Говерт Шиллинг - Складки на ткани пространства-времени [Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии] [litres]

Каждая из двух алюминиевых антенн имела длину 1,5 м, диаметр около 65 см и вес 1400 кг. Их собственная частота составляла 1660 Гц – разумный выбор, если пытаться обнаружить волны Эйнштейна, вызванные столкновением нейтронных звезд. (Мы поговорим о нейтронных звездах в главе 5.) Оставалось дождаться одновременной регистрации двух сигналов – так называемого совпадения.

Веберу не пришлось долго ждать. С 30 декабря 1968 г. по 21 марта 1969 г. было зафиксировано не менее 17 совпадений. Очевидно, это не могло быть случайностью. В начале июня он впервые сообщил о результатах на конференции по релятивизму в Цинциннати (штат Огайо) и удостоился оваций. Вскоре после этого, 16 июня, в Physical Review Letters была опубликована его статья «Доказательство открытия гравитационного излучения» («гравитационное излучение» – ныне вышедший из употребления синоним понятия гравитационных волн).

Вскоре восторг сменился сомнениями. Во-первых, астрофизиков смущало количество событий. С учетом чувствительности антенн Вебера волны, вызванные столкновением нейтронных звезд, должны были возникать в пределах нескольких сотен св. лет от Земли. В такой маленькой области пространства 17 столкновений за три месяца были совершенно невозможны. Если же волны пришли от гораздо более дальнего источника, например какого-то неизвестного энергетического процесса в центре Млечного Пути, то задействованные энергии оказывались невероятно большими.

Экспериментаторы также прониклись скепсисом. Чтобы результаты эксперимента были признаны научным сообществом, они должны быть воспроизводимыми. Но Владимир Брагинский из МГУ не смог получить результаты Вебера. Энтони Тайсон из Bell Telephone Laboratories в Холмделе, штат Нью-Джерси, ничего не обнаружил. Результат Дэвида Дугласа в Рочестерском университете оказался отрицательным. Рон Древер из Глазго трудился впустую. Вебер же продолжал сообщать о новых удачах своей «гравитационно-волновой лаборатории» в Мэриленде.

Тони Тайсон до сих пор помнит споры с Элом Клогстоном, возглавлявшим лабораторию физических исследований в лабораториях Bell. Когда Тайсон рассказал ему о планах поставить эксперимент для проверки результатов Вебера, Клогстон энтузиазма не выказал главным образом потому, что не увидел никакой выгоды для Тайсона и лаборатории [29] Я взял интервью у Тони Тайсона в Калифорнийском университете в Дэвисе 20 июня 2016 г. . Если окажется, что Вебер ошибается, это им ничего не даст, если же Вебер окажется прав, то именно он, а не Тайсон получит «нобелевку». Так ради чего стараться? Тем не менее Тайсон начал, без особой огласки, строить очень чувствительные резонансные детекторы. Он объединился с Дэйвом Дугласом, и в 1971 г. они даже начали сотрудничать с Вебером, сравнивая показания приборов в Холмделе и в Рочестере, обмениваясь данными с Мэрилендом, повышая чувствительность оборудования и разрабатывая более совершенное программное обеспечение для анализа результатов.

Скоро Тайсон утвердился во мнении, что Вебер видит то, чего нет. Вебер был блестящим мыслителем и умным инженером, но небрежно подходил к анализу данных и статистике. Он никогда не публиковал алгоритмы, по которым определял и идентифицировал совпадения показаний разных антенн. Если постоянно менять используемые критерии, то обязательно найдешь столько «совпадений», сколько захочешь.

Вебер совершал и глупые ошибки. Он заявил, что получил сигналы из центра Млечного Пути, поскольку они обнаруживались преимущественно, когда центр нашей галактики стоял высоко в небе, а волны Эйнштейна давали бы более сильные сигналы в антеннах при движении в вертикальном, чем в горизонтальном направлении. Это верно, но Тайсону пришлось напомнить ему, что Земля проницаема для гравитационных волн. Вследствие этого сигналы должны иметь такую же силу, когда Млечный Путь достигает предельного положения ниже горизонта, но Вебер о таких сигналах не сообщал.

Затем Вебер утверждал, что обнаружил совпадения собственных измерений с данными из Холмдела и Рочестера – сигналы, правда, едва выделяющиеся из шума, но возникавшие точно в одно и то же время. Но Тайсон и Дуглас впоследствии обнаружили, что Вебер использовал восточное летнее время, тогда как они работали по общемировому, отличающемуся на 4 часа. Какой конфуз!

Для Джо Вебера это был сложный период. Он целыми днями в одиночестве работал в лаборатории и постоянно сталкивался с критикой своих трудов. Летом 1971 г. умерла от сердечного приступа его жена. Но Вебер был упрям и сдаваться не собирался. В марте 1972 г. 52-летний ученый женился на 28-летней Вирджинии Тримбл, астрономе из Калифорнии, и начал брать уроки танцев.

Споры вокруг антенн не утихали. К 1974 г. многие эксперименты Вебера с антеннами проводились по всему миру. Тайсон и Дуглас перешли на четырехтонные инструменты с низкотемпературной электроникой в борьбе с неустранимым шумом измерений, но ничего не нашли. Хайнц Биллинг, Альбрехт Рюдигер и Рональд Шиллинг из Института астрофизики им. Макса Планка в немецком Мюнхене, а также Гвидо Пиццелла и Карл Майшбергер в итальянском Фраскати построили большие антенные детекторы. Никаких результатов. Маленький инструмент, созданный Ричардом Гарвином в Исследовательском центре IBM им. Томаса Дж. Уотсона в Йорктаун-Хайтс (штат Нью-Йорк) весил всего 120 кг и мог обнаруживать только самые мощные гравитационные волны, но и он не зарегистрировал никаких сигналов.

Дик Гарвин [30] Дику Гарвину посвящена кн.: Joel Shurkin, True Genius: The Life and Work of Richard Garwin (Джоэл Шаркин. Настоящий гений: Жизнь и работа Ричарда Гарвина) [New York: Penguin Random House, 2017]. был не из тех, кто позволит себя дурачить. В 1952 г., 24-летним, он работал под руководством Эдварда Теллера над водородной бомбой. Блестящий физик и уважаемый правительственный консультант по вопросам национальной безопасности, провел два срока в научно-консультационном комитете при президенте США. К тому же он лучше Вебера умел обращаться с данными.

Тони Тайсон уже спорил с Джо Вебером из-за гравитационных волн на большой конференции в Нью-Йорке в декабре 1972 г. (На 6-м Техасском симпозиуме по релятивистской астрофизике; разумеется, Нью-Йорк находится не в Техасе, но первая конференция этого цикла встреч состоялась именно там, и название прижилось.) Это, однако, был более-менее вежливый научный спор. Несмотря на несогласие по поводу данных, Тайсон и Вебер уважали друг друга. Много лет спустя они даже, можно сказать, подружились.

Конфликт с Гарвином на Кембриджской конференции в июне 1974 г. развивался совершенно иначе, возможно, потому, что Вебер устал защищаться или в глубине души понимал, что что-то не так. Мы об этом уже не узнаем. Как бы то ни было, он воспринял критику Гарвина как личные нападки и был готов ударить в ответ, если бы не вмешательство Фила Моррисона.