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

«Колебания пространства выдают убойное свидетельство в пользу Большого взрыва» – появилось в тот же день на сайте Th e New York Times . Заголовок National Geographic гласил: «Открытие Большого взрыва открывает двери в “Мультивселенную”». В новостях ВВС приводились слова Гута, что эксперимент заслуживает Нобелевской премии. В английском еженедельнике New Scientist теоретик из Гарварда Ави Лоеб назвал результаты «самым важным прорывом в космологии за последние 15 лет». Кристин Пуллиам собрала около 3500 вырезок с новостью о заявлении ученых. Сайт BICEP2, где были выложены научные публикации команды, набрал свыше 5 млн просмотров за два дня.

Короткое видео на YouTube, в котором Чао-Линь Куо сообщает новости своему наставнику из Стэнфорда Андрею Линде (записанное задолго до пресс-конференции), разошлось по всей сети [74] Видеозапись визита Чао-Линь Куо к Андрею Линде и его жене Ренате Каллош с новостями о BICEP2: https://www.youtube.com/watch?v=ZlfIVEy_YOA . . Видно, что Линде и его жена Рената Каллош (также физик-теоретик) взволнованы сообщением Куо. Когда они открывают дверь своего дома, Куо говорит всего лишь: «Итак, у меня для вас сюрприз. Пять сигма, это 0,2» – имея в виду неожиданно сильный сигнал с высоким уровнем статистической значимости. Каллош обнимает его; вскоре откупоривается бутылка шампанского.

Однако у шумихи и эйфории есть крупный недостаток. Многочисленные осторожные оговорки, сопровождавшие сообщение команды BICEP2, зачастую оставлялись без внимания, особенно неспециалистами. Это, безусловно, не была вина ученых. Все исследователи, присутствовавшие на собрании, и все эксперты, давшие интервью журналистам, единодушно подчеркивали: « Если это правда», « если результаты подтвердятся», « если это будет подтверждено другими экспериментами», «требуется дальнейшее тщательное изучение». Но многие пропускали предупреждения мимо ушей и слышали только «Большой взрыв», «прорыв», «множественные вселенные» и «Нобелевская премия».

И конечно, «гравитационные волны». Камионковски со всей определенностью заявил, что это было бы важное достижение, совершенное всего за год до столетнего юбилея ОТО Альберта Эйнштейна. Это не прямая регистрация волн, но косвенные свидетельства их существования были бы почти столь же убедительны, что и в случае знаменитого пульсара Халса – Тейлора и других двойных систем нейтронных звезд. В 1970-х гг. ученые вывели существование гравитационных волн, как вывели бы существование вора из факта исчезновения вещей и открытой двери дома. Теперь же были обнаружены, образно говоря, следы взломщика на клумбе.

Если все подтвердится.

Сразу после пресс-конференции другие физики-теоретики высказали свои сомнения. Сигнал В-моды, о котором сообщали экспериментаторы, был намного сильнее, чем все ожидали. Выводы не вполне согласовывались с предварительными результатами других экспериментов. Могла ли команда BICEP2 быть уверена, что ее наблюдения имеют лишь одно возможное объяснение?

Это были обоснованные сомнения, о чем Джон Ковач и его коллеги прекрасно знали. BICEP2 изучал область неба, значительно удаленную от плоскости Млечного Пути, чтобы свести к минимуму риск загрязнения сигнала активным излучением. Дело в том, что частицы пыли в Млечном Пути также излучают в микроволновом диапазоне, и в присутствии магнитных полей эти волны могут проявлять слабую поляризацию с В-модой и всем прочим. Если бы измерения проводились на нескольких различных длинах волны, было бы проще устранить эту потенциальную проблему. К сожалению, детекторы BICEP2 были восприимчивы лишь к волнам определенной длины – 2 мм с соответствующей частотой 150 ГГц.

Стремясь убедиться, что они не заблуждаются, члены команды воспользовались самой качественной доступной информацией о распределении пыли в Млечном Пути. Кроме того, они хотели сравнить свои результаты со свежими данными чувствительного спутника Planck EKA, который изучал космическую пыль. Ковач предложил команде Planck провести совместный анализ двух баз данных, но получил вежливое предложение подождать, пока та опубликует собственные наблюдения, – то есть, вероятно, еще год или два.

Между тем телескоп BICEP2 демонтировали в 2013 г. Эксперимент был завершен, анализ данных почти закончен. Отложить обнародование результатов на два года, рискуя быть обойденными другими? Или рассказать коллегам, что удалось обнаружить?

Ответ стал очевиден в апреле 2013 г. на конференции в Европейском центре космических исследований и технологий в Нордвейке (Нидерланды). Конференция называлась «Вселенная, какой ее увидел Planck» и представляла собой углубленный разбор первых научных результатов миссии. На второй день конференции команда проекта Planck показала предварительные карты распределения галактической пыли и ее поляризованного излучения.

Карты – визуальное представление количественных научных данных, а не конкретные цифры. Результаты были предварительными, и переснятый на смартфон слайд из презентации в PowerPoint не лучший материал для работы, но лучше это, чем ничего. Команда BICEP2 решила действовать. Ученые подготовили статью для Physical Review Letters , и в начале января 2014 г. Ковач обратился в отдел связей с общественностью своего института. Возможно, новости заслуживают пресс-конференции?

Обычно университет или исследовательский институт не выносит на публику научные результаты, прежде чем посвященная им статья будет принята к публикации. Исключение делается, только если один или два анонимных рецензента имели возможность внимательно прочитать ее и прокомментировать. (Вероятно, вы помните, что Альберта Эйнштейна шокировал этот процесс коллегиальной экспертизы в давние 1930-е гг.) Однако отдел связей с общественностью Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики не захотел так долго ждать. Его сотрудники были убеждены, что новости все равно просочатся, и провели короткий научный симпозиум по проекту BICEP2 утром 17 марта 2014 г. в аудитории Филипса. К этому собранию и была приурочена пресс-конференция [75] Научное собрание по BICEP2 в Гарвард-Смитсоновском центре астрофизики 17 марта 2014 г.: https://www.youtube.com/watch?v=0n9NPvEbJr0 . См. также: P. A. R. Ade et al. (BICEP2/Keck and Planck Collaborations), “Joint Analysis of BICEP2/Keck Array and Plank Data” (П. А. Р. Аде и др. Совместный анализ данных BICEP2/решетки Keck и «Планк»), Physical Review Letters 114 (2015): 101301. .

Увы, результаты не выдержали проверки временем, как и предрекали первые критики. Внимательно изучив данные – они были опубликованы на сайте проекта в день пресс-конференции, другие ученые нашли серьезные недостатки в подходе команды Ковача к решению проблемы загрязнения галактической пылью. Скоро стало ясно, что смелые заявления участников BICEP2 следует приправить крупицами скепсиса (или, скорее, пыли). В том же году наконец начался совместный анализ с командой проекта Planck, и первоначальный вариант статьи о BICEP2 пришлось переписывать. Анализ дал значительно более низкую оценку относительной выраженности крупномасштабных паттернов В-моды. С учетом сомнений в измерениях невозможно исключить вероятность того, что они вообще не выявляются. Итак, нет убедительного свидетельства существования первичных гравитационных волн. Нет доказательства инфляции Вселенной. Нет революции в науке.