Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии

Эмили Левеск, 2020

С тех пор как Галилей впервые направил телескоп на звезды, астрономия стала кладезем развития творческого начала и бесконечным источником открытий. Эмили Левеск описывает мир профессионального астронома, прославляет изобретательность и любознательность и не перестает удивляться чудесам Вселенной. «Я написала эту книгу, чтобы запечатлеть истории людей, работающих с телескопами. За последние десятилетия в астрономии, возможно, собрано не так много, но астрономы-наблюдатели накопили за это время богатейший опыт. Истории астрономов замечательны, но это и памятник уходящей эпохе… Изучение астрономии будет продолжаться, питая любопытство и осознание себя человечеством». (Эмили Левеск) В формате PDF A4 сохранён издательский дизайн.

Введение

— А вы не пробовали его выключить и снова включить?

Эта фраза, которую замучились повторять ИТ-специалисты во всем мире, наверное, никогда еще не вызывала такого ужаса.

Во-первых, был час ночи, и я сидела в холодной диспетчерской на вершине самой высокой горы на Гавайях. Я находилась на высоте больше 4000 метров над уровнем моря, мне было 24 года, и я отчаянно боролась со сном и кислородным голоданием, чтобы выжать максимум из тех нескольких часов, которые я с таким трудом выбила на исследование для своей докторской, — а тут вдруг отказало оборудование.

Во-вторых, этим оборудованием был телескоп «Субару», 630-тонное чудище, размещенное этажом выше в четырнадцатиэтажном куполе. Телескоп, созданный совместными усилиями астрономических сообществ США и Японии, мог похвастаться идеальным главным зеркалом более 8 метров в диаметре и комплексом сложнейших научных приборов и средств визуализации, одним из самых современных в мире. Одна ночь эксплуатации этого монстра обходилась в 47 000 долларов, и вот, после того как я подала на свою кафедру в институте научное обоснование на двенадцати страницах, мне даровали одну из этих во всех отношениях бесценных ночей. У меня была только сегодняшняя ночь, единственная в году, на то, чтобы направить этот телескоп на горстку галактик в 5 миллиардах световых лет от Земли.

Нет, я не пробовала выключить его и снова включить.

Все шло превосходно, пока один из компьютеров диспетчерской не издал тревожный звук, который заставил оператора телескопа — единственного, помимо меня, человека на этой горе — застыть на месте. Я спросила, в чем дело, и оператор осторожно сообщила мне, что одна из механических опор, удерживающих зеркало, только что вышла из строя.

— Но все в порядке. Думаю, зеркало еще держится на телескопе.

— Думаете?

— Да. Иначе мы бы услышали грохот.

Это был веский аргумент, хотя и не слишком обнадеживающий.

Очевидно, нам просто повезло — положение, в котором находился телескоп, когда отказала механическая опора, предотвратило немедленную катастрофу. Пока что было на месте вторичное зеркало — значительно меньшее по размеру, чем главное, но все же диаметром 1,2 метра и весом около 180 килограммов. Оно было подвешено на высоте 22 метров и перенаправляло свет, собранный и отраженный главным зеркалом, как раз в ту камеру, которую я использовала. К сожалению, если бы мы снова передвинули телескоп, то рисковали бы в лучшем случае просто уронить вторичное зеркало на пол. В худшем — оно врезалось бы в главное зеркало.

Мы в панике позвонили инженерам дневной смены, которые обслуживали тринадцать телескопов на горе днем, когда наблюдатели спали. Дежурный (японец), с которым мы связались, радостно сообщил нам, что до нас сегодня на это уже жаловались, но механические опоры, скорее всего, в порядке и, скорее всего, это просто ложная тревога, так что отключение и затем повторное включение питания, скорее всего, устранит проблему. Мы не решились напомнить ему, что речь не о модеме, а о телескопе стоимостью уйму миллионов долларов.

Я не знала, да и совсем не хотела узнать, какой грохот произведут 180 килограммов стекла, ударившись о бетонный пол над моей головой. Я также была совершенно уверена, что не хочу навсегда остаться в истории «аспиранточкой, грохнувшей телескоп “Субару”». За эти годы я наслушалась достаточно историй из серии «как я сломал телескоп», чтобы игнорировать тот факт, что это вполне реальный риск. Один из моих коллег уничтожил невероятно дорогую цифровую камеру на телескопе, нечаянно соединив два неправильных провода, причем информация об этом дошла до его босса раньше, чем он сам. Другой астроном, кстати, очень опытная, влепила рабочую часть телескопа в подвижную платформу внутри купола, которую она забыла убрать во время бессонной ночи. Иногда в такого рода происшествиях даже не было виноватых. Гигантский радиотелескоп диаметром 300 футов в Грин-Бэнк, Западная Виргиния, рухнул однажды вечером прямо во время наблюдения, смявшись, как банка из-под кока-колы под ботинком. В ту ночь я не могла точно вспомнить, что стало причиной печально известного обрушения телескопа в Грин-Бэнк, но была убеждена, что в деле упоминалась «механическая опора». Так что самым разумным решением было бы закруглиться на сегодня, вернуться в общежитие обсерватории и попросить дневную смену все тщательно проверить на следующее утро.

Однако это была моя единственная ночь на телескопе. Завтра уже не будет иметь значения, что произошло — механический сбой, ложная тревога или просто непредвиденные облака; время работы телескопа строго расписано на месяцы вперед, и на мое место приедет другой астроном со своей научной программой. Главное, что моя единственная ночь наступила и тут же закончилась, а я прошляпила наблюдение. Мне придется снова подавать заявку, надеясь, что комиссия повторно выделит мне телескопное время, а потом ждать целый год — полный оборот Земли вокруг Солнца, — пока мои галактики не вернутся в ночное небо, подступиться к ним еще раз и молиться, чтобы в ту ночь не было никаких облаков и проблем с телескопом.

Мне до зарезу нужны были эти галактики. Несколько миллиардов лет назад в них происходили странные явления, известные как всплески гамма-излучения. Пока что наиболее вероятным объяснением астрономы считали то, что эти всплески исходят от массивных быстро вращающихся умирающих звезд, ядра которых коллапсировали в черные дыры и пожирали звезды, испуская мощные струи света, которые проносятся через космос и достигают Землю в виде вспышек гамма-лучей продолжительностью всего несколько секунд. Конечно, звезды часто умирают, но только эти мигали нам таким странным образом, и никто не мог объяснить почему. Я построила всю свою докторскую диссертацию на идее, что изучение химического состава родных галактик этих звезд — того же газа и пыли, из которых они родились, — является ключом к пониманию того, почему их взрыв происходит именно таким образом. «Субару» был одним из немногих телескопов в мире, дающих возможность проводить такие наблюдения, и дневная смена уже сказала, что это, скорее всего, была ложная тревога. Отменив наблюдение в этот вечер, я бы отказалась, вероятно, от единственной своей возможности изучить эти галактики — а без этого исследования рассыпалась бы вся моя докторская диссертация.

Хотя свалить самое большое зеркало в мире на пол купола, разбив его на мелкие осколки, тоже вряд ли было бы удачным решением.

Я посмотрела на оператора, а она посмотрела на меня, астронома. Решение необходимо было принять мне — двадцатичетырехлетней девчонке с третьего курса аспирантуры, девчонке, которой приходилось оплачивать аренду машины с повышенной ставкой как «молодому водителю». Я посмотрела на распечатку моего тщательно разработанного плана наблюдения на эту ночь, который с каждой минутой бездействия «Субару» все больше отставал от графика. Взглянула на нечеткое изображение ночного неба на экране моего компьютера, поступающее с маленькой камеры, которая всегда включена и показывает, куда направлен телескоп, чтобы наблюдатели вроде меня не заблудились в бездонном море звезд.

Я выключила питание телескопа и включила его снова.

Каждый человек на нашей планете время от времени смотрит на звезды. Вглядываемся ли мы в небо сквозь световое загрязнение большого города, застываем ли при виде буйства звезд над нашими головами в отдаленном уголке земного шара или просто стоим неподвижно и ощущаем необъятность космоса, ожидающего нас за пределами атмосферы нашей планеты, красота и таинственность ночного неба всегда с нами, всегда приводят нас в восторг. Кто не любовался удивительными фотографиями с лучших телескопов мира: фантастическими видами звезд, вращающимися колесами галактик и радужными газовыми облаками, в которых скрываются тайны космоса!

Гораздо менее известно, откуда берутся эти фотографии, как и почему мы их делаем и кто именно разгадывает секреты Вселенной. Все думают, что астрономы — сентиментальные романтики, редкие, как единороги: профессиональных астрономов меньше 50 000 человек (а людей на планете 8 миллиардов!). Большинство людей ни разу в жизни не видели профессионального астронома, не говоря уже о том, чтобы задуматься, а чем, собственно, занимаются эти странные люди. А если кто-то и задумывается изредка о том, что делают астрономы, то представляет собственный опыт наблюдения за звездами, только доведенный до крайности: фанатик, возможно, еще и в белом халате, прилипший к очень большому телескопу в очень темном помещении, быстро и уверенно перечисляет названия и координаты разных штук на небе, которые терпеливо сидят там в холодке и ждут, когда их откроют. Редкие появления астрономов в фильмах тут же становятся клише: все сразу вспоминают Джоди Фостер, сидящую на корточках с наушниками, чтобы послушать пришельцев, в фильме «Контакт», или Элайджу Вуда в «Столкновении с бездной», который смотрит в подозрительно мощный телескоп где-то в захолустье и обнаруживает комету, грозящую вот-вот разрушить Землю. И почти всегда наблюдение — лишь прелюдия к настоящей драме; небо всегда чистое, телескоп всегда работает, и после минутного фотогеничного потрясения киноастроном убегает спасать мир с обрывочными, но идеально точными данными в руках.

Во всяком случае, именно так я себе представляла астронома, когда выбрала эту профессию. Я пришла в астрономию тем же путем, что и бесчисленное множество других любителей и профессионалов, энтузиастов космоса: в детстве наблюдала за звездами из захолустного фабричного городка в Новой Англии, читала книги Карла Сагана в домашней библиотеке и разглядывала потрясающие фотографии туманностей и звездных полей, которые, казалось, всегда служили фоном для научных телепрограмм и обложек научных журналов.

Даже когда я поступила на первый курс Массачусетского технологического института и беспечно объявила, что буду специализироваться по физике, чтобы в дальнейшем стать астрономом, у меня было лишь смутное представление о том, как выглядит его повседневная работа. Я выбрала астрономию, потому что хотела исследовать Вселенную и изучать то, что мне расскажет ночное небо. Это было самое главное, и меня не особенно беспокоило, а что на самом деле подразумевает «должностная инструкция» астрофизика. Мои мечты были о том, чтобы встретить инопланетян, разгадать тайны черных дыр и открыть новый тип звезд. (Пока сбылась только одна мечта из этих трех.)

Я отнюдь не мечтала о том, чтобы стать конечной инстанцией в принятии решения, от которого зависит целость и сохранность одного из крупнейших в мире телескопов. Я и представить себе не могла, что во имя науки буду подниматься по опорным стойкам телескопа (другого), чтобы приклеить кусок пенопласта к его зеркалу, или выяснять, предоставит ли мне работодатель страховку для полета на экспериментальном самолете, или заставлять себя уснуть рядом с пауком размером с мою голову. Я не знала, что есть астрономы, которые ради исследований отправляются в стратосферу и на Южный полюс, дают отпор белым медведям, попадают под прицел безумных стрелков, а некоторые даже отдают жизнь в погоне за несколькими драгоценными лучами света.

И я понятия не имела, что область, в которую вступала, меняется с той же быстротой, что и весь остальной мир. Астрономы, о которых я читала, — тепло укутанные, сидящие за гигантскими телескопами на холодных вершинах, уставившись в окуляр, пока в высоте над ними кружатся звезды, — эти астрономы уже стали исчезающим видом. Вступив в их ряды, я еще больше влюбилась в красоту космоса, но, к моему удивлению, я также начала исследовать Землю и узнавать истории, случающиеся в невероятной, редкой, быстро меняющейся и… исчезающей области.