цялата тестова програма. Точно когато си мислехме, че ще успеем да стартираме през март 2023, започна войната. Това оказа огромно влияние, защото Евклид трябваше да бъде изведен в орбита с ракета Союз от Френска Гвиана. Това вече нямаше как да се случи и трябваше да потърсим алтернативи. За щастие, благодарения на тежката работа, свършена от ЕКА и SpaceX, стана възможно да стартираме с Falcon 9. Звучи невероятно, но цялата работа по това отне около 6 месеца, а не обичайните няколко години. Така че планираме извеждането за юли месец, което оставя съвсем малко време за подготовка.

ЕКА ще работи със SpaceX на Илън Мъск, за да изведе в орбита телескопа Евклид и астероидната мисия Хера, замествайки руската ракета Союз с Falkon 9. Kакво е мнението Ви за SpaceX и защо ЕКА избраха тях?

По други причини ЕКА проучваше възможността да използва ракета Ariane 6 като резервна опция за изстрелването на Евклид, но представянето ѝ беше значително забавено и ще бъде още по-забавено, защото Аmazon планират да представят много нови продукти преди това. А Falcon 9 беше избрана, защото по технически характеристики силно се доближава до Союз. На SpaceX отне невероятно малко време да покаже, че тяхната опция е абсолютно подходяща, така че ЕКА избраха да работят с нея. Това е доста необичайна ситуация, но ако мисията Евклид бъде отложена още напред във времето, това ще окаже огромен ефект върху нея. Не само ще изгубим своята конкурентоспособност (все още сме една крачка напред), но и е възможно членове на екипа да се насочат към други проекти. Много съм щастлив, че най-накрая всичко се подреди. Последната година беше изключително динамична.

Съществува състезание между различните компании за космически технологии. Какво мислите за това и трябва ли да съществуват регулации в тази сфера?

Ясно е, че частните компании, особено SpaceX, внасят нови идеи в сферата ни, но е важно да се осъзнае, че не са започнали от нищото – те са се възползвали невероятно много от съществуващите знания, трупани с години от „старата” космическа индустрия. Очевидно е, че конкуренцията ни движи напред, но тя може да доведе до нежелание за споделяне на знания, както се случва във фармацевтиката. Но най-вече, комерсиалната експлоатация на космоса може да има неблагоприятен ефект. Например, сателитите Starlink затрудняват астрономическите наблюдения, но нямаме какво да направим по въпроса. Друг притеснителен фактор е количеството сателити в Комоса, което може да доведе до повече инциденти. В този ред на мисли – да, регулациите са наложителни, преди да стане твърде късно.

Кои са най-добрите държави в космическата научна работа в момента?Известно е, че Индия инвестира много в сферата.

Но е хубаво да виждаме как нови и нови държави се присъединяват към изследванията и си колаборират с вече утвърдени партньори. Страни като Индия имат да извървят дълъг път, и най-добрите места за космическа наука все още са Европа и САЩ. NASA наскоро изведе в орбита телескопа James Webb, което е огромна стъпка напред, а ЕКА също разполага с чудесен набор телескопи.

Вие сте учен, посветен на гледането отвъд звездите. Все пак, имайки предвид, че хората са все така жестоки и примитивни, както преди векове, какво мислите за чисто човешкия прогрес?

Това не само е притеснително, а е направо депресиращо.

Но ако говорим за по-близкия на нас свят, ексцесът при социалните медии показва, че невинаги сме наясно с ефекта, който могат да окажат технологиите, особено в неправилните ръце. Хората злоупотребяват с тези инструменти за собствена изгода, разпространявайки дезинформация и откровени лъжи. Това беше най-очевидно по време на пандемията – всички учени приеха ваксината, но много хора се обявиха не само против нея, но и против съществуването на самия вирус.

Подобен проблем е начинът, по който (не) се справяме с глобалното затопляне. До голяма степен то се дължи на технологичния напредък, който значително е подобрил ежедневието ни. За съжаление, няма как да продължаваме по същия начин. Учените открай време предупреждават за последствията, но повечето хора все още не успяват да променят навиците си. Много от всекидневните ни решения са емоционално обусловени. Наясно съм, че е трудно да бъде иначе, но е нужно колективно да действаме по-рационално, ако искаме да се справим с проблема – ако не за нас, то в името на бъдещите поколения.

Каква е ролята на креативността в работата Ви? В предишното си интервю споменахте, че сте почитател на съвременния танц. Къде се срещат науката и изкуството?

В края на краищата, науката е редукционистка – започваме с колко се може повече идеи, но се спираме на тази, който обяснява данните най-ефективно. Изходът не зависи от учения. Но на практика, много проблеми трябва да бъдат решени и много нови идеи трябва да бъдат изследвани. Тук е мястото на креативността. А науката умее и да вдъхновява. През последните години взех участие в няколко колаборации с артисти. Например, през 2020 консултирах Thijs Biersteker по проект за откриването на тъмната материя, който бе поръчан от Dublin Science Gallery, “Dark Distortions”. За съжаление, пандемията попречи на проекта да стигне до публиката. Бих споменал и Open Space с Nederlands Dans Theater, световна институция в съвременния танц. В период от две седмици двама колеги и аз вдъхновихме танцьори, хореографи и композитори да изследват Космоса през танц. Беше страхотно да наблюдавам как се развива творческия процес. Надявам се тези ми начинания да продължат.

Все още ли вярвате, че „хората не са създадени за пътуване в космоса”?

Тук нищо не се е променило – биологичните системи, каквато е тялото ни, се променят бавно и са адаптирани към живота тук на Земята, където атмосферата ни защитава от радиация. Космосът е безмилостна среда с невероятни разстояния. Междузвездното придвижване отнема много повече време от един човешки живот, а и кой би искал да прекара целия си живот в клаустрофобичен космически летателен апарат без да изживее всички неща, които всеки ден приемаме за даденост. За повечето хора локдаунът беше достатъчно труден, представете си целия си живот така…