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

Благодаря энтузиазму Ричарда Исааксона, являвшегося в NSF координатором программ по гравитационно-волновой физике, в 1983 г. «Синяя книга» удостоилась самого пристального внимания и получила положительные отзывы рецензентов. Должным порядком план технической разработки был одобрен Национальным советом по делам науки, консультационным органом по вопросам координации и развития науки при президенте и конгрессе США. Через год начали поступать деньги правительства – первый транш многолетнего гранта на научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки того, что в итоге вылилось в LIGO. Было, однако, одно условие: команды Массачусетского и Калифорнийского технологических институтов должны работать над ним вместе. Точка.

Точнее, многоточие… Рон Древер совершенно не стремился работать в тесном сотрудничестве с Рэем Вайссом. Приятно уехать из дождливой Шотландии в солнечную Калифорнию, но он рассчитывал построить большой прибор самостоятельно. Более того, двое ученых имели абсолютно разные представления о подходе к решению задачи. Конструкция, изначально предложенная Вайссом, вызывала у Древера большие сомнения.

Вспоминая рождение проекта LIGO в середине 1980-х гг., Вайсс удивляется, что новорожденному удалось выжить. Вместе с Торном и Древером он делал все возможное, чтобы справиться с неподъемной задачей. Их стали называть «тройкой» – в кампус Калифорнийского технологического института проникли хотя бы слова из Советского Союза, раз уж сам Брагинский не смог приехать. «После первых регистраций LIGO в 2015 г. мы удостоились огромного признания и славы, – говорит Вайсс, – хотя должны бы стыдиться. Мы были весьма некомпетентны. Никто из нас не имел сколько-нибудь серьезного опыта руководства такой масштабной программой. Это было очень сложное время».

Возникали и проблемы личного характера. Вайсс и Древер не слишком ладили. «Честно говоря, с ним было невозможно работать, – рассказывает Вайсс. – Интуиция могла увлечь его куда угодно. Сегодня у него была одна идея. Завтра он пытался протолкнуть нечто совершенно иное. Некоторые идеи Рона были очень хороши, другие – полнейшая чушь. Он не мог ни на чем остановиться – не мог принять окончательное решение. Это был ребенок в одежде взрослого. Он хотел делать все, так что долгое время мы не добивались ничего».

Пора было защищать проект. Это было предложение Дика Гарвина из IBM, сделанное им в 1985 г. Вы должны помнить Гарвина по «схватке из-за антенн» с Джо Вебером на Пятой Кембриджской конференции по вопросам релятивизма в 1974 г. Он был очень уважаемым научным консультантом при правительстве и скептически относился к перспективам LIGO. По совету Гарвина NSF организовал в ноябре 1986 г. недельный семинар в Кембридже с участием авторитетных ученых. Приехали все, вспоминает Вайсс: лауреаты Нобелевской премии по физике, экспериментаторы, разработчики лазеров, эксперты по производству высокоточных зеркал, метрологи. В конце – вероятно, к удивлению Гарвина – комитет одобрил начинание, решив, что пришло время построить большой лазерный интерферометр для регистрации волн Эйнштейна. Проект LIGO должен был объединить две одинаковые обсерватории, находящиеся на расстоянии нескольких тысяч километров друг от друга. Лишь тогда можно было бы с уверенностью идентифицировать сигнал из космоса среди фонового шума.

Настал момент реформировать структуру управления LIGO. Летом 1987 г. тройку Вайсс – Торн – Древер сменил единоличный директор проекта Рокус «Робби» Фогт из Калифорнийского технологического института. Положительной стороной этого решения было то, что Фогт направил все предприятие в нормальную колею. Решения принимались, сроки выдерживались, проблемы решались. Через два года после назначения Фогт добился своей главной цели – составить итоговую детальную заявку на строительство лазерно-интерферометрической гравитационно-волновой обсерватории, которая была бы одобрена NSF [49] Rochus E. Vogt, Ronald W. P. Drever, Kip S. Thorne, Frederick J. Raab, and Rainer Weiss, A Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory: Proposal to the National Science Foundation (Р. Е. Фогт и др. Лазерно-интерферометрическая гравитационно-волновая обсерватория: заявка в Национальный фонд содействия развитию науки) [Калифорнийский технологический институт, декабрь 1989 г.] ( http://dcc.ligo.org/public/0065/M890001/003/M890001–03%20edited.pdf ). . Прекрасно!

Существовала и отрицательная сторона. С Робби Фогтом было очень трудно иметь дело. Он руководил, раздавая приказы, и любого ослушника вышвыривал за дверь. «Судя по тому, что я о нем слышал, это был как раз тот человек, который нужен, чтобы проект состоялся, – вспоминает Вайсс. – Но я не представлял, как с ним будет сложно. Кто-то из Калифорнийского института однажды сказал мне: “Вы уже не будете прежним после работы над проектом, которым руководит Робби”. Он оказался прав».

Важной частью заявки был двухэтапный принцип. Первую версию LIGO (Initial LIGO, или iLIGO) предполагалось завершить в самом начале XXI в. Оборудование имело бы максимальную чувствительность, достигнутую учеными и технологией в течение 1990-х гг., и смогло бы регистрировать волны Эйнштейна, вызванные слиянием нейтронных звезд на расстоянии по меньшей мере 50 млн св. лет. В этом объеме пространства находятся тысячи галактик. При определенном везении iLIGO уловила бы сигнал одного или даже двух слияний нейтронных звезд в течение планового срока эксплуатации – около десятилетия. Во всяком случае таковы были оптимистичные расчеты Кипа Торна.

Кроме того, iLIGO позволила бы проверить концепцию экспериментально. Ее главными задачами были наработка практического опыта применения многочисленных новых технологий, выявление непредвиденных проблем и демонстрация самой возможности работы двух крупных лабораторий в связке. Тем временем продолжалась бы разработка еще более точного оборудования: более мощных сверхчистых лазеров, более качественных зеркал с совершенным отражающим слоем, лучших систем подвеса и более рациональных конфигураций интерферометра. Продвинутую обсерваторию LIGO предполагалось ввести в действие примерно в 2015 г. Это было бы нечто невиданное – по сравнению с предшественницей чувствительность предполагалось постепенно повысить в 10 раз, дальность в 10 раз, а объем пространства в 1000 раз. Ученые задумывались о нескольких десятках регистраций в год.

В декабре 1989 г., когда заявка на LIGO была одобрена Национальным научным фондом, до 2015 г. оставалась четверть века. Это были дерзкие планы. Знаменательно, что вводная часть документа открывалась словами Николо Макиавелли, сказанными в 1513 г.: «Нет дела, коего устройство было бы труднее, ведение опаснее, а успех сомнительнее, нежели замена старых порядков новыми».