11 лютого світ відзначає Міжнародний день жінок і дівчат у науці. Тож редакція Work.ua поспілкувалася з Оленою Компанієць — астрофізикинею, молодшою науковою співробітницею та прессекретаркою Головної астрономічної обсерваторії НАН України, освітньою координаторкою науково-популярного лекторію для дітей Science Kids від ГО INSCIENCE.

Запитали про те, чим займаються астрофізики, чи варто молоді йти в науку та як повномасштабне вторгнення впливає на роботу обсерваторії. І, звісно ж, не оминули увагою гороскопи й ретроградні планети 🪐💫

Як проходить робочий день астрофізиків

— Розкажіть, у чому полягає робота астрофізикині? Бо на думку спадають лише ідеалістичні образи спостереження за зорями :)

— Астрофізика дає змогу зрозуміти як влаштований космос. Це ті самі фізичні закони, які діють на Землі, але в набагато більших масштабах. На відміну від інших напрямів науки, у яких можна проводити експерименти та спостерігати щось повторно, в астрофізиці зазвичай спостерігаємо явище лише один раз. Зоря не може повторно вибухнути спеціально, щоб ми встигли записати, як це відбувається.

У цій сфері є багато різних напрямів: пошуки інших планет, дослідження зір та їхньої еволюції, вивчення інших чи нашої галактики. За кордоном є і нові напрями. Наприклад, астробіологія — пошуки життя за межами Землі.

Бо ж усім цікаво, чи існують іншопланетяни? А якщо так — то які вони? Щоб дати відповідь на це запитання, потрібні знання з фізики, астрономії та біології. Так і з’являється астробіологія.

Я ж безпосередньо працюю у відділі позагалактичної астрономії та астроінформатики Головної астрономічної обсерваторії Національної академії наук України. Вивчаю близькі до нас галактики. Причому це так звані ізольовані галактики, або, як мені колись порадила говорити моя колега, — галактики-інтроверти. Вони саменькі, навколо них нікого немає, хто б на них зміг повпливати. Значить, усі процеси в них спровоковані лише внутрішніми чинниками.

— А який вид це має на практиці? Що ви робите, коли приходите на роботу?

— Зазвичай я працюю з даними найпотужніших космічних та наземних обсерваторій, які є у відкритому доступі. Особливість моєї роботи повʼязана з тим, що я працюю з даними, які охоплюють весь діапазон випромінювання: від рентгенівського та ультрафіолетового до радіо. Ми називаємо це мультихвильовим аналізом. Він допомагає нам отримати багато інформації про галактики та їхнє минуле. Адже все, що ми спостерігаємо у Всесвіті, вже давним-давно сталося. Ми бачимо галактики не такими, як вони є просто зараз.

Поки що в цьому напрямку працює всього кілька людей в Україні. Я опанувала цю методику на міжнародній школі з космології, яка проходила на базі Ягеллонського університету у Кракові, потім додатково проходила стажування в Центрі ядерних досліджень у Варшаві і в ще одній школі з космології в Мічиганському університеті.

Все починається з переліку галактик і пошуку інформації про них. Перевіряю, які дослідження були зроблені до мене. Бо нецікаво витратити рік свого життя, а потім виявити, що це вже було опубліковано. Потім — завантажую й обробляю спостережні дані. Наприклад, у мене є фотографія галактики, і я хочу зрозуміти, наскільки вона яскрава, але в різних діапазонах: як у тих, що видимі нашому оку, так і в тих, які ми не можемо побачити — ультрафіолетовому чи інфрачервоному.

Коли ми вивчаємо випромінювання в ультрафіолетовому та інфрачервоному діапазонах, то можемо оцінити, чи формуються там нові зорі. А коли ми беремо оптичний діапазон, то можемо зрозуміти, наскільки важка ця галактика: багато там зір чи мало, вона більша за нашу чи менша. В інфрачервоному діапазоні можна отримати інформацію про кількість пилу в галактиці.

— Ви сказали «витратити рік життя». Тобто кожне таке дослідження — це досить тривалий процес?

— Дослідження не роблять за один місяць. Потрібно зібрати дані, опрацювати їх, отримати результати, проаналізувати, а потім ще й опублікувати статтю в хорошому журналі. Лише ця публікація займає щонайменше пів року.

Крім того, на нас сильно вплинули нічні обстріли та блекаути. Бо через відключення світла ми не завжди можемо запустити обчислення на комп’ютерах, якщо воно має тривати понад шість годин.

Якщо вимикають світло — комп’ютери теж вимикаються, і доводиться робити все спочатку. Це значно збільшує тривалість роботи, бо замість того, щоб запустити одну модель із великою кількістю параметрів і дочекатися результату, нам доводилося частково перебирати вручну.

Уміння працювати в команді й англійська — які навички необхідні науковцям

— Як ви вирішили прийти в цю професію? І яку освіту потрібно для цього здобути?

— Усе просто — мені це подобалося з дитинства. Я виросла в селі на Херсонщині. На жаль, воно зруйноване. Там, на березі вже колишнього Каховського водосховища, ми з татом дивилися на зоряне небо. Замість ляльок, яких, на жаль, досі купують дівчатам, навіть якщо вони не хочуть у це грати, у нас у сім’ї був телескоп. Уперше я подивилася в нього, коли мені було 6 місяців.

Я питала в тата про космос, і він мені пояснював, як Земля обертається навколо Сонця, що таке фази Місяця, чому буває день і ніч. Я пам’ятаю, як тато з м’ячиком і ліхтариком стрибав у кімнаті, демонструючи ці явища.

Але була проблема: я не розуміла математики до 9 класу, не могла розв’язувати навіть звичайні квадратні рівняння. Це був просто жах. Я розуміла, що для астрономії потрібно знати і математику, і фізику. Але спроби вступити до фізико-математичного ліцею були провальними. Мене взяли в один такий ліцей «на свій страх і ризик».

Усю старшу школу я тільки те й робила, що вчила математику. Навантаження було колосальне, але це дало змогу вступити на фізичний факультет Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

І тут ми підходимо до того, що для роботи в астрономії треба мати освіту фізика. Найкращий варіант — це фізичний факультет. В Україні зараз є чотири класичні університети, де можна здобути спеціальність астрофізика:

  • Одеський національний університет імені Мечникова;
  • Львівський національний університет імені Івана Франка;
  • Київський національний університет імені Тараса Шевченка;
  • Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна.

Це бажано, але не обовʼязково. Сьогодні в астрономії багато завдань можна вирішувати з допомогою IT. Тож якщо людина працює в IT, вона також може із часом перейти в науку. У нашій обсерваторії є окремий напрямок — астроінформатика. Мої колеги використовують різні методи машинного навчання для вивчення галактик, і навіть для пошуку екзокомет! Зокрема про їхнє відкриття екзокомети писали в журналі Scientific American.

— З математикою у вас справжня історія успіху! Причому не той «успішний успіх», який зараз транслюють, а реальна боротьба. Коли щось здавалося неможливим — і вдалося! Це справді круто.

З освітою розібралися. А потрібні для науковця якісь «мʼякі» навички? Бо поки що звучить так, ніби це рай для інтровертів… чи ні?

— Велику частину завдань можна виконати самостійно, якщо маєш достатньо навичок і знань. Але в науці все завжди зводиться до роботи в команді. Навіть якщо ти працюєш над своїм завданням, маєш узгоджувати його з командою, обговорювати чіткі строки. Наодинці неможливо зробити якесь справді серйозне відкриття. Тому, на мою думку, побудова комунікації між всіма учасниками команди є дуже важливою, аби робота була максимально комфортною.

Окрім навички роботи в команді, вкрай необхідне знання англійської. Адже треба представляти свої результати на конференціях, писати статті. Та і взагалі, у науці все відбувається англійською мовою.

Про астрологію, ретроградний Меркурій і Змієносця

— Пропоную вже відкрити цю скриньку Пандори й поговорити про міфи, дотичні до вашої роботи. Наприклад, чи буває таке, що люди плутають астрофізиків з астрологами?

— Так, дуже часто плутають астрономію та астрологію. Варто сказати, що астрофізика й астрономія — це про доказову науку. Астрологія ж — це псевдонаука, яка не має жодної наукової бази.

Астрологія стверджує, що сузір’я якось впливають на нас. Мовляв, розташування планети в певному сузір’ї чи її ретроградність може щось змінювати в житті людей. Але вся астрологія має зламатися, бо зодіакальних сузір’їв не 12, а 13. Є, наприклад, Змієносець.

От, наприклад, кажуть: якщо ви народилися в січні, то ви Козеріг. Але що це означає? Що Сонце в цей період перебуває в сузір’ї Козерога. А отже, саме це сузір’я в цей час не видно вночі, бо воно розташоване в тому ж напрямку, що й Сонце.

Але навіть це твердження не є правильним! Сонце реально не знаходиться в цьому сузір’ї. Ба більше, зорі, які формують це сузір’я, насправді ніяк не пов’язані між собою і розкидані по всій галактиці. Ми просто дивимося на них із Землі й нам здається, що вони формують певні фігури. Але якби ми поглянули на них з іншого боку, ці фігури вже не існували б.

Є ще один цікавий момент — прецесія земної осі. Земна вісь зараз, умовно кажучи, нахилена в певному напрямку, але вона описує конус у просторі з періодом 26 тисяч років.

Що це означає? Через прецесію змінюється положення осі відносно зір, а значить, поступово змінюється і те, які сузір’я можна спостерігати з певних широт Землі. Наприклад, з часом інші зорі займуть місце Полярної зорі, і зоряне небо матиме трохи інший вид для майбутніх поколінь.

Якщо ми порівняємо сучасний небосхил із тим, що був кілька тисяч років тому, то побачимо значну різницю. На момент вашого народження Сонце могло перебувати вже в іншому сузір’ї, ніж те, яке вказане в традиційному зодіаку. Адже астрологічні знаки були визначені понад дві тисячі років тому, але з того часу точка весняного рівнодення змістилася, і розташування Сонця на небі тепер не відповідає старим календарям.

До того ж зорі знаходяться так далеко, що жодним чином не можуть впливати на нас — навіть сила їхньої гравітації є невідчутною для Землі.

Але попри всі ці факти, професія «астролог» внесена до офіційного державного переліку професій. Це надає законні повноваження їхній діяльності, ба більше, у майбутньому може призвести до появи астрологічних кафедр. У той час як астрономія тут і зараз знаходиться на межі, і ми ризикуємо втратити цю галузь науки, якщо нічого не зміниться.

— А як щодо ретроградності планет? Що це взагалі означає? І чому найчастіше нас лякають саме ретроградним Меркурієм?

— Дійсно, Меркурій найбільше страждає від заголовків у медіа. Ми колись жартували, що для того, щоб отримати фінансування на наукові проєкти, треба йти до суспільства й казати: «Усі проблеми через ретроградний Меркурій! Дайте нам гроші, ми збудуємо ракету, знищимо Меркурій — й у вас усе буде добре».

Меркурій постійно згадують у цьому контексті, бо це найближча планета до Сонця, і вона робить повний оберт навколо нього всього за 88 днів. Тож вона буває ретроградною дуже часто.

Ретроградність — це оптична ілюзія, коли здається, що планета змінює напрямок свого руху на небі й починає рухатися назад. Уявімо, що ви щодня відзначаєте положення планети (наприклад, Меркурія) на зоряному небі. Спочатку вона рухається вперед, але в певний момент, коли проходить поблизу Сонця, здається, що починає рухатися у зворотному напрямку.

Це явище пояснюється тим, що планети обертаються навколо Сонця з різною швидкістю. Земля знаходиться далі від Сонця, ніж Меркурій, і має більшу орбіту. Коли швидша внутрішня планета — Меркурій або Венера — «наздоганяє» Землю і випереджає її, з нашої точки зору здається, що вона змінює напрямок. Насправді ж планета продовжує рухатися своїм звичайним шляхом, а ілюзія виникає через зміну нашої лінії спостереження.

Але річ у тім, що нічого не змінюється. Як Земля оберталася навколо Сонця, так і обертається, і жодним чином не впливає на події на Марсі.

До речі, ще інколи пишуть: «Марс у такому-то сузір’ї — усе погано!». Але ж насправді Марс не перебуває в жодному сузір’ї! Від нього до цього сузір’я — трильйони кілометрів. Ба більше, навіть до окремих зір цього сузір’я. Ми ж уже говорили, що вони ніяк не пов’язані між собою. Просто нам здається, що планета на небі ніби в цьому сузір’ї, бо ми бачимо все спроєктованим на одну площину.

— То що ж, можна шукати роботу й розміщувати вакансії під час ретроградного Меркурія?

— Так! Нічого страшного не станеться. Можна робити все, незалежно від того, яка планета нібито ретроградна. Я думаю, єдиний варіант читання гороскопів — це якщо у вас такий ранковий ритуал і ви читаєте лише щось на зразок: «Сьогодні у вас буде хороший день!»

Тоді це можна використовувати просто для підбадьорення ментального стану, особливо з огляду на умови, у яких ми зараз живемо.

— Насправді ми навіть писали статтю про те, чи законно згадувати в резюме бажаний знак зодіаку кандидата. Бо інколи роботодавці розміщують вакансії, де шукають Водоліїв. Чи Стрільців.

— Це ж жарт, правда?

— Ні, таке трапляється.

Магнітні бурі не винні в поганому самопочутті

— До речі, а як щодо начебто цілком наукового явища — магнітних бур? На одній зі своїх лекцій ви казали, що вони жодним чином не впливають на людей. А як же ці попередження синоптиків: «Метеозалежні — обережно! Наближається магнітна буря!»?

— Насправді це пишуть не синоптики, а журналісти. Магнітні бурі можуть впливати на роботу техніки, супутників, зв’язку. Але не на людей. Я ще не зустрічала науково обґрунтованих досліджень, які б підтверджували цей вплив.

Чому вони взагалі виникають? Якщо на Сонці відбувається спалах — велика кількість заряджених частинок викидається з поверхні — то через кілька днів до нас долітає потік цих частинок.

Але тільки якщо цей спалах спрямований у бік Землі. Часом у новинах пишуть: «На Сонці стався спалах! Чекайте магнітну бурю!». А потім астрономи починають кричати: «Стоп! Спалах був на зворотному боці Сонця! До нас нічого не летить!». Якщо ж спалах дійсно спрямований у бік Землі, то заряджені частинки долітають до нас за кілька днів.

Земля має магнітне поле. Воно працює за тим же принципом, що й поле звичайного магніту: силові лінії виходять з одного полюса й заходять в інший. Але магнітний і географічний полюси не збігаються. Заряджені частинки, що влітають у магнітне поле Землі, починають рухатися по спіралі, і ми можемо спостерігати полярне сяйво. Якщо частинок дуже багато, сяйво досягне й середніх широт.

Крім того, коли потік заряджених частинок рухається в бік Землі, він може стискати магнітне поле попереду. Через це воно трохи змінюється, але зміни дуже маленькі. З такими ж наслідками ви можете узяти до рук два магнітики з холодильника.

Тому магнітні бурі не можуть викликати головний біль чи проблеми з тиском. Скоріше, тут працює самонавіювання.

А от на зв’язок вони можуть впливати. Адже для зв’язку ми використовуємо електромагнітні хвилі, і заряджені частинки можуть створювати перешкоди. Також, якщо космічний апарат перебуває десь на межі магнітного поля Землі, то ці частинки можуть пошкодити його електроніку.

Магнітні бурі прогнозують у межах окремого наукового напряму — космічної погоди. Науковці спостерігають за Сонцем, оцінюють потужність спалаху й аналізують, наскільки ця буря вплине на зв’язок і техніку. Саме тому важливо робити такі прогнози. Проте досі не доведено, що магнітні бурі впливають на самопочуття людей.

Наука на часі, навіть фундаментальна

— Ви казали, що астрофізика — це фундаментальна наука. Тобто вона зараз начебто не має прикладного значення, але в майбутньому результати її досліджень можуть лягти в основу якихось відкриттів чи технологій. Сьогодні нерідко чуємо, що щось «не на часі». А наука, яка просто зараз не має практичного значення, — чому вона на часі?

— Хочу навести приклад. У 1915 році Альберт Айнштайн вивів рівняння загальної теорії відносності. До речі, у мене є татуювання із цим рівнянням. На той момент воно не мало жодного експериментального підтвердження. До нього ставилися дуже скептично.

Це рівняння описує, що гравітація — це не сила, а результат викривлення простору-часу. Тобто будь-який об’єкт, який має масу, викривляє навколишній простір і час. Відповідно до цієї теорії виявилося, що час — це не щось постійне.

Тривалість секунди на поверхні Землі та тривалість секунди на її орбіті різні. Це здавалося чимось абсолютно ненауковим і таким, що ніколи не матиме практичного застосування.

Але минуло менше ніж 100 років, і сьогодні без цього рівняння не працювали б GPS-супутники. Щоб точно визначити ваше місцезнаходження, потрібно щонайменше три супутники, які фіксують координати точки й зв’язуються з вашим приймачем у телефоні або іншому пристрої.

Час на орбіті йде швидше, ніж на поверхні Землі. Якщо не додавати поправки на різницю плину часу, не синхронізувати їх з одним годинником, то GPS просто не працював би.

У 1915 році це відкриття здавалося абсолютно відірваним від реальності — і ніхто не міг припустити, що воно матиме якийсь сенс. А сьогодні без нього неможлива жодна сучасна технологія.

— Звучить, наче наукова фантастика! Уявіть, якби в нас був такий двигун, ми б зібрали всю русню і відправили в іншу галактику!

— Саме тому треба фінансувати астрофізику!

Чому науковці змушені шукати додаткові джерела доходу

— Чи порадили б ви молоді йти в науку? І, якщо це коректне запитання, як заробітна плата, яку зараз держава може запропонувати науковцям, впливає на бажання (або небажання) йти в науку?

— Наука в Україні майже не фінансується. Усі науковці, які залишилися в Україні, — це люди, які дійсно горять своєю справою. Здебільшого ці люди, зокрема і я, мають додаткову роботу, бо вижити лише на зарплату науковця неможливо.

Після університету можна розраховувати на ставку провідного інженера. І це в кращому разі повна ставка. А базове фінансування покриває лише пів ставки — це 3 000–3 500 грн на місяць.

Якщо поєднати гранти, стипендії, зарплату, то можна вийти на 15 000–20 000 грн на місяць. Але це вже після аспірантури, тобто за плечима загалом має бути 10 років навчання та наукові публікації. Також варто памʼятати що гранти — не постійна історія, а скоріше виняток. Або якщо ви працюєте в складі потужної наукової команди, де керівник здобув грант і розподілив його між виконавцями, — є шанс на кращі умови. Але це означає, що ви вже довгий час працювали й маєте серйозний науковий доробок.

На жаль, фінансове забезпечення науковців зараз дуже сумне. Якщо студент добре вчився в університеті, він найчастіше йде в IT, а не в науку. Тут залишаються ті, хто має ще одну роботу або якісь інші фінансові можливості. Наприклад, мені не вистачило б грошей тільки з науки, щоб жити в Києві. Це факт.

Але я однаково радила б іти навчатися і здобувати знання з фізики, математики, програмування. По-перше, ми не знаємо, що буде через 5–10 років. По-друге, зараз учені намагаються популяризувати науку, пояснювати суспільству, чому в неї потрібно вкладатися і чому вона важлива.

А тепер повертаємося до запитання: чому це варто вивчати? Бо за космосом майбутнє. Так чи інакше, усе зводиться до того, що нові технології залучають космос: нові супутники, нові способи передачі зв’язку тощо.

Також ми живемо в еру розвитку штучного інтелекту. Через 5 років багато нинішніх спеціальностей можуть втратити актуальність через автоматизацію. Але наука залишиться актуальною.

Так, штучний інтелект може аналізувати дані, допомагати писати код. Наприклад, я майже не знаю програмування, але разом зі штучним інтелектом можу писати код для аналізу даних. Але ШІ поки що не вміє мислити, як людина. Він не може інакше подивитися на проблему, знайти креативне рішення. А в науці потрібно мати уяву, щоб аналізувати процеси та отримувати інтерпретацію даних.

Рано чи пізно, якщо людство себе не винищить, нам доведеться шукати інший космічний дім. Наше Сонце не вічне, а там, у глибинах Всесвіту, стільки всього неймовірного! Тому за космосом майбутнє!

Під час цієї розмови ми дізналися не лише про роботу астрофізиків і космос, а і про те, що науковцям доводиться працювати в складних умовах. У багатьох кабінетах температура не перевищує 7°C. Тож Work.ua придбав для Головної астрономічної обсерваторії НАН України кілька десятків обігрівачів і обладнання для безперебійної роботи під час блекаутів. Докладніше ми розповідали про допомогу в цьому матеріалі.