Блюз черных дыр и другие мелодии космоса - Жанна Левин

Где-то в южной части неба, удаляясь от нас по мере расширения Вселенной, черная дыра будет путешествовать по своей собственной галактике, темная и тихая до тех пор, пока что-то не попадется ей на пути. Возможно, это будет межзвездное облако пыли или одинокая странствующая звезда. Через несколько миллиардов лет ее галактика может столкнуться с соседней, выбросив черную дыру в окружающее пространство либо в направлении сверхмассивной черной дыры, набирающей свой вес в галактическом центре. Погаснет Солнце. Млечный Путь растворится в Туманности Андромеды. История описанного тут открытия вместе с остатками нашей Солнечной системы в конце концов, как и все остальное в космосе, исчезнет в недрах черных дыр. Расширяющееся пространство станет безмолвным, и в конце всех времен все черные дыры улетучатся в небытие.

Я признательна многим моим друзьям, ученым и инженерам, – всем тем, кто помог мне составить представление о работе установок и о научном сообществе LIGO в целом, всем тем, кто показывал мне лаборатории, кто проводил целые часы с мелом у доски или с ручкой над листком бумаги, кто рассказывал потрясающие истории и делал мои поездки по стране гораздо более приятными и менее утомительными. Спасибо вам, Рана Адхикари, Ричард Айзексон, Лиза Барсотти, Джоселин Белл Бёрнелл, Эйдан Брукс, Барри Бэриш, Алан Вайнштейн, Питер Голдрайх, Габриэла Гонсалес, Эрик Густафсон, Джо Джейми, Иэн Древер, Дженни Дриггерс, Дейл Ингрэм, Николь Лингнер, Майкл Лэндри, Нергис Мавалвала, Жужа Марка, Саби Марка, Джей Маркс, Сид Мешков, Брайан О’Рейлли, Джерри Острайкер, Ларри Прайс, Фред Рааб, Дэвид Рейце, Джеймсон Роллинс, Вивьен Рэймонд, Дэниэл Сигг, Николас Смит, Тони Тайсон, Вирджиния Тримбл, Кэроли Джойс Уинстайн, Робби Фогт, Янбей Чен, Мэттью Эванс! Я могла и, наверное, должна была написать о каждом из вас. Лишь немногие остались в окончательном варианте рукописи, хотя большинство героев появлялось на страницах исходной, более объемной, версии книги. На этапе редактирования от некоторых историй пришлось, к сожалению, отказаться.

Я выражаю свое глубочайшее уважение, восхищение и признательность Кипу Торну и Райнеру Вайссу за их отзывчивость, за их рассказы, за все потраченное ими на меня время. Невозможно передать, насколько выиграла связность моего повествования благодаря тому, с каким вниманием и терпением выверяли они изложенные мною факты. Их научная честность, их искренность, ум, эмоциональность и проницательность просто поразительны. Знакомство с ними – большая честь для меня.

Я благодарна Калифорнийскому технологическому институту и лаборатории LIGO за гостеприимство. Отдельное спасибо Кэрол Зильберштейн, Шону Кэрроллу, Марку Вайсу. Я также признательна архивариусам Калифорнийского технологического института за их нелегкий труд и постоянную помощь.

Эта книга была написана в непривычной обстановке двух коворкинг-центров в Бруклине – Dark Matter Manufacturing и Pioneer Works. Моим тамошним друзьям – мои любовь и благодарность. Спасибо им за органичный хаос, сумасшедшую творческую энергию, постоянный гам, легендарные вечеринки и, конечно же, за вдохновение.

Я крайне признательна Барнард-колледжу как за исключительную многолетнюю поддержку в целом, так и за Президентский исследовательский грант в частности. Я также благодарна за стипендию Гуггенхайма, которая очень поддержала меня, пока я писала эту книгу. Спасибо Лии Хэллоран и Чепменскому университету за гостеприимство, пока я была ректорским стипендиатом. Спасибо Мэттью Путману за то, что организовал мне рабочее место в центре Pioneer Works, да и вообще за все его воодушевляющие дикие идеи.

Спасибо Джону Брокману, Катинке Мэтсон и Максу Брокману за то, что втянули меня в эту авантюру. Спасибо Расселу Вайнбергеру и Уоррену Мэлоуну за помощь с названием книги.

Особая благодарность моему вдумчивому, чуткому, превосходному редактору Дэну Фрэнку.

Спасибо моему дорогому другу Педро Феррейра за невероятную поддержку. Он всегда говорил именно те слова, которые мне нужно было услышать.

Я сожалею, что не смогла рассказать обо всех ученых и инженерах, которые сделали возможным завершение проекта, начатого Кипом, Раем и Роном пятьдесят лет назад. Десятки людей заслуживают гораздо большего признания, чем я была в силах им обеспечить. Чтобы хоть как-то исправить эту несправедливость, я выражаю благодарность всему научному сообществу LIGO. Ниже приведен официальный полный список его участников – около 800 человек из почти 130 институтов по всему миру[45]. Он включает в себя не только экспериментаторов, которые построили установку, но и теоретиков и специалистов по анализу данных, чьи совместные усилия определили успех проекта. В списке также упомянуты члены европейского проекта Virgo. Как говорит Рай, “всем миром.”

Глава 1. Когда сталкиваются черные дыры

Цитата на стр. 21 “изменение расстояния, по величине меньшее, чем отношение толщины человеческого волоса к ста миллиардам длин окружности Земли” взята из следующего источника:

ТАЙСОН, Энтони. Доклад на заседании Комитета по науке, космическим исследованиям и технологиям Палаты представителей США. 13 марта 1991 г.

Глава 2. Рай Вайсс

При написании этой книги я использовала тексты интервью, данные мне Раем Вайссом во время наших с ним многочисленных встреч в 2013–2015 гг., а также интервью, которое Рай Вайсс дал Ширли Коэн для ее исторического проекта (см. ссылки ниже). В случае, когда ответы Рая совпадали, я предпочитала использовать текст более раннего интервью Ширли Коэн.

Вайсс, Райнер. Интервью, данное Ширли Коэн. Пасадена, Калифорния, 10 мая 2000 г. Проект “Устный архив Калтеха”. Архив Калифорнийского технологического института.

ВАЙСС, Райнер. Интервью, данные автору книги в 2013–2015 гг.

Глава 3. Кип Торн

Все высказывания Кипа Торна взяты из: Торн, Кип. Интервью, данные автору книги в 2013–2015 гг.

Большинство материалов по истории общей теории относительности было заимствовано из великолепной книги астрофизика Педро Феррейра: Pedro G. Ferreira. A Perfect Theory: A Century of Geniuses and the Battle over General Relativity. New York: Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company, 2014. [ФЕРРЕЙРА П. Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности. СПб.: Питер, 2015.]

THORNE, KlP S. Black Holes and Time Warps: Einstein’s Outrageous Legacy. New York: W W Norton & Company, Inc.,1995.

Wheeler, John Archibald. Geons, Black Holes, and Quantum Foam: A Life in Physics. New York: W W Norton & Company, Inc., 1998.

Число учеников Уилера, упомянутое в тексте, взято из: Christensen, Terry М. Physics Today. Vol. 62, issue 4, p. 55 (August 2009).