Электронная библиотека » Жанна Левин » » онлайн чтение - страница 1


  • Текст добавлен: 2 апреля 2021, 10:54


Автор книги: Жанна Левин


Жанр: Физика, Наука и Образование


Возрастные ограничения: +12

сообщить о неприемлемом содержимом

Текущая страница: 1 (всего у книги 2 страниц)

Шрифт:
- 100% +

Жанна Левин
Блюз черных дыр и другие мелодии космоса

Издание осуществлено при поддержке “Книжных проектов Дмитрия Зимина”



Эта книга издана в рамках программы “Книжные проекты Дмитрия Зимина” и продолжает серию “Библиотека фонда «Династия»”.

Дмитрий Борисович Зимин – основатель компании “Вымпелком” (Beeline), фонда некоммерческих программ “Династия” и фонда “Московское время”.


Программа “Книжные проекты Дмитрия Зимина” объединяет три проекта, хорошо знакомых читательской аудитории:

издание научно-популярных книг “Библиотека фонда «Династия»”,

издательское направление фонда “Московское время”

и премию в области русскоязычной научно-популярной литературы “Просветитель”.


Подробную информацию о “Книжных проектах Дмитрия Зимина” вы найдете на сайте

ziminbookprojects.ru


JANNA LEVIN

BLACK HOLE BLUES

AND OTHER SONGS FROM OUTER SPACE


Художественное оформление и макет Андрея Бондаренко



© Janna Levin, 2016

© А. Ростовцев, перевод на русский язык, 2021

© А. Бондаренко, художественное оформление, макет, 2021

© ООО “Издательство Аст ”, 2021 Издательство CORPUS ®

Предисловие научного редактора

Читатель, открывший эту книгу и читающий эти строки, скорее всего кое-что (или даже многое) знает о черных дырах – особенностях пространства-времени, окруженных горизонтом событий, из-под которого невозможно послать сигнал во внешнее пространство и который предположительно всегда окружает любую сингулярность. Черные дыры являются следствием релятивистской теории тяготения – общей теории относительности А. Эйнштейна, сформулированной в 1915 году. Прочно войдя в научный лексикон с конца 60-х годов прошлого века, удивительные свойства черных дыр волнуют не только специалистов – физиков и астрономов, но и вообще всех, кто слышал о них. Астрофизические свидетельства существования черных дыр во Вселенной были получены еще в начале 1970-х годов при рентгеновских наблюдениях неба, а в 2019-м астрономам удалось построить первое изображение “тени”, силуэта сверхмассивной черной дыры в центре галактики М87.

В этой книге, написанной живым и увлекательным языком, излагается волнующая история одного из величайших научных открытий XXI века – первой экспериментальной регистрации гравитационных волн наземными лазерными интерферометрами LIGO. Важность этого эпохального события была немедленно признана мировым научным сообществом, и в 2017 году Нобелевский комитет присудил премию по физике Барри Бэришу, Райнеру Вайссу и Кипу Торну “за решающий вклад в детектор LIGO и открытие гравитационных волн”. Рай Вайсс, Кип Торн и Барри Бэриш – одни из ключевых героев этой книги. К сожалению, выдающиеся экспериментаторы Владимир Брагинский и Рональд Древер, внесшие огромный вклад в гравитационно-волновой эксперимент, скончались до присуждения Нобелевской премии 2017 года.

Новая эпоха гравитационно-волновой астрономии началась 14 сентября 2015 года с открытия гравитационных волн от первой сливающейся двойной черной дыры GW150914 (источники гравитационных волн принято обозначать GW-год-месяц-день по дате регистрации), и теперь события развиваются столь быстро, что никакой книге не поспеть за потоком информации о достижениях в этой области. Так что в коротком предисловии мы лишь перечислим наиболее важные факты, полученные к январю 2021 года действующими гравитационно-волновыми обсерваториями LIGO (США) и Virgo (Италия).

Сейчас известно уже около полусотни источников, большинство из которых – сливающиеся массивные черные дыры и несколько сливающихся двойных нейтронных звезд. Сливающиеся черные дыры оказались в несколько раз массивнее, чем ожидалось. Предполагается, что они возникли при эволюции очень массивных звезд в далеких галактиках, вещество в которых еще не так обогащено элементами тяжелее гелия, как в нашей Галактике. Впрочем, есть и альтернативные гипотезы; они активно изучаются в настоящее время и будут проверяться в дальнейших наблюдениях двойных черных дыр.

Второе по важности открытие после первой регистрации гравитационных волн детекторами LIGO случилось 17 августа 2017 года. В этот день интерферометры LIGO и присоединившийся к их работе за несколько недель до этого итало-французский интерферометр Virgo впервые зарегистрировали слияния двойных нейтронных звезд GW170817. Как и предполагали теоретические расчеты, выполненные задолго до этого, слияние нейтронных звезд сопровождалось коротким всплеском гамма-излучения, наблюдавшимся космическими гамма-обсерваториями Fermi и INTEGRAL (источник GRB170817A). Это позволило значительно сузить область поиска местоположения источника на небе и “увидеть” его в относительно близкой галактике NGC 4993 на расстоянии 40 мегапарсек (примерно 130 миллионов световых лет). Локализация источника позволила подключить всю мощь наземных и космических телескопов для наблюдения последующего электромагнитного свечения (так называемой “килоновой”), вызванного нагревом выброшенного при слиянии вещества при распаде тяжелых элементов группы лантаноидов. Таким образом, началась эра “многоканальной астрономии”, когда информацию о космических источниках ученые получают не только в электромагнитном диапазоне, но и посредством гравитационных волн, космических лучей и нейтрино.

В конце марта 2020 года работа детекторов LIGO и Virgo была досрочно остановлена в связи с пандемией коронавируса. Когда будет продолжена их работа с улучшенной чувствительностью, пока точно не известно, но совершенно ясно, что наблюдения новых гравитационно-волновых источников сетью интерферометров LIGO/Virgo и вводимым в строй японским подземным интерферометром KAGRA принесут новые удивительные и неожиданные открытия.

Еще одно важное событие произошло в октябре 2020 года: Нобелевский комитет присудил премию по физике математику Роджеру Пенроузу “за открытие того, что образование черных дыр является надежным предсказанием общей теории относительности”, а также астрономам Райнхарду Генцелю и Андреа Гез “за открытие компактного сверхмассивного объекта в центре нашей Галактики”. Эта достойная награда за многолетние теоретические и астрономические исследования черных дыр подтверждает неугасающий интерес человечества к самым удивительным природным объектам.

В конце этого короткого предисловия приведем (далеко неполный!) список литературы, которая поможет глубже ознакомиться с предметом и достижениями гравитационно-волновой астрономии, многолетняя и порой драматическая история становления которой блестяще и увлекательно описана в книге Ж. Левин. Приятного чтения!

Константин Постнов

Москва, 20января 2021 г.

Рекомендованная литература

А. М. Черепащук. Гравитационные волны и черные дыры. Земля и Вселенная, № 4, с. 3–17 (2016).

А. М. Черепащук. Открытие гравитационных волн: новый этап в исследованиях чёрных дыр. Успехи физических наук, т. 186, с. 1OO1-1O1O (2016).

Д. Райтце. Первые детектирования гравитационных волн, излучаемых при слияниях двойных чёрных дыр. Успехи физических наук, т. 187, с. 884891 (2017).

К. А. Постнов. Гравитационные волны – вестники космических катастроф. Земля и Вселенная, № 3, с. 10–25 (2018).

Многоканальная астрономия (под ред. А. М. Черепащука). Фрязино: Век-2, 528 с. (2019).

Блюз черных дыр и другие мелодии космоса

Уоррену, Гибсону и Стелле



А надо знать, что нет дела,

коего устройство было бы труднее,

ведение опаснее,

а успех сомнительнее,

нежели замена старых порядков новыми [1]1
  Перевод Г. Муравьевой.


[Закрыть]
.

Никколо Макиавелли,
“Государь” (1513)

Глава 1
Когда сталкиваются черные дыры

Представьте, что где-то во Вселенной сталкиваются две черных дыры – массивные, как звезды, но размером лишь с город, абсолютно черные (полностью поглощающие свет) дыры (пустоты). Под действием сил тяготения в последние секунды своей жизни они совершают тысячи оборотов вокруг точки контакта, завихряя пространство-время, пока не сольются в одну большую черную дыру. По масштабу это событие – самое грандиозное с момента образования Вселенной: в результате выделяется энергия, более чем в триллион раз превосходящая энергию миллиарда солнц. Однако при этом не излучается ни единого кванта света[2]2
  Это утверждение справедливо для черных дыр в вакууме и если пренебречь квантово-гравитационными эффектами. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
. Черные дыры сталкиваются друг с другом в абсолютной темноте. Никто никогда не увидит этого, какой бы телескоп ни изобрели.

Огромная энергия, которая выделяется в результате такого столкновения, имеет чисто гравитационную природу и распространяется в окружающем пространстве в виде гравитационных волн. Оказавшийся поблизости астронавт не увидел бы ровным счетом ничего. Зато пространство вокруг него (и то, которое занимает его тело) стало бы искривляться – периодически сжиматься и растягиваться. Находясь достаточно близко к сливающимся черным дырам, астронавт мог бы услышать гравитационные волны. В абсолютной темноте он услышал бы, как звучит пространство-время. (Не будем принимать во внимание возможность смерти от черной дыры.) Гравитационные волны подобны звуковым колебаниям, но для их распространения не нужна материальная среда. Когда черные дыры сталкиваются, они звучат.

Ни один человек никогда не слышал звучания гравитационных волн. Ни один прибор их еще надежно не зарегистрировал[3]3
  См. эпилог и предисловие научного редактора. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
. Гравитационные волны распространяются со скоростью света. Время их путешествия от места возникновения до Земли может занимать миллиарды лет, и к тому моменту, когда волны наконец достигнут нашей планеты, шум от столкновения черных дыр станет неуловимо слабым. Слабым и тихим настолько, насколько это вообще можно себе представить. Гравитационные волны изменяют расстояние между телами [4]4
  Точнее – между свободно движущимися в гравитационном поле телами. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]
. К моменту, когда они достигнут Земли, это изменение не будет превышать размера атомного ядра даже для расстояний, равных трем диаметрам земного шара.

Кампания, целью которой стала регистрация колебаний пространства-времени, началась примерно полвека назад. Лазерная интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, LIGO) – самый дорогостоящий проект из всех, когда-либо финансировавшихся Национальным научным фондом (ННФ), независимым федеральным агентством США, которое поддерживает фундаментальные научные исследования. Проект LIGO объединяет две обсерватории: одну в Хэнфорде, штат Вашингтон, вторую в Ливингстоне, штат Луизиана. Каждая из них занимает территорию около четырех квадратных километров. Проект суммарно стоит больше миллиарда долларов, в нем участвуют сотни ученых и инженеров из разных стран. LIGO – это апогей технологического прогресса.

Несколько лет назад наблюдения в обсерваториях были приостановлены – проводились работы по модернизации детекторов. По словам одного из экспериментаторов, заменили все их элементы, кроме пустоты – вакуума. А в это время научные группы по всему миру производили расчеты, разрабатывали алгоритмы для обработки данных, создавали хранилища информации, чтобы извлечь из нового оборудования максимум пользы. Многие ученые посвятили свои жизни тому, чтобы экспериментально измерить “изменение расстояния, по величине меньшее, чем отношение толщины человеческого волоса к ста миллиардам длин окружности Земли”.

Я надеюсь, что после того, как гравитационные волны впервые будут обнаружены, наземные обсерватории в течение многих лет смогут регистрировать звуковые сигналы катастрофических астрономических событий, которые происходили в различных уголках космического пространства, – сигналы, возникшие в результате столкновения потухших звезд и взрывов сверхновых, а также отголоски Большого взрыва. Любое значимое событие в космосе заставляет пространство-время звучать. За срок службы этих обсерваторий ученые запишут звенящие диссонирующие ноты, чтобы озвучить историю Вселенной – немое кино, смонтированное человечеством из неподвижных изображений космоса, серии картинок, полученных за последние четыреста лет, с того самого момента, когда Галилей направил свой первый телескоп на Солнце.

Я участвую в этом грандиозном эксперименте, в этой смелой попытке измерить едва уловимые изменения формы пространства-времени и как ученый, надеющийся внести свой вклад в данную фундаментальную область знаний, и как новичок, пытающийся разобраться в том, как работает незнакомое оборудование, и как писатель, мечтающий задокументировать первую в истории человечества регистрацию сигналов непосредственно от черных дыр. По мере того как глобальная сеть гравитационных обсерваторий приближается к финишной прямой в этом забеге на длинную дистанцию, становится все труднее не верить в скорые открытия, хотя скептиков по-прежнему хватает.


Проект LIGO родился и развивался среди самых различных противоречий: спорили друг с другом известные ученые, возникали серьезные разногласия между единомышленниками, приходилось решать сложнейшие технические задачи, спорными были даже сами исходные предпосылки – однако теперь проект уверенно движется к поставленной перед ним полвека назад цели и постоянно наращивает свой научный потенциал. Мы вот-вот станем свидетелями того, как колоссальная установка уловит шепот космоса. Мысленный эксперимент, воспринимавшийся поначалу как занимательный ребус, удался, и идея, возникшая в 1960-е годы, материализовалась в стекле и металле. Модернизированные обсерватории LIGO (проект Advanced LIGO) начали работать осенью 2015 года, спустя столетие после того, как Эйнштейн опубликовал математическое описание гравитационных волн. Чувствительность гравитационных телескопов достигнет максимума за один-два года… ну, может быть, за три. Благодаря оборудованию предыдущего поколения была доказана принципиальная возможность регистрации гравитационных волн, однако успех эксперименту вовсе не гарантирован. Природа не всегда идет на уступки. И когда усовершенствованные приборы обсерваторий, прецизионно настроенные и тщательно откалиброванные, приступят к поиску чего-то необычного, ученые, отбросив все сомнения, прильнут к мониторам компьютеров в надежде получить долгожданные сигналы из космоса.

Эта книга – не только хроника охоты за гравитационными волнами, за аудиозаписью истории Вселенной, за звуковой дорожкой соответствующего ей немого фильма. Она еще и дань уважения донкихотскому, героическому, мучительному стремлению экспериментаторов к поставленной цели. Дань уважения безумным мечтам.

Глава 2
Рай Вайсс

В шесть часов вечера у главного здания Массачусетского технологического института, как ни странно, не было ни души. Мне пришлось подождать перед входом, пока какая-то аспирантка не прикатила на велосипеде и, спрыгнув с него, не открыла мне дверь. Мы вошли в здание; велосипед аспирантка втащила за собой по ступенькам. “Кабинет Рая вон там”, – сказала она и поехала прочь – одна нога на педали, другая отталкивается от пола. У какой-то из дверей она снова соскочила с велосипеда и скрылась из виду. Нужная мне дверь выглядела точно так же, и я подумала, что здесь легко перепутать кабинеты, как легко перепутать, скажем, гостиничные номера.

Райнер Вайсс взмахом руки пригласил меня войти. Опустив формальности, подобающие первой встрече, мы сразу заговорили так, будто знали друг друга много лет. Принадлежность к научному сообществу освобождает от необходимости следовать формальному этикету, это сближает сильнее, чем если бы мы оказались, к примеру, одного возраста или родом из одного города. Мы оба раскинулись в креслах, водрузив ноги на единственный в кабинете стул.

– С детства я лелеял одну мечту. Мне хотелось, чтобы хорошую музыку можно было слушать, не только приходя на концерты. И вот в 1947 году, еще ребенком, я поучаствовал в революции – революции в области воспроизведения звука. Я смастерил тогда одну из первых Hi-Fi-систем. Понимаете, большинство иммигрантов, приехавших в Нью-Йорк, страстно желали слушать классическую музыку…

Видите вон тот динамик? Он из кинотеатра в Бруклине. За экраном таких обычно несколько, там из них бывает выстроена целая система. У меня их было двадцать. Просто перевез к себе домой на метро. В Brooklyn Paramount случился большой пожар – и от них решили избавиться. Вот так у меня и появились динамики студийного качества. Я сумел придумать совершенно фантастическую схему подключения, собрал FM-радиоприемник и стал приглашать друзей – послушать Нью-Йоркский филармонический оркестр. Это было совершенно невероятно. Как будто сам сидишь в зале на их концерте. Звук оказался просто потрясающий.

И Рай кивнул в сторону металлического раструба – части динамика образца примерно 1935 года. Вся конструкция, хотя и выглядела слишком массивной, поразительным образом напоминала скорее безделицу родом из 70-х, чем серьезную технику 1930-х. На первый взгляд устройство было похоже на металлические конструкции, которые создавались учеными в 1960-е годы, когда начала воплощаться в жизнь блестящая идея измерения гравитации. Рай соорудил тогда прибор, позволявший записывать звучание пространства-времени, хотя позже и узнал, что не первым ступил на этот путь. Нынешний самый чувствительный в мире гравитационный детектор – настоящая вершина научных достижений! – настолько велик по размеру, что не может уместиться не только в главном здании Массачусетского технологического института, но даже во всем Кембридже, штат Массачусетс. Научно-исследовательская лаборатория, где разрабатываются отдельные детали детектора, находится в подвале соседнего здания, а вот сам прибор установлен не здесь, а на удаленных площадках.


В 2005 году Рай занял в МТИ почетный пост профессора физики и получил доступ в четырехкилометровые бетонные тоннели. Теперь он мог самостоятельно контролировать работу лазеров с помощью осциллографов, проверять на герметичность объем в 18 000 кубических метров с высоким вакуумом и измерять сейсмические колебания в промозглых, кишащих осами помещениях. По сути, Раю разрешили снова побыть студентом, но уже в статусе, который имеют вышедшие на пенсию, но продолжающие активно работать уважаемые ученые, – в статусе заслуженного профессора (professor emeritus).

Речь Рая подчеркнуто ритмичная, характерная для ньюйоркцев – с типично американским выговором, впитавшим в себя особенности произношения разных европейских языков. Остатки его немецкого акцента полностью растворились в этом фонетическом сплаве. Он родился в Берлине в 1932 году. Его отец Фредерик Вайсс, коммунист, происходивший из богатой еврейской семьи, отличался бунтарским нравом. (Бабушка Рая по отцовской линии принадлежала к известной семье Ратенау. “Истинная немка и немножко еврейка”, сказал о ней Рай.) Свою мать, Гертруду Лоснер, актрису, Рай описывает тоже как бунтарку, но без еврейских корней. “Как-то им удалось сблизиться, – рассказывает Рай так, будто есть на свете вещи, которые никому не под силу постичь. – А в результате их встречи родился я; они тогда еще не были женаты”, – добавляет он.

Как и у любого иммигранта из тех, что слушали в доме Рая филармонические концерты, у него есть собственная история приезда в Америку. Начало ей положило получение им новых документов на острове Эллис[5]5
  Остров Эллис располагается в нью-йоркской гавани, недалеко от южного мыса Манхэттена. С 1892 по 1954 г. остров служил пунктом приема иммигрантов, въезжающих в США, где им оформляли новые документы. Сейчас там находится Музей иммиграции. – Прим. ред.


[Закрыть]
. Однако прелюдией к этому послужили события, произошедшие в берлинском лазарете для рабочих-коммунистов, где его отец был неврологом. Нацисты проникли и туда, как и в другие городские учреждения. Пациент хирурга-нациста умер на операционном столе, и члены НСДАП попытались заставить весьма политизированного отца Рая сообщить о случившемся властям, и без того настороженно относившимся к рабочей больнице. Действуя в точности как бандиты, нацисты схватили его посреди улицы и заперли в каком-то подвале (семейная летопись не уточняет, в каком именно). Там его, вероятно, и сгноили бы – из-за коммунистических убеждений Фредерика семья отреклась от него, – если бы незадолго до этого, в канун Нового года, не был зачат Рай. Беременная Гертруда и ее отец, видный чиновник Веймарской республики, сумели добиться освобождения Фредерика. У оказавшегося на свободе отца Рая не оставалось выбора, и ему пришлось покинуть Германию.

Фредерик бежал в Чехословакию. Вскоре за ним последовала и его новая семья. Рай не может взять в толк, каким образом его родителям удалось ужиться вместе настолько долго, чтобы в 1937 году зачать его младшую сестру, Сибиллу. (В трудностях своего брака они всегда винили Гитлера.) Чтобы отдохнуть от семейных неурядиц, Гертруда и Фредерик, взяв с собой обоих детей, отправились в Татры, в местечко неподалеку от границы с Польшей. Когда в вестибюле гостиницы все слушали по радио речь Чемберлена, говорившего о политике умиротворения и о грядущей оккупации Германией части Чехословакии, Рая совершенно заворожили готические формы старого деревянного радиоприемника. Аппарат был настроен таким образом, чтобы голос Чемберлена звучал как можно менее искаженно. Рай рассказывает, как испуганная толпа немецких экспатриантов, многие из которых были евреями, в спешке покидала горный курорт, чтобы поскорее добраться до Праги, а затем уехать из Чехословакии, прежде чем договор об аннексии вступит в силу. “Мы бежали. Нам очень повезло. Нас спасло то, что отец был врачом. Многим тогда бежать не удалось”.

В Нью-Йорке семья Рая несколько лет выживала благодаря нерегулярным заработкам матери, пока наконец отец не основал собственную практику – он стал психоаналитиком. “Я пошел в нью-йоркскую Колумбийскую гимназию, ту самую, в которой учился Мюррей Гелл-Манн [лауреат Нобелевской премии по физике]. Он был старше меня несколькими годами, и меня вечно с ним сравнивали. Ну, что-то типа ‘Тот парень действительно многое знал, а ты просто лоботряс’. И все в таком духе”.

Когда появились первые радиоприемники сигналов с частотной модуляцией, Рай, достаточно хорошо разбиравшийся в электронике, собрал усилитель и улучшил качество звука. У него появилось собственное небольшое дело. Первым клиентом, который купил его систему, была женщина, которую он называет “тетушкой Руфь”, хотя она вовсе не приходилась ему родственницей. Он уже забыл, сколько именно тогда заработал (да я и не спрашивала), но зато помнит, что взял плату только за сами детали. Рай стал частным предпринимателем, потому что члены эмигрантской общины ценили высокое качество воспроизведения звука. Как только кто-то из них слышал музыку, звучание которой улучшала система Рая, он рассказывал об этом другим – и спрос возрастал.

– В то время граммофонные пластинки изготавливались из шеллака. И издавали фоновое шипение. У виниловых пластинок такого недостатка уже не было. Непрерывное шипение. Шшшшшшш. Ведь игла постоянно скользила по шероховатой поверхности. И я хотел придумать, как можно избавиться от этого проклятого шипения.

Слушаешь, к примеру, спокойную, тихую сонату Бетховена – и в придачу к ней получаешь вечное шипение. Как же от него отделаться? Когда звуков становится много, шипение ими перекрывается и мешает уже не так сильно. И я решил собрать схему, которая бы меняла полосу пропускания устройства в зависимости от амплитуды звуковой волны. Но скоро понял, что не справляюсь, и потому решил пойти в колледж – подучиться.

Я поступил в колледж при Массачусетском технологическом институте – намеревался изучать звукотехнику, потому что больше тогда ничего не умел. Но довольно быстро я осознал, что не хочу становиться инженером. И переключился на физику, даже не знаю, почему… Хотя нет, знаю. Звучит, конечно, глупо, но на физическом факультете к студентам предъявлялось меньше требований, чем на других факультетах, а я был ужасно неорганизованным – терпеть не мог, когда от меня что-то требовали.


Рай заверил меня, что группа МТИ все еще трудится. В открытую дверь я увидела только несколько спин. В лаборатории по соседству людей оказалось больше. Экспериментаторы сидели на полу, распутывая пучки кабелей, или стояли, склонившись над оптическими столами, или настраивали какие-то приборы, или пристально наблюдали за сигналами на экране странного допотопного осциллографа, который использовался для диагностики. Готова поклясться, что я собственными глазами видела дискету! Общий уровень технического оснащения лаборатории впечатлял, поэтому я и уставилась на нее с самым что ни на есть глупым видом. Успех проекта в целом определяется физическим трудом, точностью приборов и слаженностью действий. На некоторых уровнях структура организации работы – горизонтальная. Каждый участник понимает свою задачу, так что коллектив функционирует гармонично – как колония муравьев, в постоянном, но не обязательно быстром движении. Как только завершено одно дело, сотрудники тут же берутся за следующее. У любого ученого есть своя предельно четкая, конкретная задача, микроскопическая в масштабе всего проекта. Все здесь опытны и физически подготовлены к тому, чтобы работать без перерывов долгие часы, причем нередко – в некомфортных условиях. Аспирант осторожно передвигает что-то на оптическом столе. Он, как и каждый из его коллег, вносит свой вклад в создание сверхчувствительного устройства, которое сумеет записать звучание космоса спустя сто лет (возможно, чуть больше) после того, как Эйнштейн догадался, что могут возникать возмущения самого пространства-времени.

Они сооружают звукозаписывающее устройство, не телескоп. Если все получится, то этот прибор – научный и музыкальный одновременно – зарегистрирует ничтожнейшие изменения формы пространства. Только самые масштабные события, происходящие с большими астрофизическими массами, заставляют пространство-время звучать достаточно громко для того, чтобы это можно было зафиксировать при помощи детекторов. Волны пространства-времени запускаются сливающимися черными дырами, сталкивающимися нейтронными звездами, пульсарами, взрывающимися звездами, а также – пока не известными нам мощными космическими событиями. Да, последовательные сжатия и расширения пространства и изменения хода времени распространяются во Вселенной, как волны в океане. И хотя гравитационные волны – это не звуковые волны, они могут быть преобразованы в звук с помощью простых аналоговых технологий, подобно тому, как колебания струны электрогитары преобразуются в звук с помощью обычных звукоснимателя и усилителя. Не самое совершенное сравнение, однако я его все-таки приведу: астрофизические катаклизмы – как щипки пальцев музыканта, пространство-время – как струны, а экспериментальное устройство – как корпус гитары. Или, скажем, астрофизические катастрофы – это барабанные палочки, пространство-время – мембрана трехмерного барабана, а экспериментальная установка нужна для того, чтобы преобразовать для нас колебания мембраны в звук. Ученые в центре управления напряженно вслушиваются в звуки, издаваемые детектором и усиленные колонками, хотя все, что они слышали до сих пор, это лишь фоновый шум. Шипение. Шшшшш.


Экспериментальная установка в Массачусетском технологическом бесценна, однако же очень мала в масштабе всего проекта. Главное управление LIGO находится в Калифорнийском технологическом институте, как и другой прототип гравитационного детектора, который также уступает по размерам двум полномасштабным устройствам, размещенным на удаленных площадках. “Так вы еще там не были? А когда собираетесь поехать? – спрашивает Рай. – О, тогда вы даже не представляете, что вас ожидает!”. Он в изумлении и восхищении откидывается на спинку кресла. Полномасштабные детекторы примерно в две с половиной тысячи раз длиннее, чем первый прототип Рая. Я тоже откидываюсь назад в попытке вообразить это соотношение. “У нас на объектах бывает не то чтобы много посетителей…”

С того времени, как Рай поступил в колледж, его научная жизнь оказалась прочно связана с Кембриджем, хотя он и поклялся вернуться обратно в Нью-Йорк в тот самый миг, как впервые вышел из метро на площади Кендалл. Тем промозглым сентябрьским утром промышленная окраина города смердела жуткой смесью майонеза, пикулей и мыла, сваренного из останков животных и их жира. А уж нотки шоколада в том воздухе просто убивали. Но в Нью-Йорк он так и не вернулся. Его жизненная траектория отклонялась от Кембриджа лишь ненадолго и по очень важным поводам.

– А потом я влюбился. Это случилось в самый разгар Корейской войны. Я принял тогда идиотское решение куда-нибудь уехать, ну, меня и исключили из колледжа. Я отправился следом за ней в Чикаго. Она была пианисткой. И, кстати, эта девушка изменила мою жизнь. В двадцать с чем-то лет я начал учиться играть на фортепиано. Благодаря ей.

Много лет спустя, когда я уже задумался о гравитационных волнах, я сразу сообразил, что LIGO охватывает тот же диапазон частот, что и фортепиано.

В общем, я совершенно спятил, обезумел от любви. И совершенно не думал о том, чем все это может обернуться. Разумеется, девушка в итоге ушла от меня к какому-то другому парню. Нельзя позволять влюбленности захватывать тебя целиком, вы понимаете, о чем я? В общем, я вернулся. И это стало началом моей научной карьеры как физика. Правда, репутация моя была подмочена, ведь меня выгнали из колледжа…

В поисках работы несчастный, отчисленный из колледжа Рай бродил по Массачусетскому технологическому институту и случайно оказался в Фанерном дворце, хлипком сооружении, поспешно возведенном на самой границе кампуса во время Второй мировой войны. Изначально предполагалось, что непрочное деревянное строение проживет всего несколько лет, однако скрипучее, продуваемое насквозь и неуютное здание просуществовало целые десятилетия, хотя иногда наспех установленные оконные рамы и выпадали под порывами ветра прямо на улицу Вассара. Оно так и не получило официального названия помимо того, под которым значилось в принятой в МТИ системе нумерации зданий: “строение 20”. Фанерный дворец – трудно было бы подыскать для него более удачное прозвище. Ничем не примечательный внешне, Дворец был знаменит в узких кругах, так как его “недолговечность” полвека испытывали на прочность ученые. В фанерных стенах и потолках было проделано множество отверстий, а многочисленные трубы проходили прямо над головой или за тонкими перегородками. Голоса и идеи, заключенные внутри коробки с гудроновой крышей и внешними стенками из асбеста, заполняли собой это трехэтажное сооружение, и казалось, будто сама убогость невзрачного строения способствовала тому, чтобы его обитатели смогли справиться с любыми трудностями. По меньшей мере девять нобелевских лауреатов сделали свои открытия в строении 20. Там было положено начало разнообразным исследованиям в областях радиолокации, лингвистики, нейронных сетей, звукотехники, гравитационной (физики… тематический спектр оказался настолько широк, что Фанерный дворец стал своего рода культурным феноменом, разобраться в сути которого можно, лишь сумев ответить на вопрос – что же именно помогло создать столь насыщенную креативностью атмосферу? Дворец, вопреки всем прогнозам, простоял больше пятидесяти лет. Его снесли только в 1998-м; ученые, жители соседних домов и дети, привыкшие играть рядом с ним, устроили Фанерному дворцу молчаливые проводы – собрались вместе и наблюдали за крушившими его рабочими.


Страницы книги >> 1 2 | Следующая

Правообладателям!

Данное произведение размещено по согласованию с ООО "ЛитРес" (20% исходного текста). Если размещение книги нарушает чьи-либо права, то сообщите об этом.

Читателям!

Оплатили, но не знаете что делать дальше?


  • 0 Оценок: 0
Популярные книги за неделю


Рекомендации