11
Попалась!
Колебания ткани пространства-времени несутся сквозь Вселенную. Ничтожное возмущение четырех измерений едва уловимо меняет местное искривление. За минувшие 1,3 млрд лет оно чрезвычайно ослабло, но не исчезло – тихое вибрирующее эхо драматического события, словно отзвук грома, медленно затухающий вдали, когда вспышка молнии давно погасла.
Гравитационная волна не одинока. Множество одинаковых волн распространяются во Вселенной – во всех направлениях и в широком спектре частот и амплитуд – миллиарды лет. Почти незаметно, но постоянно пространственно-временной континуум колеблется, будто барабанная перепонка. Однако эта волна особенная. Ей суждено стать первой в истории Вселенной гравитационной волной, зарегистрированной людьми.
Мчащаяся сквозь пространство со скоростью 300 000 км/с волна вошла в нашу Галактику около 100 000 лет назад. Она вызывала легчайшую дрожь звезд и планет, двигаясь по Млечному Пути в нашем направлении. В 1915 г., когда Альберт Эйнштейн сформулировал ОТО, ей оставалось преодолеть всего 100 св. лет, чтобы встретиться с маленькой планетой, населенной любознательными существами.
Она приходит с юга. Дата: понедельник, 14 сентября 2015 г. Время: 09:50:45 по Гринвичу. На крохотную часть секунды Земля растягивается и сжимается на 1/10 квинтиллионной доли процента – 1/1021. Все на планете расширяется и сокращается вместе с ней, в том числе лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория в Ливингстоне, штат Луизиана, а через 7 мс аналогичный детектор LIGO в Хэнфорде, штат Вашингтон.
Очень скоро все успокаивается. Гравитационная волна продолжает путешествие в дальние пределы глубокого космоса. Через 1,3 с она пересекает орбиту Луны и через несколько часов покидает Солнечную систему, продолжая слегка деформировать все, что оказывается на ее пути.
_________
Понедельник, 14 сентября 2015 г., – самый обычный день. В Лондоне родители певицы и композитора Эми Уайнхаус, наверное, оплакивают свою талантливую дочь, которая сегодня праздновала бы 32-летие, если бы не покончила с собой чуть больше 4 лет назад. Специалисты по космонавтике, любящие историю, поминают советский космический зонд «Луна-1» – первый рукотворный объект на другом небесном теле, – разбившийся о лунную поверхность ровно 56 лет назад. Но для большинства людей это ничем не примечательный день.
В то утро исследователь-постдокторант Марко Драго в одиночестве сидит в своем кабинете в Институте Альберта Эйнштейна в Ганновере. Он изучает физику в итальянской Падуе, родном городе Галилео Галилея, одним из первых изучавшего гравитацию, в свободное время играет на пианино Моцарта и Бетховена и пишет фэнтези – уже опубликовал два романа о драконах и мальчике по имени Марко (drago по-итальянски – «дракон»).
Примерно в 11:54 по местному времени в ящик электронной почты Драго падает письмо. Это автоматическое оповещение линии передачи данных LIGO: множество таинственных цифр и автоматически сгенерированных гиперссылок. Очевидно, программа обнаружила какую-то аномалию около трех минут назад. Интересно.
Драго переходит по одной из гиперссылок. На экране раскрываются графики выходного сигнала детектора. Он знает, как они должны выглядеть: волнистые линии, соответствующие невообразимо слабым движениям зеркал из аморфного кварца, подвешенных в концах плеч интерферометра. Конечно, сейсмический шум. Даже в LIGO невозможно добиться абсолютной неподвижности зеркал с точностью до одной десятитысячной размера атомного ядра.
На сей раз все иначе. Шум присутствует, но на него накладывается гораздо более сильный сигнал: синусоидальная волна, попеременно вздымающаяся и опускающаяся. Она колеблется все более размашисто и часто, быстро слабеет и исчезает, оставив только фоновый шум. Все происходит примерно за десятую долю секунды и наблюдается не только в Ливингстоне. В Хэнфорде то же самое – несколькими миллисекундами позже. Не просто интересно – очень интересно!
Драго идет в кабинет своего коллеги Эндрю Лундгрена – в соседнюю дверь наискосок по коридору. Лундгрен проработал здесь дольше, он более опытен. Вместе они смотрят на графики. Извилистые линии выглядят точно как на симуляциях, прекрасно им известных. Увеличение частоты и амплитуды – характерный чирп сигнала гравитационной волны. Неужели?.. Да ну, не может быть. Сигнал неожиданно силен. Он отчетливо виден; его легко выделить из шума без специального программного обеспечения. Наверное, есть другое объяснение. Это просто невозможно… Или возможно?
«Позвоним на пост управления», – предлагает Лундгрен. Два детектора работают в инженерном режиме. Официальный старт первого научного запуска назначен на пятницу. Еще проводятся всевозможные тесты. Вероятно, это преднамеренное «аппаратное внедрение» для измерения отклика системы. Да, наверняка. Не будем нервничать.
В Хэнфорде 3:30 ночи. На телефонный звонок никто не отвечает. Дежурный оператор Нуцини Кийбунтю только что пришел и пропустил звонок. В Ливингстоне (5:30 утра) оператор Уильям Паркер говорит, что ничего не знает об аппаратных внедрениях. За последние две недели ученые проекта LIGO Анамария Эффлер и Роберт Скофилд провели множество диагностических тестов, но вчера был последний день их работы. Они сильно задержались и ушли не раньше 4:30.
Что дальше?
Могло ли иметь место аппаратное внедрение, о котором никто не знал? Слепое внедрение, осуществленное тайной командой, которой LIGO Laboratory поручила держать коллектив в тонусе и постоянно следить за всем происходящим в обсерваториях? Похожие проверки проводились раньше на первоначальном оборудовании. Зачем устраивать их сейчас, прямо перед первым научным запуском? Более того, Лундгрен говорит Драго, что сложная последовательность событий, необходимая для правильного слепого внедрения, еще находится в стадии подготовки.
В 12:54 дня, через час после получения оповещения по электронной почте, Драго пишет всевозможным группам научной коллаборации LIGO, отвечающим за анализ импульсов, программное обеспечение для анализа данных, изучение тесных двойных систем космических объектов, калибровку оборудования, обеспечение характеристик детектора, пусконаладочные работы и научные запуски, а также в центр популяризации науки LIGO и даже на электронный адрес [email protected].
Привет всем,cWB за последний час внес в gracedb очень интересное событие.
Понять эту абракадабру может только участник проекта LIGO. cWB – это канал регистрации когерентной (coherent) ударной волны (Wave Burst). Grace DB – база данных событий-кандидатов, которые могли бы оказаться гравитационной волной. (Кстати, не тратьте время, набирая указанный адрес в своем браузере, – без логина LIGO доступ невозможен.) Следующие несколько строк – другие гиперссылки. Марко завершает письмо запросом дополнительной информации:
Оно не обозначено в качестве аппаратного внедрения, как нам представляется после короткого расследования. Кто-нибудь может подтвердить, что это не аппаратное внедрение?Марко
В США еще ночь или очень раннее утро, и пройдет несколько часов, прежде чем большинство американских членов коллаборации LIGO прочтут сообщение. Исключение – Стэн Уиткомб из Калифорнийского технологического института. Ему почему-то не спится. Примерно в 4:00 утра он встает и включает компьютер, чтобы проверить почту. Письмо Драго пришло несколько минут назад. «О, черт, – бормочет Уиткомб, – я буду очень занят следующие несколько месяцев».
Уиткомб работает в институте с 1980 г. Он один из авторов знаменитой «Синей книги» 1983 г. – первой оценки стоимости строительства интерферометра типа LIGO. Он тесно сотрудничал с Роном Древером при создании 40-метрового институтского прототипа и, 6 лет проработав в промышленности, в 1991 г. вернулся в проект LIGO в качестве сопредседателя комитета по оценке объекта и в дальнейшем главного исследователя проекта.
Стэн Уиткомб недавно объявил, что уволится из Калифорнийского технологического института во вторник, 15 сентября. Он не собирается совершенно бросать исследования и пообещал пресс-секретарю LIGO Габриэле Гонсалес оставаться сопредседателем оценочного комитета до тех пор, пока Afvanced LIGO не найдет что-нибудь интересное. Вроде бы спокойная работа – пара собраний и телеконференции и немного бумаг. Но сначала – заслуженное свободное время. Он планирует в среду съездить в Колорадо навестить мать.
И вдруг это. Настоящий чирп, не симуляция. И какой! Малая продолжительность, относительно низкая частота в конечной точке – это может быть только столкновение двух весьма массивных ЧД. Нейтронные звезды с меньшими массами сливались бы дольше. Более того, они имели бы более высокую орбитальную частоту в результате слияния, поскольку их размеры гораздо меньше. Уиткомб убежден, что это настоящий результат. LIGO сделала первую регистрацию. Есть!
Конечно, Уиткомб не может снова лечь спать. Позднее тем утром, выгуливая собаку вместе с женой, он говорит: «Я знаю, что обещал проводить больше времени дома после выхода в отставку. Но, боюсь, я буду очень занят». Он не отменяет поездку в Колорадо, но в доме матери проводит у компьютера по два часа ежедневно.
Габриэла Гонсалес расстроена. Уроженка Аргентины, она работает физиком в Университете штата Луизиана в г. Батон-Руж и с 2011 г. является пресс-секретарем научной коллаборации LIGO, заняв эту должность после Рэя Вайсса из MIT, Питера Солсона из Сиракузского университета и Дэвида Райтце из Университета Флориды. Последние месяцы и недели она не покладая рук составляла и совершенствовала протоколы и процедуры. Очевидно, этот постдокторант из Ганновера не удостаивает их вниманием: Марко Драго разослал свое письмо всем и каждому, даже абонентам из адресного списка «lsc-all». К счастью, список проходит модерацию, а модератор как раз Гонсалес, так что эта рассылка не проходит. Но она не может помешать письму Драго дойти до всех остальных команд, которым он его отправил. Сейчас, наверное, все обсуждают случившееся.
Конечно, Гонсалес тоже воодушевлена. Сначала она считает мощный сигнал результатом теста, но быстро выясняет, что никаких тестов в это время не проводилось. От Майка Лэндри, руководящего регистрациями в хэнфордской обсерватории, приходит текстовое сообщение: «Габи, ты давала разрешение на слепое внедрение?» Джо Джайме, глава обсерватории в Ливингстоне, задает тот же вопрос. Нет, не давала. Такое разрешение действительно исходило бы от нее и только после консультаций с руководством проекта. Простые проверки доказали, что внедрения не было, по крайне мере по обычной процедуре. Следовательно, это самая настоящая гравитационная волна – если только не сбой программы, аномалия инструмента или злонамеренный взлом, что должен выяснить комитет по регистрации. Все описано в процедурах.
Процедуру автоматизированного оповещения остальных наблюдателей внедрить не успели. Около 20 наземных и космических обсерваторий заключили особое соглашение с научной коллаборацией LIGO. Как только гравитационная волна будет зарегистрирована, они направят свои телескопы и инструменты на ее предполагаемый источник (читайте об этом в главе 14), чтобы узнать, видно ли что-нибудь в рентгеновском, оптическом или радиодиапазоне частот. Любой электромагнитный сигнал – например, высокоэнергетическое излучение вследствие события взрывного характера – будет перемещаться с той же скоростью, что и волна Эйнштейна (со скоростью света), следовательно, придет на Землю одновременно с ней. Но вполне вероятно, что он будет регистрироваться дольше гравитационной волны.
Неизвестно, является ли сегодняшний сигнал подлинным. В любом случае невозможно с точностью определить, откуда он поступил. Но Гонсалес и Фульвио Риччи, пресс-секретарь Европейской коллаборации Virgo, решают отправить другим командам проекта сообщение с координатами огромной вытянутой области в небе Южного полушария, где гравитационная волна – если это действительно она – могла возникнуть. Возможно, в небе можно что-то наблюдать, но вскоре эффект исчезнет, и нужно безотлагательно начать поиск, даже если целеуказание очень неточно.
Больше всего Гонсалес волнует вопрос секретности. Никто, кроме членов коллаборации, не должен узнать о сигнале. Еще не время. Основной посыл протокола действий при регистрации – «соблюдать конфиденциальность». После Джо Вебера и BICEP2 никто не хочет делать заявление, которое будет опровергнуто на следующем этапе. Это тяжелый удар по репутации.
В среду, 16 сентября, Гонсалес встречается с пресс-секретарем Риччи и директором коллаборации Virgo Федерико Феррини, а также с исполнительным директором LIGO Дэвидом Райтце и его заместителем Альбертом Лаццарини. Вместе они пишут электронное письмо тысяче с лишним членам коллаборации LIGO – Virgo, или LVC:
Дорогие адресаты!Многие из вас уже слышали об интересном кратковременном кандидате в события, обнаруженном в потоке данных ER8 в минувшие выходные… Мы поделились данными с партнерами-астрономами, которые могут проверить это инициирующее событие…Мы хотим напомнить всем о необходимости соблюдать строгую конфиденциальность в отношении данного кандидата и в целом в отношении всех кандидатов и результатов. Обсуждения и сообщения по результатам деятельности коллаборации с людьми, не являющимися членами LVC, «недопустимы», пока результаты не будут обнародованы. Утечки и слухи лишь усложнят наши изыскания.К некоторым из вас могут обратиться друзья и коллеги с вопросами об этом кандидате в события и возможных будущих кандидатах в 01… Пожалуйста, сообщайте обо всех специфических запросах людей, не входящих в LVC, пресс-секретарям LSC и Virgo.Спасибо!Габи, Фульвио, Дейв, Альберт, Федерико
Однако трудно молчать, когда твоя команда только что сделала открытие века. Марко Драго делится новостью с родителями в Италии, Стэн Уиткомб – с женой, другие сотрудники – с партнерами и подругами. В Кембридже, штат Массачусетс, кто-то делает ошибку в адресной строке и случайно отсылает письмо об открытии сотрудникам финансового отдела MIT. К счастью, те не знают физики. Очевидно, известие так или иначе просочится наружу.
Действительно, кто-то проговаривается Лоуренсу Крауссу, физику-теоретику из Университета штата Аризона в Темпе, автору нескольких научно-популярных книг. Краусс не раскрывает имя источника. Этот человек не член коллаборации, но выдающийся, отмеченный премиями физик-экспериментатор – вот и все, что он соглашается сказать. В пятницу, 25 сентября, он размещает новость в Twitter:
Ходят слухи о регистрации гравитационной волны детектором LIGO. Потрясающе, если это правда. Если подтвердится, выложу подробности.
Твит Краусса вызывает ажиотаж в СМИ. Габриэлу Гонсалес охватывает отчаяние. Ей начинают звонить журналисты. LIGO действительно что-то зарегистрировала? Когда? Как? Зачем такая секретность? Событие было единственным? Будет ли официальное сообщение? В тот же день она пишет второе письмо членам коллаборации LIGO и Virgo.
…Пожалуйста, *воздержитесь* от любых комментариев или откликов на эти твиты и, разумеется, не разглашайте никакую информацию о событии… Повторяю, пожалуйста, не участвуйте в обсуждениях этой темы в социальных СМИ.Габи
P. S. Я очень разочарована, что эти важные новости так быстро попали в СМИ – в KSc много членов, но я искренне считала, что мы можем рассчитывать друг на друга в плане сохранения возможности заниматься наукой, ни на что не отвлекаясь.
Она решает не вступать в контакт с Крауссом. С ним никто не будет общаться. Игнорировать слухи – лучшая стратегия на данный момент. Официальный ответ на запросы СМИ предлагает журналистам набраться терпения: «Потребуются месяцы, чтобы проанализировать наши данные и выделить активный и фоновый сигналы, поэтому сейчас мы ничего не можем сказать».
Конечно, журналисты, пишущие о науке, расспрашивают Гонсалес и о слепых внедрениях. Некоторые вспоминают события 2009 г. и 2011 г., когда действовали первоначальные версии LIGO и Virgo. Каждый участник обеих команд знал о возможности слепых внедрений. Два или три человека, занимавших в коллаборации высокую должность, имели право создать в потоке данных интерферометра ложный сигнал, чтобы протестировать эффективность программного обеспечения для анализа данных, проверить, смогут ли теоретики сделать правильные выводы из характеристик сигнала, приобрести опыт написания профессиональных публикаций и выявить необходимость изменения процедур.
При регистрации любого сигнала гравитационной волны и его передаче на дальнейший анализ эта рабочая группа сотрудников должна была запечатать в конверт сообщение, был ли сигнал слепым внедрением. Только по окончании работы с сигналом конверт следовало вскрыть и узнать ответ.
Безусловно, это держало сотрудников в тонусе. Осенью 2007 г. и в течение почти всего 2008 г. ученые LIGO трудились над детальным анализом сигнала, зарегистрированного 22 сентября 2007 г. и, соответственно, названного Событием равноденствия. Все три детектора – LIGO в Хэнфорде, LIGO в Ливингстоне и Virgo – зарегистрировали слабый чирп среди шума. Он выглядел именно так, как и должен был предположительно выглядеть результат сближения по спирали, столкновения и слияния нейтронных звезд двойной системы.
Однако последующий анализ показал, что Событие равноденствия недостаточно убедительно, чтобы объявить о регистрации волн Эйнштейна. Вероятность того, что «сигнал» представляет собой статистическую погрешность, была слишком высока. Поэтому осенью 2008 г. ученые согласились не считать Событие равноденствия кандидатом на регистрацию гравитационной волны.
Только в марте 2009 г., когда анализ был полностью завершен, стало известно, что сигнал являлся слепым внедрением. Также было сообщено о более раннем слепом внедрении всего за 9 дней до События равноденствия – оставшемся совершенно незамеченным программным обеспечением детектора. Это был очень поучительный опыт.
Второе знаменитое слепое внедрение 16 сентября 2010 г. получило название «Событие Большого Пса». Этот сигнал был гораздо более заметным, и его также зарегистрировали все три детектора. Он выглядел как чирп, который можно ожидать вследствие столкновения нейтронной звезды и ЧД. Крохотные различия во времени прибытия сигнала в три обсерватории свидетельствовали, что столкновение произошло где-то в созвездии Большого Пса, отсюда название.
На сей раз все выглядело очень убедительно. Долгие месяцы ученые выполняли анализ и готовили статью об открытии для Physical Review Letters, прекрасно зная, что Событие Большого Пса может оказаться ложным сигналом. Только 14 марта 2011 г. (в 132-ю годовщину со дня рождения Альберта Эйнштейна), когда команда согласовала окончательный вариант статьи, на собрании в Аркадии (Калифорния) открылась правда. Джей Маркс из Калифорнийского технологического института, тогдашний директор LIGO, открыл «конверт» (в действительности представлявший собой флешку с презентацией в PowerPoint), и около 350 присутствовавших членов коллаборации узнали, что гонялись за миражом. Шампанское за проделанную работу все-таки выпили, но статью в Physical Review Letters, конечно, не подали. Выяснилось также, что и в этом случае было второе слепое внедрение во время того же научного запуска, оставшееся незамеченным.
Событие равноденствия и Событие Большого Пса были внедрены в сентябре. Неудивительно, что в сентябре 2015 г. многие ученые подозревают, что им снова морочат голову. Но Габриэла Гонсалес знает, что это не фейк. Это невозможно. Конечно, она не сообщает эту информацию назойливым журналистам. Им говорят только, что ложные сигналы в прошлом действительно использовались. Однако с членами коллаборации она откровенна, и все понимают, что сигнал, зарегистрированный 14 сентября, может быть подлинным.
Может быть, и их ждет тяжелая работа. Если сигнал не является слепым внедрением, это не означает, что он вызван настоящей гравитационной волной из космоса. Есть десятки других причин, например программный сбой. За регистрацию крайне слабой вибрации зеркал Хэнфорда и Ливингстона отвечают тысячи строк компьютерного кода. Не бывает программ без багов, это знает любой программист. Этот вопрос нужно детально прояснить.
Возможно, сигнал был вызван землетрясением на другой стороне планеты. Кто-то должен проконсультироваться в Геологической службе США. Как насчет ударной волны в атмосфере из-за крупного метеорита или даже его падения где-то в безлюдной местности? Другой сотрудник сверится с записями регистраторов инфразвука. Причиной мог стать редкий феномен в магнитном поле Земли. Следует обратиться за записями со спутников к специалистам по физике плазмы. Иногда сильные грозы даже создают волны в ионосфере – слое заряженных частиц высоко в атмосфере Земли. Чуткие инструменты могли среагировать на множество природных явлений. Все необходимо проверить и перепроверить.
Это задача регистрационной комиссии, председателями которой являются Стэн Уиткомб из LIGO и Фредерик Марион из коллаборации Virgo. Они точно знают, что делать. Протоколы готовы. Каждый из членов комиссии – как в США, так и в Европе – решает собственные задачи. Каждый занимается лишь некоторыми потенциальными источниками сигнала. Выполняются списки заданий, заполняются отчетные таблицы. Медленно, но верно возможные альтернативы отбрасываются одна за другой. Например, согласно международной метеорологической базе данных об ударах молний, примерно во время регистрации сигнала произошел чрезвычайно мощный разряд молнии в Буркина-Фасо в Западной Африке. Последующий детальный анализ, однако, показывает, что он не мог повлиять на зеркала LIGO.
Нужно проверить еще многое. Бесспорно, модулированный сигнал увидели оба детектора LIGO практически в одно и то же время. Возможность совершать такие одномоментные регистрации была главной причиной строительства двух интерферометров. Тем не менее необходимо исключить любой источник местного шума. Проще говоря, одновременно в двух местах захлопнувшиеся двери или проехавшие грузовики – это невероятно, но не невозможно. Вот еще одна важная задача регистрационной комиссии. Был ли кто-нибудь в туннелях интерферометров во время события? Чтобы выяснить это, проверяются все наличествующие журналы, камеры и микрофоны. Не происходило ли чего-нибудь необычного в непосредственной близости от детекторов? Необходимую информацию можно получить от датчиков состояния окружающей среды всех типов. Не наблюдалось ли магнитных аномалий или других аппаратурных эффектов, могущих потревожить систему подвеса зеркал, лазер или фотодетектор? Все отслеживается и записывается, и достаточно просмотреть все данные, чтобы исключить эти варианты.
Стэна Уиткомба преследует ужасное видение: кучка студентов-дипломников в баре Ливингстона, перебрав пива, обдумывает способы «по приколу» взломать систему. В коллаборации много исключительно ярких личностей. Что, если кому-нибудь пришел в голову оригинальный способ получения доступа к потоку данных или замены электронной платы в одной из компьютерных стоек? Допустив это, нельзя исключить и вредительства мстительного бывшего сотрудника. Однако и эти сомнительные варианты в конце концов удается отбросить.
Уиткомб признает, что абсолютная убежденность – редкость в науке. ЦРУ или тайная полиция Северной Кореи, возможно, сумели бы обвести вокруг пальца его регистрационную комиссию. Или Том Круз в очередном фильме «Миссия невыполнима». Но не шутник в команде или одиночка со стороны. По словам одного из членов комиссии, если бы кто-нибудь сумел провернуть такое дело, то сам заслуживал бы Нобелевской премии.
В течение октября и ноября проводятся все мыслимые перекрестные проверки. Сбои в работе ближайших ЛЭП, низко летящие самолеты, механический износ вакуумного насоса, мобильный телефон, забытый техником в зоне детектора, – ничто не объясняет сигнал 14 сентября. Регистрационная комиссия проверяет даже деятельность других команд и рабочих групп коллаборации, чтобы убедиться в их добросовестности. Процесс продолжается в декабре.
К этому времени все уверены в успехе. Это она – первая гравитационная волна из глубокого космоса. Кстати, не последняя. В понедельник, 12 октября, регистрируется еще один вероятный кандидат, хотя и гораздо менее отчетливый, чем первый. Третий, с очень высоким доверительным уровнем, обнаруживается в субботу, 26 декабря. Через три недели, 19 января, первый научный запуск (О1) усовершенствованного LIGO завершается. Наконец сыграла и последняя буква в аббревиатуре LIGO. То, что долгое время было только чудом техники, превратилось в инструмент астрономических открытий – настоящую обсерваторию. Пульсации пространственно-временного континуума впервые в истории были восприняты на Земле. Через столетие после рождения теории Альберта Эйнштейна его неуловимые волны удалось поймать. Вселенная делится секретами; ликующие ученые начинают расшифровывать сообщение.
Модулированный сигнал, впервые появившийся на экране компьютера Марко Драго утром 14 сентября 2015 г., получает полноценное имя. Никто больше не сомневается, что это настоящая гравитационная волна – GW150914.
_________
В октябре 2015 г. команда LIGO по образованию и работе с общественностью задумывается, как сообщить новость миру. Не сию минуту – точно не раньше, чем статью об открытии примут к публикации после непредвзятой независимой оценки результатов, поскольку никто не хочет повторения истории BICEP2, – но в ближайшие четыре месяца.
Пресс-конференцию нужно тщательно подготовить и умело провести, исключив риск быть неправильно понятыми. Планируется организовать две одновременные пресс-конференции: одну проведет Национальный научный фонд (NSF) в Вашингтоне (округ Колумбия), другую – Virgo в Европейской гравитационной обсерватории в Италии. Их нужно согласовать со многими заинтересованными лицами. Возможно, имеет смысл пригласить стороннего эксперта, имеющего большой опыт коммуникаций на темы космоса и астрономии.
Фиона Харрисон, специалист по физике высоких энергий, выдвигает предложение. Она является профессором кафедры физики, математики и астрономии Калифорнийского технологического института, а также главным исследователем миссии НАСА «Космический телескоп жесткого рентгеновского диапазона» (Nuclear Spectroscopic Telescope Array, NuSTAR). В этом качестве она имела опыт работы с ответственной по связям с общественностью Уитни Клэвин из ЛРД, что в нескольких километрах к северо-западу от Калтеха, и знает, что Уитни – настоящий профи.
JPL – это научно-производственный центр НАСА, занимающийся миссиями в области планетологии и наблюдения Земли. Им руководит Калтех, и два учреждения связаны множеством уз. Клэвин, разумеется, очень рада узнать об открытии. Еще больше ее воодушевляет предложение о сотрудничестве с Калтехом, MIT и NSF в качестве координатора медиакампании.
В JPL Клэвин обычно сотрудничает с двумя художниками-графиками. За годы работы Роберт Хёрт и Тим Пайл создали сотни образцов инфографики, видеоанимации и прекрасных художественных работ по множеству тем – от экзопланет до инфракрасной астрономии. Хёрт по образованию специалист по инфракрасной астрономии и, услышав от Клэвин, что они с Пайлом будут делать все графики и рисунки, посвященные первой регистрации гравитационной волны обсерваторией LIGO, сначала не может сдержать радостный возглас. Потом эмоции берут над ним верх. Пайл, профессиональный художник-график, не имеющий научной степени, спрашивает: «Что такое гравитационные волны? И кстати, почему Роберт плачет?»
Как все члены коллаборации LIGO, они должны хранить секрет. Клэвин не имеет права объяснить никому в JPL, куда отлучается. Телеконференции проходят за закрытыми дверями. Секретничать трудно – приходится координировать работу с очень многими людьми. И ничто, никакую мелочь нельзя пустить на самотек.
Необходимо подготовить ученых, которые будут выступать на пресс-конференции в Соединенных Штатах, – директора LIGO Дэвида Райтце, пресс-секретаря коллаборации Габи Гонсалес и отцов-основателей Рэя Вайсса и Кипа Торна. Еще больше электронных писем, телефонных звонков и телеконференций. Не распыляйтесь. Будьте кратки. Говорите просто и ясно. Избегайте научного жаргона. Пользуйтесь выразительными сравнениями. Клэвин натаскивает каждого: три репетиции по телефону, две – при личной встрече. Райтце это нравится; Вайсс и Торн не в восторге, ведь отработанное выступление – это скучно, но все остаются довольны результатами.
Рон Древер, третий инициатор LIGO, не сможет присутствовать. Ему 84 года, он страдает деменцией и живет в доме престарелых в Глазго. Зато Франс Кордова, директор NSF, будет обязательно. Пресс-конференция пройдет в Национальном пресс-клубе недалеко от Белого дома. Клэвин обращает особое внимание на то, чтобы интернет-канал имел достаточную пропускную способность – будет вестись прямая трансляция на YouTube.
Назначить дату оказывается трудно. Она должна быть удобной для всех участников, очень занятых людей. Статья об открытии должна быть принята к публикации журналом Physical Review Letters, две дополняющие статьи – другим изданием. В начале января выбор сделан: великая новость будет оглашена в четверг, 11 февраля 2016 г. Остается лишь расставить все точки над i и, разумеется, проследить, чтобы в последние дни не было утечек.
Это проще сказать, чем сделать. 11 января физик Университета штата Аризона Лоуренс Краусс пишет второй твит:
Мое предыдущее сообщение о LIGO подтверждено независимыми источниками. Следите за новостями! Гравитационные волны, возможно, были открыты! Восхитительно.
Твит разлетается по интернету. Ученые LIGO в бешенстве. Краусса обвиняют в безответственности и перетягивании одеяла на себя. Сам он убежден, что задача СМИ – обеспечивать прямую связь широкой общественности и научного процесса. Кроме того, его «кинотрейлер», как он его называет, подогревает медийный интерес к новости. 22 января Краусс в своем университете руководит дискуссией «Наследие Эйнштейна: 100-летний юбилей ОТО». Кип Торн из LIGO – один из участников. Два физика-теоретика общаются, мягко говоря, натянуто.
За восемь дней до пресс-конференции происходит другая, гораздо более конкретная утечка. Электронное письмо физика Клиффа Берджесса, изучающего элементарные частицы в Университете Макмастер в Гамильтоне (Онтарио, Канада), попадает в Twitter в качестве прикрепленного изображения. Оно гласит:
Привет всем, слухи о LIGO, похоже, правда и, видимо, будут обнародованы 11 февраля (безусловно, с пресс-релизом), так что следите за новостями.Шпионы, видевшие статью, говорят, что наблюдали гравитационную волну от слияния двойной системы ЧД. Они утверждают, что ее регистрация двумя детекторами соответствует ее движению со скоростью с и расстоянию между ними, и сообщают о регистрации с достоверностью на уровне 5.1 sigma. Массы ЧД были 36 и 29 солнечных масс сначала и 62 в итоге. Очевидно, сигнал шикарный, и они даже видят затухание до Керра в конце.Класс! (Надеюсь.)
8 февраля LIGO объявляет о пресс-конференции. Кроме обычных каналов информирования СМИ анонс транслируется через Twitter:
Объявление о пресс-конференции LIGO 11 февр. В 10:30 по Вост. времени! См. , чтобы узнать о #AdvancedLIGO и #гравитационных волнах!
В тот же день американский популяризатор науки Джошуа Сокол выкладывает на сайте New Scientist подробный отчет о своем ознакомлении с онлайновыми журналами наблюдений Европейской Южной обсерватории в Чили. Он обнаруживает, что последовавшие за регистрацией LIGO наблюдения начались 17 сентября в большом регионе южного неба. Другая серия дополняющих наблюдений велась с 28 декабря в созвездиях Овна и Гидры. «LIGO могла сопутствовать невероятная удача», – пишет Сокол.
К этому времени повсюду идут разговоры о первом сигнале 14 сентября 2015 г., втором, зарегистрированном в конце декабря, и возможном третьем, октябрьском. За день до пресс-конференции я ввожу в поисковую строку Google запрос «GW150914», поскольку в 2010 г. событие Большого Пса получило название «GW100916». Поиск выдает одно совпадение – случайная интернет-страница проекта LIGO, которая не должна была бы оказаться в публичном доступе. Кроме GW150914, упомянуты GW151012 и GW151226. Только три даты и никаких подробностей. Через несколько часов страница уже не открывается.
Наконец наступает 11 февраля. Директор NSF Франс Кордова делает краткое вступление. Кордова получила степень доктора философии по физике в Калтехе в 1978 г. Кип Торн тогда входил в диссертационный совет, а LIGO был, по ее словам, лишь «смутным видением». Теперь все иначе. «Новый метод наблюдения позволит увидеть нашу Вселенную и некоторые самые мощные ее проявления совершенно иначе», – говорит она слушателям и добавляет, что первоначальные вложения в проект LIGO в 1992 г. были крупнейшей инвестицией в истории NSF.
Демонстрируется короткое вводное видео с бодрым музыкальным сопровождением, представляющее пятерых участников пресс-конференции, включая Кордову. «Вот в чем суть научного открытия, – говорит она. – Вы не ищете простых путей». За этой репликой следуют несколько чисел: 2 детектора, 1000 ученых, 16 стран, 25 лет. В завершении видео Кип Торн делится своими переживаниями: «Я взглянул и подумал: “Боже мой!” Похоже, это она».
К трибуне выходит Дэвид Райтце. На экране возникает художественное изображение двух сливающихся ЧД. Райтце обводит взглядом аудиторию, широко улыбается и говорит: «Леди и джентльмены. Мы зарегистрировали гравитационные волны! Мы это сделали!» Зал взрывается аплодисментами.
Райтце сравнивает это открытие с созданием Галилео Галилеем нового направления науки – наблюдательной астрономии. Столкновение ЧД он называет «умопомрачительным». Точность LIGO при измерении расстояния до ближайшей звезды сравнивает с толщиной человеческого волоса. «LIGO является научным прорывом сродни полету на Луну, – говорит он. – И мы это совершили. Мы высадились на Луну».
Габриэла Гонсалес описывает регистрацию. «Это первая из множества будущих регистраций, – заверяет она присутствующих и подчеркивает, что это была работа многих людей. – Это общее дело». Рэй Вайсс рассказывает о гравитационных волнах. Он иллюстрирует сжатие и растяжение пространственно-временного континуума, растягивая в разные стороны пластиковую сетку, а также объясняет, как работает LIGO. «Если бы эта технология была доступна Эйнштейну, он изобрел бы LIGO, – шутит Вайсс. – Он был весьма головастым и неплохо знал физику».
Наконец, Кип Торн рассказывает о своем любимом предмете – черных дырах. Слияние двух ЧД, объясняет он, вызвало «яростный шторм в ткани пространства-времени», которая до сих пор всегда представала перед нами спокойной, как океан в штиль. «Короткий, но исключительно сильный шторм мгновенно высвободил в 50 раз больше энергии, чем излучают все звезды Вселенной».
Интернет-трансляция собирает почти 100 000 зрителей. Через несколько дней полмиллиона людей смотрят запись. К концу пресс-конференции 11 февраля, в 11:15 дня, новость разносится по всему интернету. Идет только 2016 г., но люди уже называют случившееся научным открытием века.
На следующее утро The New York Times выходит с фотографией на первой странице, напоминающей кадр из научно-фантастического фильма: техник в белой экипировке в одной из труб LIGO. Заголовки гласят:
СЛАБЫЙ СИГНАЛ ПОЗВОЛЯЕТ УЧЕНЫМ ДОКАЗАТЬ ПРАВОТУ ЭЙНШТЕЙНАВОЛНА В ПРОСТРАНСТВЕ-ВРЕМЕНИЭХО СТОЛКНОВЕНИЯ ЧД ЗА МИЛЛИАРД СВЕТОВЫХ ЛЕТ ОТ НАС
Возможно, звучит не столь захватывающе, как заголовки почти столетней давности, когда астрономы подтвердили предсказание Эйнштейна об отклонении света звезды гравитацией Солнца, однако «Эйнштейн был бы счастлив», замечает Франс Кордова. В эти выходные по интернету ходит фотография гигантской статуи Альберта Эйнштейна в кампусе Технологического института Джорджии в Атланте. На шее статуи – надпись от руки: «Я же вам говорил!»
В далекой Германии основоположник изучения гравитационных волн Хайнц Биллинг уже встретил 101-й день рождения. Он выполнил обещание, данное в 1989 г. Карстену Данцманну, – дожил до регистрации волн, но почти полностью оглох и ослеп и страдает серьезными провалами в памяти. Как и Древер, он живет в доме престарелых. В один из кратких моментов просветления более молодые коллеги рассказывают ему об открытии LIGO. «Да-да, гравитационные волны, – отвечает он по-немецки. – Я так много забыл». Биллинг скончался 4 января 2017 г. в возрасте 102 лет.
Рону Древеру новость сообщают родственники. Неясно, вполне ли он понимает, о чем идет речь, и рад ли он. Но у него блестят глаза, когда он видит модулированный сигнал и смотрит пресс-конференцию. В течение четырех месяцев Древер разделит с Рэем Вайссом и Кипом Торном четыре главные награды в научном мире: премию по фундаментальной физике в категории «Передовая линия физики», премию Грубера в области космологии, премию Шао в области астрономии и премию Кавли в области астрофизики. (Премии по фундаментальной физике и от фонда Грубера были разделены между всеми членами коллаборации LIGO – Virgo.) Отцы-основатели Virgo Адальберто Джадзотто и Гвидо Пиццелла удостоились в 2016 г. медали Амальди – европейской награды, которая присуждается раз в два года Итальянским обществом по изучению релятивизма и гравитации.
Рон Древер умер 7 марта 2017 г. Едва ли кто-то сомневается, что двое оставшихся основателей LIGO однажды получат самую желанную награду в своей сфере деятельности – Нобелевскую премию.
Назад: 10 Ложная тревога
Дальше: 12 Черная магия
