Брайан Китинг - Гонка за Нобелем. История о космологии, амбициях и высшей научной награде

Ставки в этих дебатах будут еще выше, чем прежде. Главный критик инфляции Пол Стейнхардт обратился к создателям инструментов для космологических исследований с призывом продолжать эти поиски, но с новой степенью ответственности. «Теперь космологи знают, что мир пристально следит за их усилиями, — написал он в Nature . — На этот раз они должны осуществить измерения в широком диапазоне частот, чтобы распознать эффекты переднего плана, а также провести все необходимые тесты, чтобы исключить другие источники путаницы. Любые результаты должны быть объявлены только после надлежащего процесса рецензирования. Если понадобится провести пресс-конференцию, надо надеяться, научное сообщество и СМИ потребуют, чтобы она сопровождалась полным комплектом документов, включая детали систематического анализа и пакет данных, достаточных для осуществления объективной проверки» {8} . Стейнхардт настоятельно советовал экспериментальным космологам, отправляясь в новую экспедицию по поиску самых древних следов в истории, придерживаться высочайших стандартов экспериментальной науки и профессиональной этики. К наставлениям Стейнхардта я добавляю еще одно: агностицизм в отношении Нобелевской премии.

Несмотря на то что первоначальные выводы эксперимента BICEP2 были дискредитированы, наша область экспериментальной космологии словно обрела второе дыхание. Около полудюжины экспериментальных групп по исследованию поляризации микроволнового фона с удвоенным рвением взялись за поиски первичных сигналов.

В декабре 2014 года, когда шумиха поутихла, Джим Саймонс позвонил мне второй раз за тот год. Теперь я был гораздо спокойнее, чем в марте. «Я разговаривал с людьми в Принстоне. Я знаю, что вы конкурируете с ними с проектом POLARBEAR, которым ты руководишь с Адрианом Ли», — начал Джим. (Речь шла о проекте Atacama Cosmology Telescope/ACT — «Космологический телескоп в Атакаме», который вели Лайман Пейдж, Сьюзан Стаггс и Дэвид Спергель из Принстонского университета и Марк Девлин из Пенсильванского университета.)

«Но я подумал, — продолжил Джим, — почему бы вам, парни, не объединить силы вместо того, чтобы конкурировать?»

Джим задал отличный вопрос: действительно, почему бы нам не работать вместе? Совместными силами можно добиться гораздо большего, чем по отдельности! Вообще-то Джим всегда задает правильные вопросы и вкладывает деньги в то, чтобы получить на них ответы. Как и фонд Альфреда Нобеля, фонд Саймонсов, созданный Джимом и Мэрилин Саймонс в 1994 году, награждает «фундаментальные или нацеленные на открытия научные исследования, предпринимаемые в поисках более глубокого понимания явлений нашего мира».

Прежде чем стать брокером на Уолл-стрит, Саймонс был профессором математики {9} . И вот в конце 2014 года этот финансовый магнат предложил нам слияние. Речь шла не о консолидации корпораций, а об объединении усилий в исследованиях космоса ученых, которые прежде соперничали друг с другом. Никогда раньше команды такого масштаба не объединялись. Напротив, в сообществе исследователей реликтового излучения царила состязательность, не уступающая извечной конкуренции между Восточным и Западным побережьем и хип-хоп-баттлам 1990-х годов.

Альянс, предложенный Джимом, означал сдвиг парадигмы. Разумеется, неминуемы были родовые муки. Но если какая-либо организация и могла помочь этому процессу, так это фонд Саймонсов, который уже успешно катализировал сотрудничество между самыми разными научными дисциплинами — от геномики до квантовых вычислений {10} .

Доводы Джима были убедительны: иметь две группы в Чили буквально в двух шагах друг от друга — расточительно. Многие виды работ дублировались; коллаборация позволила бы использовать ресурсы фонда гораздо эффективнее, чем способна каждая из двух групп по отдельности. Сотрудничество уже стало ключевым катализатором многих успешных проектов, поддерживаемых фондом Саймонсов. (Интуитивно Джим Саймонс обозначил одно из главных препятствий, мешающих Нобелевской премии способствовать прорывным открытиям, приносящим «наибольшую пользу человечеству»: исторический акцент на ученых-одиночках, ограничение числа лауреатов в год до трех.)

В конце 2014-го, после развязки истории с пылью в проекте BICEP2, Джим предлагал мне мыслить масштабно. Было очевидно, что я не могу все сделать один. Но у меня не было времени играть в теннис со всеми ведущими игроками! Вместо этого я пригласил Марка Девлина из Пенсильванского университета и Сьюзан Стаггс из Принстона. Внешне мое приглашение выглядело просто как встреча с выдающимися астрономами. Но как только они прибыли на факультет, я начал зондировать почву. Я расспросил их о том, как, по их мнению, должен выглядеть эксперимент следующего поколения по исследованию реликта. Сколько телескопов они бы использовали, какие частоты выбрали бы, какие детекторы предпочли?

После визита исследователей из команды ACT я взялся за своего основного партнера — Адриана Ли из Калифорнийского университета в Беркли. Адриан — всемирно известный создатель инструментов для космологических исследований и разработчик инновационных сверхпроводящих болометров, используемых в телескопах POLARBEAR и Simons Array. Мне нужно было заручиться поддержкой Адриана, чтобы двигаться дальше. И он меня поддержал.

В июне 2015 года Принстонский университет организовал трехдневные торжества, посвященные 50-летнему юбилею открытия реликтового излучения Пензиасом и Уилсоном. В один из тех дней Джим Саймонс пригласил меня на ланч. Он хотел узнать, как обстоят дела с его предложением создать «супергруппу» по исследованию реликта. Пока Джим ел, я увлеченно рисовал на салфетках идеи, над которыми размышляли Ли, Делвин, Стаггс и я.

Чтобы осуществить эксперимент следующего поколения, нам требовалось построить обсерваторию с чувствительностью на порядок выше, чем у BICEP2. Хотя 512 поляризационных детекторов BICEP2 были чрезвычайно чувствительны, все они работали на одной частоте. Нам же нужно было вести измерения в широком диапазоне частот. Это требовало десятков тысяч детекторов. Низкие частоты были необходимы, чтобы исключить вклад синхротронного излучения Млечного Пути; высокие частоты — чтобы исключить вклад пыли. Эта новая суперобсерватория позволила бы нам взяться и за решение других увлекательных проблем космологии: измерить массу нейтрино; изучить, как образуются гигантские скопления из тысяч галактик; исследовать темную энергию.

Наконец я сообщил Джиму, что совместный проект должен стать прототипом для еще более амбициозного эксперимента по исследованию микроволнового фона, который пока находился в стадии разработки предложения. Предполагался эксперимент, который при удачном стечении обстоятельств сможет получить финансирование Министерства энергетики США и Национального научного фонда. Этот проект был своего рода мечтой. Он относился к так называемому Четвертому этапу экспериментов по исследованию реликтового фона, что, несомненно, должно было впечатлить государственные агентства {11} . В общей сложности в эксперименте предполагалось использовать полмиллиона детекторов, установленных на нескольких телескопах в двух местах: в Чили и на Южном полюсе.