Складки на ткани пространства-времени - Говерт Шиллинг

Если все подтвердится.

Сразу после пресс-конференции другие физики-теоретики высказали свои сомнения. Сигнал В-моды, о котором сообщали экспериментаторы, был намного сильнее, чем все ожидали. Выводы не вполне согласовывались с предварительными результатами других экспериментов. Могла ли команда BICEP2 быть уверена, что ее наблюдения имеют лишь одно возможное объяснение?

Это были обоснованные сомнения, о чем Джон Ковач и его коллеги прекрасно знали. BICEP2 изучал область неба, значительно удаленную от плоскости Млечного Пути, чтобы свести к минимуму риск загрязнения сигнала активным излучением. Дело в том, что частицы пыли в Млечном Пути также излучают в микроволновом диапазоне, и в присутствии магнитных полей эти волны могут проявлять слабую поляризацию с В-модой и всем прочим. Если бы измерения проводились на нескольких различных длинах волны, было бы проще устранить эту потенциальную проблему. К сожалению, детекторы BICEP2 были восприимчивы лишь к волнам определенной длины – 2 мм с соответствующей частотой 150 ГГц.

Стремясь убедиться, что они не заблуждаются, члены команды воспользовались самой качественной доступной информацией о распределении пыли в Млечном Пути. Кроме того, они хотели сравнить свои результаты со свежими данными чувствительного спутника Planck EKA, который изучал космическую пыль. Ковач предложил команде Planck провести совместный анализ двух баз данных, но получил вежливое предложение подождать, пока та опубликует собственные наблюдения, – то есть, вероятно, еще год или два.

Между тем телескоп BICEP2 демонтировали в 2013 г. Эксперимент был завершен, анализ данных почти закончен. Отложить обнародование результатов на два года, рискуя быть обойденными другими? Или рассказать коллегам, что удалось обнаружить?

Ответ стал очевиден в апреле 2013 г. на конференции в Европейском центре космических исследований и технологий в Нордвейке (Нидерланды). Конференция называлась «Вселенная, какой ее увидел Planck» и представляла собой углубленный разбор первых научных результатов миссии. На второй день конференции команда проекта Planck показала предварительные карты распределения галактической пыли и ее поляризованного излучения.

Карты – визуальное представление количественных научных данных, а не конкретные цифры. Результаты были предварительными, и переснятый на смартфон слайд из презентации в PowerPoint не лучший материал для работы, но лучше это, чем ничего. Команда BICEP2 решила действовать. Ученые подготовили статью для Physical Review Letters, и в начале января 2014 г. Ковач обратился в отдел связей с общественностью своего института. Возможно, новости заслуживают пресс-конференции?

Обычно университет или исследовательский институт не выносит на публику научные результаты, прежде чем посвященная им статья будет принята к публикации. Исключение делается, только если один или два анонимных рецензента имели возможность внимательно прочитать ее и прокомментировать. (Вероятно, вы помните, что Альберта Эйнштейна шокировал этот процесс коллегиальной экспертизы в давние 1930-е гг.) Однако отдел связей с общественностью Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики не захотел так долго ждать. Его сотрудники были убеждены, что новости все равно просочатся, и провели короткий научный симпозиум по проекту BICEP2 утром 17 марта 2014 г. в аудитории Филипса. К этому собранию и была приурочена пресс-конференция[75].

Увы, результаты не выдержали проверки временем, как и предрекали первые критики. Внимательно изучив данные – они были опубликованы на сайте проекта в день пресс-конференции, другие ученые нашли серьезные недостатки в подходе команды Ковача к решению проблемы загрязнения галактической пылью. Скоро стало ясно, что смелые заявления участников BICEP2 следует приправить крупицами скепсиса (или, скорее, пыли). В том же году наконец начался совместный анализ с командой проекта Planck, и первоначальный вариант статьи о BICEP2 пришлось переписывать. Анализ дал значительно более низкую оценку относительной выраженности крупномасштабных паттернов В-моды. С учетом сомнений в измерениях невозможно исключить вероятность того, что они вообще не выявляются. Итак, нет убедительного свидетельства существования первичных гравитационных волн. Нет доказательства инфляции Вселенной. Нет революции в науке.

Во всяком случае, пока нет.

_________

Оглядываясь в прошлое, Джон Ковач не слишком сожалеет о том, как все обернулось. Наука – это бесконечный процесс получения данных и корректировки выводов, замечает он. Более того, сами ученые никогда не скрывали все неопределенности и вероятные ловушки, и их профессиональная репутация не пострадала. «Мы узнали нечто важное о научной коммуникации в эпоху интернета, – добавляет Ковач. – Необходимо предельно четко осознавать все, что вы делаете или говорите. Нужно также проследить, чтобы все потенциальные проблемы были полностью освещены». (Я бы добавил, ваш интернет-канал должен иметь достаточную пропускную способность.)

Я пишу эти строки почти через три года после обнародования результатов эксперимента BICEP2. Между тем Keck Array – инструмент из пяти телескопов, аналогичных использовавшимся в BICEP2, собранных на одной платформе, – в течение нескольких лет сканирует небо на двух частотах. Он уже работал во время моей поездки в Антарктиду в декабре 2012 г. В мае 2016 г. к поиску присоединился более крупный и эффективный инструмент BICEP3, разместившийся в самой южной точке земного шара. BICEP3 имеет апертуру 68 см и содержит 2560 микроволновых детекторов.

Намного больший «Южный полярный телескоп», а также Атакамский телескоп на Ллано де Чайнантор на севере Чили теперь оборудованы поляризационно-чувствительной камерой. Действует еще много не столь крупных инструментов и проектов с забавными названиями, например: «Кихот» (QUIJOTE), «Белый медведь» (POLARBEAR), «Амеба» (AMiBA) и CLASS. Китайские астрономы строят в Тибете новый телескоп для изучения микроволновой поляризации. Продолжаются эксперименты с воздушными шарами, наследники EBEX Шаула Ханани, в частности Spider и PIPER. В любой момент один из этих проектов может увенчаться заявлением о первой регистрации крупномасштабных паттернов В-моды, а значит, и гравитационных волн, возникших в момент рождения Вселенной.

Гонка стала конкурентной как никогда, говорит Ковач. В то же время достигнут небывалый уровень кооперации. Многие ученые участвуют более чем в одном эксперименте. Разные команды совместно анализируют данные. Научное сообщество строит планы на будущее. Возможно, года через два пора будет задуматься о новой космической миссии.

Случай с BICEP2 стал поучительным для участвовавших в нем ученых. Команды LIGO и Virgo тоже многое из него усвоили. С самого начала экспериментов по поиску гравитационных волн в 1960-х гг. были и сомнения, и ложные сенсации, и опровержения, приводившие к большим конфузам. Шумиха, сопровождавшая преждевременное оглашение результатов BICEP2, не укрепила и без того шаткую репутацию этой области исследования. Команды LIGO и Virgo решили не объявлять о регистрации космических гравитационных волн, пока не будут абсолютно уверены в своих выводах и результаты не пройдут проверку коллегами-рецензентами. И даже тогда коммуникация со СМИ и общественностью должна осуществляться профессионально и должным образом контролироваться.