Астрофизика где учиться. Где учится на астронома? Черные дыры, гамма-всплески

Астроном - учёный, изучающий небесные объекты, такие как звёзды, планеты и их спутники, кометы и прочее.

От греч. astronomía, от астро и nómos - закон. Профессия подходит тем, кого интересует физика, математика и химия (см. выбор профессии по интересу к школьным предметам).

Астроном - учёный, изучающий небесные объекты: звёзды, планеты и их спутники, кометы и пр.

Особенности профессии

Астрономия - наука о строении и развитии космических тел, их систем и Вселенной.
Астроном - очень редкая профессия.
Астроном-теоретик занимается теоретической астрономией, космологией (наукой о рождении и развитии Вселенной и объектов в ней). Он обобщает данные полученных в ходе наблюдений.
Астрономы-наблюдатели разрабатывают методику наблюдений, добывают фаты, которые затем становятся основой для научных выводов и гипотез.
Конкретная работа астронома зависит от специализации. Существует множество направлений: космология, небесная механика и звездная динамика, астрофизика, радиоастрономия, физика галактик, звезд, астрономическое приборостроение.
Однако астрономия не получит развития без постоянного развития технологий. Разработкой новых наблюдательных приборов занимаются инженеры (астрономы-«аппаратурщики»).

Астрономия тесно связана с другими точными науками, прежде всего - с математикой, физикой и некоторыми разделами механики, используя достижения этих наук и, в свою очередь, оказывая влияние на их развитие.
Карьерный путь российского астронома такой же, как и в любой другой сфере науки: обучение в вузе, аспирантура, кандидатская диссертация, защита, научная работа, докторская и т. д. С получением нового научного звания растет и квалификационный разряд, от которого в первую очередь зависит зарплата.

Помимо непосредственно астрономии существуют прикладные специальности, прямо или косвенно связанные с этой наукой (Космос и информационные технологии, Астрономогеодезия, Исследование природных ресурсов аэрокосмическими средствами, Космос и информационные технологии).

Рабочее место

Работают российские астрономы в Государственном астрономическом институте им. П.К. Штернберга (ГАИШ) МГУ им. М.В. Ломоносова,
Институте космических исследований,
Институте астрономии и Физическом институте АН России,
Главной (Пулковской) астрономической обсерватории,
Специальной астрофизической обсерватории АН России на Северном Кавказе.

Где учат

Астрономов готовят физические и механико-математические факультеты ведущих университетов страны: Московского, Санкт-петербургского, Казанского, Екатеринбургского.
Однако универсальных астрономов в Москве готовят только на отделении астрономии физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

В переводе с древнегреческого языка астрономия – это наука, изучающая небесные тела. Еще с древности человечество проявляло интерес к звездам и планетам, их передвижению по небесному пространству. Так возникла профессия астроном.

Развитие астрономии дало человечеству знания, помогающие в ведении хозяйства, в путешествиях. Первым и немаловажным достижением, полученным в результате наблюдения за звездами, является изобретение солнечного и лунного календарей. В Древнем Китае за 2000 лет до нашей эры люди уже могли определять даты солнечных и лунных затмений.

Чем занимается астроном?

На первый взгляд профессия выглядит очень романтично, но на практике все иначе. Наблюдения за небесными объектами занимают лишь малую часть рабочего времени, остальное уходит на обработку данных, полученных в результате наблюдений. В настоящее время работа астронома несколько облегчена современными технологиями. С помощью компьютерных программ рассчитываются траектории небесных объектов, составляются звездные карты.

В астрономии существует несколько направлений: небесная механика, астрофизика, космология, астрономическое приборостроение. На практике астроном сосредотачивается на определенной тематике (будь то изучение галактик, планет или отдельных звезд). В результате такого разделения исследований возникла необходимость в координационных центрах. В рамках всего мира этой задачей занимается Международный астрономический союз.

За последние сто лет специфика работы астронома кардинально изменилась. Уже нет необходимости проводить многочасовые наблюдения за небесными объектами в обсерваториях. Исследователи Вселенной многие часы проводят перед мониторами компьютеров, обрабатывая данные, полученные с космических спутников. Но среди астрономов можно встретить настоящих фанатов своей профессии, которые с легкостью отказываются от комфорта современных офисов ради общения со Вселенной. Поэтому овладеть данной профессией под силу тем, кто жаждет узнать тайны звездного неба.

Выбрав профессию астронома, нужно помнить, что это наука, где результат своей работы сразу не увидишь. Значит, нужно иметь колоссальное терпение. Одним из главных личных качеств астронома должно быть стремление к открытиям. Также необходимо обладать усидчивостью и внимательностью. Профессиональный астроном должен иметь широкий кругозор, обладать аналитическим складом ума, уметь четко, доступно излагать доводы и мысли. Ведь работники науки часто пишут статьи для публикаций в журналах, готовят доклады для научных конференций.

Чтобы добиться успехов в профессии, необходимо также быть специалистом в нескольких науках: физике, математике, биологии, информатике. Как и в любой науке, результаты достижений в астрономии основываются на данных исследований, наблюдений и экспериментов. Хотя, в отличие от других направлений, астрономам эксперимент практически недоступен. В работе помогают современные компьютерные технологии и программы. С их помощью моделируются процессы, недоступные для наблюдения.

Где учится на астронома?

Карьерный рост астронома связан с определенными этапами обучения. Сначала это обучение в университете, затем поступление в аспирантуру, написание кандидатской диссертации, научная работа и т. д. Квалификационный разряд специалиста зависит от полученного научного звания, что непосредственно влияет на размер заработной платы. За успешные научные разработки представители данной профессии получают гранты.

Еще астроном имеет возможность реализовать себя в сфере преподавания. В астрономии существует несколько направлений: астрофизика, космология, физика галактик, звезд, астрономическое приборостроение. Поэтому специалистов можно разделить на три группы: наблюдатели, теоретики и занимающиеся астрономической аппаратурой. Суть работы наблюдателя состоит в разработке методики наблюдений за небесными телами, теоретики анализируют полученные данные, решают научные задачи, а специалисты по аппаратуре работают над созданием новых приборов.

На сегодняшний день профессия не пользуется популярностью, а значит, не является массовой. Стать астрономом возможно, только получив высшее образование. Профильное образование будущие астрономы получают в национальных университетах на механико-математических и физико-математических факультетах.

В последнее время профессия астронома становится все более востребованной, наблюдается астрономический бум. С появлением современных технологий, более мощных оптических телескопов появляются открытия в области астрономии одно за другим. Часть Нобелевских премий, присуждаемых в области физики, напрямую или косвенно связана с астрономией. Профессия астроном для тех, кто любит загадки и тайны, которых у Вселенной неограниченное количество.

В астро тусовке есть некое внутреннее разграничение. Не знаю, насколько оно распространяется за пределы этой тусовки.

Астрономы - это в основном непосредственно наблюдатели. Их готовят на специальных факультетах. По моим ощущениям, физику они знают плохо, зато обязаны хорошо знать звездную механику и какую-то с этим связанную математику. Они должны знать все детали наблюдений, калибровки приборов, i.e., спектрометров и телескопов и прочую неинтересную (для меня) информацию. В основном они наблюдают какие-то звезды, галактики, скопления, туманности; и на выход дают необработанную или очень слабо обработанную информацию, разбираться в которой уже будут астрофизики.

Среди астрономов есть и инструменталисты , которые разрабатывают, проектируют и сами строят всякие инструменты, типа спектрометров и телескопов, пишут софты и т.д. Этот бранч постепенно становится более специализированным, так как большие миллиардные эксперименты требуют всё-же профессиональных инженеров и программистов. Однако, в частности в области проектов сетей телескопов для нахождения экзопланет, до сих пор есть люди, которые сами буквально своими руками собирают проекты, хард, софт и что-то с этим делают.

Астрофизики бывают как наблюдателями, так и теоретиками.

В отличие от астрономов, астрофизики наблюдатели непосредственно сами наблюдения не делают, а работают уже с полученными данными: как-то их структурируют, обрабатывают и проверяют какие-то свои или не свои теории. Они стоят где-то на грани наблюдений и теории и, в принципе, должны неплохо разбираться и там и там.

Астрофизики теоретики (я интенсивно учусь и работаю, чтобы в будущем иметь право таковым называться), в зависимости от того над чем работают, в основном люди с физическим бэкграундом. По большей части это бэкграунд в физике плазмы или гравитации, реже в физике частиц. Последние в основном занимаются теорией космических лучей. Огромную часть времени теоретики кодят (особенно сейчас) или ждут результатов симуляций:) - это может занять от нескольких дней до недели, в зависимости от перегруженности очереди на суперкомпьютер. С наблюдениями теоретики имеют очень слабое соприкосновение, разве что для того чтобы проверить, проходит ли смоделированный график через точки, полученные наблюдениями.

В целом астрофизики как наблюдатели так и теоретики изучают конкретные объекты, типа галактик, активных ядер, нейтронных звезд и карликов, обычных звезд и т.д. Либо же пытаются описать какие-то определенные физические механизмы, например механизмы ускорения космических лучей или возникновения гамма-всплесков.

Космологи , напротив, мало интересуются конкретными объектами, а в основном их интересуют общие вещи, связанные с общей динамикой Вселенной, её расширением и возникновением (плюс развитием в ранних стадиях), темной энергией и темной материей.

Космологи наблюдатели занимаются примерно тем же, чем астрофизики наблюдатели, только в своём кругу интереса. В основном это обработка данных спектра космического микроволнового фона, линзирование галактик на темной материи, статистика по далёким галактикам, включая image recognition, который автоматизированно помогает обнаруживать эти самые галактики, и так далее.

Теоретики в космологии работают либо над чем-то похожим на астрофизиков, т.е. плазмой в ранних стадиях Вселенной, распространением, диффузией галактик и т.д. Т.е. в основном это тоже какое-нибудь моделирование (), например Millenium Simulation.

Либо, другая часть теоретиков занимается теорией поля, т.е. фактически это специалисты по физике частиц и КТП: это экзотические поля и симметрии, теория возникновения Вселенной (инфляция), теория темной материи и темной энергии и может еще какие-то штуки, которые я пропустил. В целом, это та малая часть астрофизики/космологии, которая не очень-то ей и является, но которую все (не учёные) почему-то знают больше всего.

Вот как-то так. Есть еще сейчас выделяющаяся, популярная сейчас область astroparticle physics , это в основном теория и наблюдения космических лучей, космических нейтрино (эксперимент IceCube), гамма высоких энергий (FERMI/LAT) и т.д. Фактически же, это что-то между астрофизикой и физикой частиц.

Стоит, конечно, отметить, что это разграничение очень смутное, есть много людей, которые работают как в одной, так и в другой группе: начинают карьеру как теоретики, а заканчивают, проектируя CCD для Sloan Digital Sky Survey. При этом, надо тоже понимать, что есть наблюдатели, которые теорию знают гораздо лучше многих теоретиков и наоборот. Поэтому к этому разграничению надо относится чисто символически.

В нашей новой рубрике мы находим представителей необычных профессий и задаем им вопросы о жизни, работе и реальности. В первом выпуске говорит астрофизик (и не прикидывайтесь, что знаете, чем он занимается) Алекс Головин, четыре года назад уехавший в Германию созерцать ночное небо.

Часто спрашивают: кто такой астрофизик? Ответ — представитель очень редкой профессии. Астрофизики изучают физические свойства небесных объектов, таких как звёзды, галактики, и пытаются понять, как устроена вселенная, в которой мы живем. То есть это наука на стыке астрономии и физики.

Рабочий день астрофизика может выглядеть совершенно по-разному. Если надо проводить наблюдения, то это, скорее, рабочая ночь, а не день («Наша работа во тьме»). После заката, еще в сумерках, пока светло, он идет на телескоп и подготавливает аппаратуру, потом начинаются наблюдения. Домой наблюдатель уходит уже рано утром.

Самый уникальный момент — когда ты сидишь и видишь, как разгорается звезда, а потом плавно гаснет. То, что происходит прямо сейчас и то, на что никто, кроме тебя, сейчас не смотрит.

Я много занимаюсь наблюдениями за разными вспыхивающими звездами. В 2006-м в Крыму «поймал» редкую вспышку одной звезды, потом по этому объекту много публикаций вышло. И вот, когда ты сидишь и видишь на мониторе график тех наблюдений, которые получаешь прямо сейчас, видишь, как разгорается звезда, а потом плавно гаснет (вся вспышка длится порядка сорока минут) — вот это самый уникальный момент. То есть факт, что ты можешь видеть такой мощный далекий взрыв «в режиме он-лайн». То, что происходит прямо сейчас и то, на что никто, кроме тебя, сейчас не смотрит.

Летом это не так утомительно – ночи короткие. Зимой, в зависимости от географической широты, работаешь намного больше восьми часов, и очень радуешься рассвету. На этом романтика заканчивается и приходит время обработки наблюдений, анализа данных, собственно, исследовательской работы, а затем, если повезет, публикации результатов. Тогда это обычный рабочий день в институте с компьютером.

В детстве зачем-то хотел стать египтологом , но в Украине получить хорошее образование по этой специальности было невозможно. А о том, что можно бы уехать учиться в другую страну тогда не приходилось и мечтать. Если бы не занимался астрофизикой, то, уверен, что занимался бы какой-либо другой наукой. Мне многое интересно и любопытно.

Самое сложное в нашей профессии — объяснить людям, зачем это всё надо

Самое сложное в нашей профессии — объяснить людям, зачем это всё надо , чем мы занимаемся, зачем нужно это финансировать, зачем нужно популяризовать науку. Многим научным сотрудникам кажется, что популяризировать науку — трата времени, «если надо объяснять, то не надо объяснять». Мол, пусть этим занимаются другие. А на следующий день они же жалуются, что астрономия плохо финансируется (заметьте, финансируется из налогов как раз тех людей, которым не объясняют и не рассказывают, какие результаты получают/могут получить в этой области).

После присоединения Крыма к России была национализирована Крымская астрофизическая обсерватория (КрАО) — та, где находится 2.6-метровый телескоп Шайна (раньше это был крупнейший телескоп в Украине). Сюда ездили наблюдать астрономы со всех других украинских обсерваторий. Где они будут проводить наблюдения теперь — непонятно. В Украине сейчас нет телескопов, на которых можно проводить более-менее серьезные наблюдения. И вряд ли будут хорошо финансироваться поездки для наблюдений за рубеж.

С другой стороны, — очень мало журналистов, которые могут грамотно написать о новостях науки . А новостей столько, что об этом бы писать и писать. К сожалению, это проблема, на которую мало обращают внимание. Иногда “Помпиду с Помпадур” путают.

С поверхности Земли получить хорошие данные очень сложно — с таким успехом рыбки на дне океана могут пытаться разглядывать самолёты.

Сейчас вообще очень интересное время для науки. Например, резко увеличилось количество космических телескопов — т.е. тех, которые проводят наблюдения за пределами земной атмосферы. С поверхности Земли получить хорошие данные очень сложно — атмосфера поглощает большую часть излучения, движущиеся потоки воздуха искажают изображение. С таким успехом рыбки на дне океана могут пытаться разглядывать самолеты.

Я уверен, что в ближайшее время будет сделано много открытий и мы станем гораздо чаще удивляться, узнавая что-то новое.

С давних времен люди поднимали взор к звездам. Мы считали их богами и душами предков, использовали как карту или предвестника судеб. С давних времен мы стремились в небеса. Наука, пожалуй, самое сложное и самое увлекательное занятие из всех, и именно она с каждым годом все больше приближает нас к звездам. Дмитрий Якубовский, кандидат наук, работающий в Институте теоретической физики имени Боголюбова и участвующий в ряде международных проектов по астрофизике и космологии, в спецпроекте «Профориентиры» рассказал о сложностях и радостях изучения небесных тел, о перспективах украинских исследователей и о полном погружении в науку.

Кто такой астрофизик

Астрофизика – это наука на пересечении астрономии и физики. Она занимается изучением физических свойств космических объектов, наблюдаемых с помощью методов астрономии. Мы знаем из астрономии их массу, расстояние к ним, другие параметры, но что это за объекты, изучает астрофизика. И астрофизика, и физика космоса – все это часть физики, действуют те же законы физики, потому всегда можно переквалифицироваться.

Задача ученого состоит в том, чтобы открыть какие-то новые данные о природе или какую-то новую интерпретацию этих данных, что позволит нашему знанию об окружающем мире продвинуться вперед. Одним из самых важных является понятие приоритета. Совсем недавно коллаборации ATLAS и CMS, работающие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе, обнаружили возможность нового резонанса. А дальше наблюдался удивительный коллективный эффект, когда на протяжении месяца появились сотни публикаций теоретиков, объяснявшие новые наблюдения. Очень многие ринулись в эту область. Но ценность работы первооткрывателя очень важна — даже если вы опоздали всего на один день, ваш труд будет стоить меньше.

Почему выбирают науку

Я не планировал становиться ученым. В детстве у меня не было столько информации, как сейчас, в эпоху интернета. Я интересовался историей. Когда еще жил в Кривом Рогу, в 9 классе выиграл олимпиаду по физике и по истории. И мне пришлось выбирать, куда ехать дальше. Впервые задумался о научной карьере, когда был в научно-образовательном центре на 1-2 курсах физического факультета университета Шевченко. Мне нравилось создавать новые знания, а потом я уже просто выбирал, в какую сферу углубиться. Это было довольно долгое путешествие. И сейчас у меня уже есть наработки и идеи, которые, как я вижу, можно реализовать и проверить экспериментами за ближайшие 10-20 лет. Это меня мотивирует оставаться в науке и дальше.

Каким должно быть образование у астрофизика

Я начинал интересоваться научной литературой еще в детстве. В 12 лет у меня было несколько вузовских учебников, например, «Общая химия» Глинки, который я перечитывал много раз, конечно, не понимая многого. С 8 класса я занялся олимпиадами по физике. Видел, что есть задачи вне школьной программы, которые мне удавалось решать. По сути, плыл по течению. И «доплыл» до физико-математического лицея при Киевском национальном университете имени Тараса Шевченко - одной из нескольких специализированных школ, созданных в 1960-х для подготовки научной, инженерной и технической элиты. Дальше идет физический факультет университета Шевченко. Туда я поступил без экзаменов, благодаря олимпиадам. У меня была хорошая базовая подготовка, потому первые два курса было довольно скучно обучаться. В итоге с несколькими учеными из Института теоретической физики имени Боголюбова мы создали научно-образовательный центр, где студенты и школьники-старшеклассники могли изучать темы по физике, математике за пределами вузовской и школьной программ. Мой совет: главное — определиться с направлением движения. Наука не должна быть вам в тягость.

Типичный рабочий день

Рабочий день начинается с изучения того, что сделали другие ученые. Есть сайт arxiv.org, где ученые делятся результатами своих текущих научных изысканий. По астрономии, астрофизике и космологии каждый день появляется по 50-100 статей, несколько наиболее интересных из них я перечитываю «до корки». Затем я смотрю на свой график встреч и событий, а остальное время я занимаюсь наукой как таковой. Пишу статьи, обрабатываю информацию, общаюсь со своими студентами. Основная аппаратура для меня – компьютер или компьютерный кластер, где происходит обработка данных по астрофизике.

Плюсы и минусы профессии

Наука для тщеславных людей. Есть разные тщеславные люди: те, кто с творческой жилкой или гуманитарным складом идут, в искусство – это чудесная область реализации; те, кто понимают определенные научные моменты и могут ими апеллировать, идут в науку и могут много чего в ней достичь. Научная деятельность очень отличается от офисной работы. Минусом является непостоянность в работе. В мировой науке ученым до 30-35 лет, как правило, не дают постоянного места работы. Это связано с тем, что ученый должен сначала показать, на что он способен. Есть определенная конкуренция в академической среде, которую не многие выдерживают. Наука занимает много времени. Когда я концентрируюсь на науке, то практически ни о чем другом думать не могу. От этого страдают все остальные сферы жизни. Просто замечательно, когда родные и близкие понимают это. Наука — это осознанный выбор, надо понимать, на что вы идете. Это очень большое усилие над собой.

Основная издержка состоит в том, что мы смотрим на мир несколько профессионально. Наверное, это касается всех профессий. Мы часто пытаемся найти закономерности в тех системах, которые априори их не имеют. Например, физик Ландау делил женщин по красоте с помощью логарифмической системе оценивания. Мне кажется, это не корректно. К фантастическим фильмам я отношусь как к произведению искусства, но не с научной точки зрения. А вот на мир вы определенно начинаете смотреть абсолютно по-другому.

Кто лучший ученый — мужчина или женщины

Я знаю многих женщин-астрофизиков моего уровня, есть и те, кто выше моего уровня. Если же женщина мечтает о счастливой семейной жизни с кучей времени отведенной для семьи, как и мужчина, кстати, тоже, то наука этому препятствует. Мне известны много положительных примеров, когда ученые высокого класса одинаково успешны и в семейной жизни, но это скорее исключение из правил. И я бы на этом делал акцент, нежели на половой дифференциации – на отношении к семье и свободному времени.

Перспективы украинских исследователей за границей

Все зависит от человека: его уровня образования и желания работать. На Западе, как и в любой капиталистической стране, люди больше стремятся зарабатывать деньги и заниматься бизнесом. Популярность науки, в которой нужно очень много работать, не получая соизмеримого финансового результата, не на высшем уровне. Ученый там часто считается чудаком и чуть ли не общественным отщепенцем. Но наука странам Запада нужна, потому что их постиндустриальная экономика построена на высоких технологиях и инновациях. Им интересно привлекать ученых, создавать инновации и их использовать, опережая конкурентов. Большую часть этой работы выполняют «научные гастарбайтеры». Очень много людей из Китая, Индии, постсоветского пространства, Латинской Америки. Они соглашаются на те условия, которые может предложить Запад, и двигают развитие цивилизации. У Украины есть преимущество. Это связано с хорошей, цельной системой образования, оставшейся с советских времен: специализированные школы, которые дают детям достаточно высокий уровень подготовки. Технические факультеты не сильно прожжены эффектом коррупции, потому у студентов есть возможность получать неплохие знания. Хотя есть ряд вещей, которые законсервированное советское образование не может дать детям. Например, креативность, работа в команде, а ведь эти качества тоже ценятся среди ученых. Но научная подготовка важнее.

Какими качествами должен обладать будущий ученый

Вдумчивость, въедливость в проблему. Все направлено на изучение нового. Если вы просто будете педантично выполнять какие-то инструкции, то новое вы, скорее всего, не откроете. Должен быть полет фантазии, хоть и связанный с опытом. А опыт приобретается с помощью качественного образования. И, конечно же, честность: не копировать чужие работы, учитывать то, что было сделано ранее. Важны также креативность, критическое мышление, уровень подготовки и умение доводить сложный проект до конца.

Лучше начать с «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!», Ричард Ф.Фейнман. А также: книги Хокинга и Пенроуза, если вас интересуют вопросы космоса и мироздания. Они более узконаправлены. Есть множество выдающихся популизаторов от науки, я их тоже рекомендую, но Фейнман лично мне ближе и его книги более общие.

Беседовала Дария Сухоставец. Фотографии из личного архива Дмитрия Якубовского, а также Евгении Люлько для platfor.ma