Блюз черных дыр и другие мелодии космоса - Жанна Левин

Проблемы полномасштабной гравитационно-волновой обсерватории были настолько необычными, что они не могли быть решены традиционными управленческими методами. Например, следовало автоматизировать систему контроля, представляющую собой многопараметрическую систему со сложной обратной связью. Чувство тревоги возникало даже тогда, когда кто-то из ученых чуть ли не на ощупь контролировал работу сорокаметрового прототипа в Калтехе, но теперь, когда масштаб сложности установки возрос в сотни раз, дар ясновидения точно бы не помог осуществлять над ней контроль. Этот контроль должен был стать более надежным, позволяющим непрерывно, в течение длительного времени эксплуатировать установку. Но еще более масштабные задачи стояли в области интеграции установки. Новые технологические решения должны были сочетаться друг с другом, образуя функционирующий научный инструмент. Бэриш пригласил в проект ученых из разных областей, поскольку специалистов в области физики гравитационных волн попросту не существовало. Он нанял экспертов по системам контроля, работавших ранее над проектом суперколлайдера. Внедрение их в небольшой коллектив LIGO создало некоторые проблемы, поскольку обиделись те, кто привык контролировать работу установки вручную. (Джейми Роллинс создал полностью автоматизированную систему контроля, способную поддерживать работу установки без вмешательства человека.)

Конструкция самой установки также была новаторской. Хотя интерферометры давно уже известны в истории физики – наиболее часто цитируемым является опыт Майкель-сона – Морли (XIX век), развеявший легендарный миф о существовании эфира, в котором, как тогда (ошибочно) полагали, распространялся свет, – в мире не было прецедента строительства интерферометра с подвешенными телами: зеркала LIGO могут свободно парить в пространстве-времени, по крайней мере, в направлении вдоль плеча интерферометра. Не было до тех пор, пока Рай не построил свой первый прототип в Фанерном дворце в 1970-х годах. И, конечно, неоткуда было взяться опыту экстраполяции калтеховского сорокаметрового прототипа на машину, превышающую его по размерам в сто раз.

Это был грандиозный, хорошо финансируемый проект. Они наняли первоклассных специалистов. И теперь им следовало озаботиться приобретением земельных участков под строительство обсерваторий. “Если вы получили деньги от Национального научного фонда, то вам необходимо продемонстрировать, что вы знаете, как их правильно потратить”. Они сконцентрировали свои усилия на земельных подготовительных работах, на строительстве сооружений, изготовлении труб, разработке вакуумной системы; более тонкие технологии (изготовление зеркал, лазеров и подвесных систем) решено было оставить на потом.

Обсерватория в штате Луизиана расположена на частных землях, с владельцами которых теоретически иметь дело проще, чем с вашингтонскими чиновниками, любящими волокиту. Поэтому по плану первой должна была застраиваться площадка в штате Луизиана. Однако в 1996 году строительство началось именно в Вашингтоне.

В Луизиане возникла проблема с населением местечка Ливингстон, в котором на тот момент насчитывалось примерно девятьсот жителей. Луизиана является одним из штатов, где действуют законы права на работу вне зависимости от членства в профсоюзе. Жители Ливингстона начали пикетировать первый же участок дороги (в полторы мили), проложенный к месту строительства обсерватории. Но у противостояния были и более метафизические причины. Во время проведения открытой встречи с гражданами Ливингстона в здании местной школы слово взяли фундаменталисты, ратовавшие за преподавание креационизма. Устройство для измерения сигналов от космических источников, существовавших миллиарды лет назад, казалось им несовместимым с их картиной мира. Впрочем, некоторые жители Ливингстона горячо поддерживали проект LIGO. К примеру, первое послание, полученное Бэришем от местной жительницы, было от учительницы ливингстонской школы. Она буквально умоляла его прочитать цикл научно-популярных лекций для ее учеников. Тогда Бэриш только начинал осознавать, насколько широка сфера влияния проекта – как в политическом, так и в духовном плане.

(Кстати, почти два десятилетия спустя в народе еще живы некоторые предрассудки насчет лаборатории. В салоне самолета, заходившего над четырехкилометровым L-образным интерферометром на посадку в аэропорт Батон-Руж, пассажир в кресле по соседству с ученым из сообщества LIGO утверждал, будто они пролетают над секретным правительственным объектом, предназначенным для путешествий во времени. Одно плечо уносит вас в будущее, уверял он, а другое отправляет в прошлое.)

Несколько сожалея о том, что креационисты смогут на время завоевать умы местного населения, Барри быстро прикинул те сложности, которые ожидают проект из-за политики в области землевладения, и принял решение: “Сделаем-ка мы сальто”. И строительство первой обсерватории началось в Хэнфорде. Тут, впрочем, тоже не обошлось без трудностей – добывать воду пришлось с большей глубины, чем планировалось. Энергетический департамент долго колебался, прежде чем утвердил разрешение на более глубокое бурение. Бэриш убедил чиновников в том, что вовсе не стремится искать их тритий, или что там еще может быть захоронено на месте первого ядерного реактора. “Я неплохо умею выкручивать руки”, – говорит он. Так или иначе, несмотря на всяческие препоны и сложности, на рубеже двадцать первого века обе обсерватории были уже построены и активно эксплуатировались.

Когда на станции обсерватории LLO было обнаружено вышеупомянутое пулевое отверстие (а я слышала мнение, что таких отверстий было даже больше, чем одно), ФБР предложило окружить пространство эксперимента высоким забором и принять другие меры безопасности. Вместо этого Бэриш сходил на обед в местный охотничий клуб. И постепенно проблема сошла на нет. Но только после того, как кто-то застрелил аллигатора.

В глобальной перспективе Бэриш рассчитывал на то, что проект будет реализован в два этапа: первоначальный детектор планировалось установить в новых обсерваториях после 2000 года, а усовершенствованный – в конце 2014-го, с тем, чтобы осуществить его рабочий пуск осенью 2015 года. (План, согласно которому первоначальные детекторы будут впоследствии модернизированы, относился еще к 1989 году.) Первый этап должен был продемонстрировать экспериментальный потенциал установки, причем обнаружение гравитационных волн считалось маловероятным. (Первое поколение установки действительно продемонстрировало технологические возможности, и гравитационные волны действительно не были обнаружены.) На втором этапе, после создания усовершенствованной установки LIGO, обнаружение волн было “вероятным”. (Сейчас мы находимся в состоянии ожидания.) Барри рассуждает: “Как ученый вы вторгаетесь в неизведанную ранее область. Как экспериментатор вы прилагаете все усилия для достижения экспериментальной цели. Возможно, природа окажется к вам благосклонна, а возможно, нет. но наука делается именно так”.

Бэриш ушел с поста директора проекта в 2005 году, став главой Международного линейного коллайдера. В качестве следующего директора был нанят Джей Маркс. Основной его задачей стало получение денег на создание усовершенствованной установки. (Эти работы проводятся в настоящее время в обсерваториях LLO и LHO.) С учетом трат на первоначальный этап проекта LIGO, на исследовательские и конструкционные работы, модернизацию установки и операционные расходы общий бюджет проекта составил около миллиарда долларов.