Блюз черных дыр и другие мелодии космоса - Жанна Левин

Кип никогда не сомневался в успехе LIGO. Он вспоминает десятилетия работ над решением технологических проблем, неожиданные препятствия и политического, и психологического плана, возникавшие на этом долгом пути и успешно преодоленные. Он прямо-таки “поражен” всем этим. Кип, конечно, всегда надеялся на успех, но поначалу не мог еще в полной мере осознать, насколько трудным окажется путь. Он явно гордится работой экспериментаторов и восхищается тем, что было ими создано, – в частности, в области технологий. Он радуется, что сумел предвосхитить сеогдняшние открытия еще четыре десятилетия назад. Кип со своими учениками потратил годы усилий на получение количественной оценки источников шума; он даже проделал анализ рассеяния света в трубе, результаты которого помогли сформулировать спецификации для детектора. Но этот талантливый человек всегда был склонен к теоретизированию, и его теории носили порой спекулятивный характер. По его собственному признанию, самый ценный вклад в проект LIGO, который ему удалось внести (“совместно со многими коллегами и студентами”), – это видение научного потенциала эксперимента. Кип почувствовал облегчение, когда, наконец, в той области науки, где он мог проявить свои способности, собралась достаточно большая и надежная команда и он смог вернуться к чисто теоретическим предсказаниям для источников сигналов. Его последним крупным вкладом в проект LIGO стало написание научного обоснования для усовершенствованного детектора. “Теперь я счастлив наблюдать за происходящим со стороны”. Раз в несколько месяцев он проверяет последние полученные кривые чувствительности прибора. Нельзя не отметить и его удачи на поприще киноиндустрии: Кип участвует в написании сценариев для блокбастеров (“Интерстеллер”), занимается съемкой фильмов, посещает вместе со своим другом Хокингом кинопремьеры.

Рон Древер еще жив, но у него серьезные проблемы со здоровьем. Его брат написал мне: “В последнее время я постоянно думаю о Рональде. Я навестил его вчера в доме, где за ним организован уход. Он там уже почти два года. Условия отличные, персонал очень внимательный. Я не уверен, что он меня узнал. Хотя это и не исключено.”. Джо Вебер ушел. Робби Фогт ни разу не переступил порог обсерватории LIGO, хотя каждый из директоров и приглашал его. Рай пока при деле. Кип тоже постоянно напоминает о себе. На момент написания этой книги главе немецкой исследовательской группы Биллингу исполнился 101 год. Брагинский борется за свое здоровье [44], мечтая дожить до того момента, когда LIGO обнаружит первый сигнал гравитационных волн. Его группа продолжает играть значительную роль в научном международном сообществе. Стэн Уиткомб занимается подготовкой проекта обсерватории LIGO в Индии. Джим Хаф из Глазго поставляет необходимые компоненты для усовершенствованного детектора. Однажды он сказал мне: “Мы все просто пытаемся пожить подольше, чтобы стать свидетелями открытия”.

Рай говорит: “Думаю, что будет нелегко. Хотел бы я ошибиться”. В июле ему предстоит устранять неполадки с зеркалами на LLO – минимизировать шумы подвеса. В августе он отправится в LHO, чтобы измерить нелинейность характеристик цифроаналоговых преобразователей, используемых для управления детектором. “Это мой долг. Дело чести. Мы просто обязаны сделать открытие, иначе получится, что мы обвели всех вокруг пальца”. Хотя он и настаивает на том, чтобы открытие было сделано к столетию первой статьи Эйнштейна по гравитационным волнам, опубликованной в 1916 году, но согласен и на подгадывание открытия к столетию второй статьи, вышедшей в 1918 году. “Не то чтобы мне это нравилось. Ну да ладно”. И он напоминает, что в первой публикации Эйнштейна имелись ошибки.

Необходимо обнаружить что-либо во время самого первого рабочего сеанса, и не слишком важно, что именно: необходимо просто впервые записать звуки из космоса. “Черт возьми. Оно должно сработать. Но это вовсе не то, чего бы я на самом деле желал, как ни стыдно мне говорить вам такое. Если мы не обнаружим сигнал сильного гравитационного поля, то это будет полный провал. Мы обязаны обнаружить черные дыры. Это бы оправдало нашу веру, наши надежды. Это было бы великим достижением, ради которого все и затевалось”.

Последние полгода Рай много думал о том, что будет после LIGO. Молодые ученые научного сообщества – Лиза Барсотти, Мэтью Эванс, Нергис Мавалвала – имеют собственное представление о далеком будущем. Квантовые экс-

перименты находятся в стадии разработки. Обсуждается возможность создания сорокакилометрового интерферометра. Есть предложение по запуску интерферометра в космическое пространство. Рай подчеркивает, что сотрудничество должно продолжаться, что нельзя останавливаться на достигнутом. Необходимо начинать размышлять о будущем уже сейчас, а не после обнаружения. Потом будет слишком поздно, и исследования в этой области застопорятся. Он прикидывает шансы создания нового поколения гравитационно-волновых детекторов. Мечтает о далеком будущем, когда появится инструмент высококачественного воспроизведения звуков, из динамиков которого вместо шипения и треска, характерных для современного поколения приборов, польется невероятной чистоты звучание. И говорит со вздохом: “Это случится уже не при моей жизни, ну да неважно, тут уж ничего не поделаешь”.

Где-то во Вселенной произошло одно из наиболее мощных событий за всю историю ее существования: столкнулись две черных дыры. В результате выделилась энергия, более чем в триллион раз превышающая энергию миллиарда солнц. Эта энергия исходит от сливающихся черных дыр в виде гравитационных волн, в виде волн пространства-времени.

Идет соревнование на опережение. Первый цуг гравитационных волн этого события, который человек зарегистрирует на Земле, прямо сейчас соревнуется по времени с работами по завершению создания усовершенствованного детектора LIGO. Рожденные, может быть, несколько сотен миллионов лет назад – в результате столкновения черных дыр – волны пространства уже находятся на пути к нам.

Этот сигнал шел сюда уже тогда, когда первые многоклеточные организмы на Земле еще только образовывали отложения на суперконтинентах едва сформировавшейся планеты. Когда волны достигли границы Местного скопления галактик, по Земле уже разгуливали динозавры. Когда сигнал достиг близлежащей Туманности Андромеды, на Земле начался ледниковый период. Когда сигнал приблизился к Галактике, наши предки покрывали стены своих пещер наскальными рисунками. Когда сигнал добрался до ближайшего известного нам остатка сверхновой звезды, на Земле был самый разгар века индустриализации – изобрели паровой двигатель, а Альберт Эйнштейн предсказал существование гравитационных волн. Когда я приступила к написанию этой книги, звуковой сигнал от столкновения двух черных дыр достиг звезды Альфа Центавра.

Когда путешествие, длившееся более миллиарда лет, почти подойдет к концу, команда, состоящая из сотен ученых, приступит к созданию детектора для регистрации этого сигнала. Когда звуковая волна вторгнется в ближайшее к Солнцу межзвездное пространство, детектор уже будет введен в эксплуатацию.