TEDxAstana – 2023: учёный-астрофизик Дана Алина об изучении межзвёздной пыли

Адия Ахмер

7 сентября 2023

«После общения с людьми из нашей сферы я заметила, что тех, кто приходит в астрофизику, можно поделить на две категории: те, кто мечтал стать космонавтом, и те, кто любил ночные наблюдения в телескоп. Сегодня в астрофизику приходят также из компьютерных наук. Я из первой категории. В детстве я мечтала стать космонавтом. Потом у меня был короткий период, когда хотела стать пилотом. В старших классах не задумывалась об астрофизике. Но когда собиралась поступать по программе «Болашақ», астрофизика была среди приоритетных специальностей. Я поняла, что это нужно стране.

 

Я училась в классе, где была возможность выбрать два иностранных языка. Английский был уже протоптанной дорожкой, а мне хотелось чего-то нового. Я выбрала французский как основной язык. Отнеслась к этому осознанно и с энтузиазмом – например, выполняла упражнения на фонетику для губ и речевых мышц перед зеркалом, участвовала в олимпиадах. После школы поступила на бакалавриат по физике во Францию, а дальше продолжила обучение в астрофизике. В общей сложности я училась в трёх вузах на протяжении девяти лет.

Сегодня я преподаю и провожу исследования в департаменте физики Назарбаев Университета. Я астрофизик-наблюдатель. Собираю данные с телескопов и обрабатываю их при помощи программирования. Моя лаборатория – это ноутбук и сервер, на котором я работаю. Я изучаю межзвёздную пыль. Она холодная, поэтому использую определённые виды телескопов, работающих в нужном мне диапазоне электромагнитного спектра – это спутниковый телескоп и радиотелескоп. Спутниковые телескопы находятся вне атмосферы Земли, которая могла бы помешать исследованиям. Сигнал радиотелескопов распространяется ещё дальше. Поэтому их тарелки находятся в горах, где меньше всего атмосферы.

Мне нравится работать со студентами и заниматься своими исследованиями, нравится, когда получается сохранять баланс. Когда я стала ассистирующим профессором, количество занятий увеличилось. Это даёт мне больше доступа к студентам. Я могу рассказывать о том, что мне нравится. Знаю, что некоторым учёным преподавание бывает в тягость, но меня это вдохновляет.

В одном из моих последних исследований я использовала искусственный интеллект как инструмент для изучения влияния магнитных полей и филаментов друг на друга и на звездообразование. Для того чтобы обнаруживать филаменты на снимках телескопов, нужен компьютер. Вот только компьютер не видит так, как человек. Многие учёные разрабатывали свои методы, в основном математические, для обнаружения структур на изображениях. Каждый метод имеет свои недостатки и преимущества. Я выбрала один и стала применять его, и это заняло у меня целый год. Необходимо было вручную подбирать параметры, а ещё расчёты занимали время. Да и без визуального осмотра результатов не обошлось. Например, моя студентка отсмотрела 1000 картинок. Чтобы упростить этот процесс и решить проблемы астрофизики, началось моё путешествие в мир искусственного интеллекта. Нашей задачей было научить нейросеть обнаруживать филаменты в астрономических картинках. Мы опубликовали результаты исследования в международном топовом журнале в прошлом году: объяснили, как мы научили нейросети находить филаменты, их угол наклона в астрономических картинках, какие параметры и как нужно задать Сети. Мы выложили модели в открытый доступ, приглашая других астрофизиков использовать их, а не корпеть месяцами над созданием своих.

Когда я только начинала работать над этим исследованием, у меня были очень наивные ожидания от ИИ. Я думала, ИИ всё за меня сделает и позволит прыгнуть намного выше собственной головы. Во-первых, в нейросетях надо разбираться. На это уходит время. Конечно, существуют способы в ИИ, которые могли бы позволить сделать хороший datamining, но построить их – это уже отдельное исследование. Мы же использовали уже существующие модели. Я до сих пор думаю, что, продолжив исследование, можно было бы вытащить что-то ещё. Но для этого нужно по-другому и глубже сделать всю подготовительную работу. Также важно помнить, зачем человек использует ИИ. В любом исследовании можно уйти в детали, из-за которых можно сойти с верного пути. ИИ сейчас везде. Но что именно мы хотим заменить, в чём это будет полезно? Когда-то люди научились делать пластик. Всё стали производить из него, например, стулья. Были ли они нужны нам в таких больших количествах в то время? Сегодня не каждый захочет иметь мебель из пластика. ИИ – это крутая технология, которой много чего можно заменить, но нужно ли это нам? Кто чувствовал себя лучше всего во время пандемии? Те, кто были в здоровых физических community. Сколько бы вы ни чокались бокалами шампанского в ZOOM, социальные сети не могут заменить реальное общение.

Астрофизика даёт большие просторы для ума и души. Если провести аналогию с исследованиями океанов, то, как в океане можно изучать течения, подводный животный мир, месторождения нефти, коралловые рифы, так и в астрофизике можно изучать другие планеты, формирование звёзд, взрывы сверхновых или чёрные дыры. Когда-то океан был чем-то неизведанным. Открывались материки, осваивались земли, это было время романтики. Сегодня же мы видим, что океан уже превращается в свалку мусора. Он используется для транспортировки пластиковых товаров, срок которым – от силы пара дней. В океане разливаются нефтяные пятна. В астрофизике изучение космоса тоже долгое время было делом романтиков. Что же мы видим сегодня? Много коммерческих запусков, многие из которых бывают неудачными. Они загрязняют всё: атмосферу, почву, океан. За один только запуск ракеты в среднем выбрасывается около 300 тонн двуокиси углерода, не считая все выбросы, связанные со строительством самой ракеты.

Мы говорим о репрезентации женщин в STEM, потому что есть стигма по отношению к женщинам в этой сфере. Однако стигма по отношению к женщинам есть во всём. Я видела девушек, которые при хороших навыках в математике и физике шли в STEM, просто потому что могут, но сами не хотели этого. 

Пример из моей жизни: когда мне было уже больше двадцати лет, я выбирала между инженерией и наукой. Тогда я прислушалась к мнению о том, что в инженерии легче всего парням. Это стало одной из причин, почему я пошла в науку. Хотя сейчас я понимаю и вижу, что это мнение – пример мизогинии. В нашем университете я веду клуб WomeninScience со студентками. Этот клуб мы создали не для того, чтобы рассказывать другим о женщинах в науке. Нам он нужен для себя, чтобы мы чувствовали себя на своём месте и поддерживали друг друга. Мы приходим туда за собственной силой.

В повседневной жизни я тожесталкиваюсь с мизогинией в нашем обществе. Возьму пример своей дочери, когда она ходила на футбол. Её учитель физкультуры неуважительно относился к тому, что  девочка может заниматься футболом. Хотя вроде бы – учитель физкультуры! Девочкам нужно говорить, что они могут всё, и у них всегда есть выбор. Мы не построим справедливый мир. Однако мы можем построить конструкцию в нашем промежутке времени, в которой у женщин будет больше прав, ведь у них больше обязанностей. У женщины должно быть как минимум право родить, восстановиться и посидеть дома по уходу за ребёнком в достойных условиях и иметь возможность организовать уход за ним в рабочее время, чтобы спокойно вернуться на работу. А ещё – право отдохнуть во время месячных. Было бы хорошо, чтобы это стало негласной общепринятой нормой. Адекватные негласные общепринятые нормы могут сделать жизнь женщин и девочек лучше, а общество – более здоровым.

Фотограф: Валерия Пекарева