Pro темную материю

Альварес хотел разобраться, мог ли президента в самом деле убить один человек одним выстрелом, и оказалось, что да. Он участвовал в экспедиции в Египет и при помощи космических лучей попытался выяснить, существуют ли еще ненайденные потайные комнаты в пирамиде Хефрена. В 1980 году он вместе со своим сыном Уолтером, геологом, предложил метеоритную гипотезу исчезновения динозавров. Именно благодаря динозаврам началась совместная работа Альвареса, Ричарда Мюллера, его бывшего аспиранта, и Сола Перлмуттера, который, в свою очередь, был аспирантом Мюллера.

184–дюймовый циклотрон Лоуренса в радиационной лаборатории Беркли, 1942

Альварес с сыном заявили, что динозавры исчезли 65 млн лет назад после того, как в результате падения кометы или астероида на Землю (хотя теория называется метеоритной) нарушилась экосистема на всей планете. Но в 1983 году группа палеонтологов обнаружила свидетельства массового исчезновения видов с определенной цикличностью: каждые 26 млн лет. На следующий год Мюллер высказал предположение о существовании парной звезды у нашего Солнца – Немезиды. Каждые 26 млн лет (27 – по другой версии) Немезида, которая движется по очень сильно вытянутой орбите, подходит относительно близко к Солнцу, и оказываемое ею гравитационное влияние притягивает кометы из самых дальних концов Солнечной системы на орбиты ближайших к Солнцу планет, одной из которых является Земля. Это вызывает глобальные катастрофы каждые 26 или 27 миллионов лет, а они соответствуют графику массовых вымираний на нашей планете. Эту идею можно считать вполне разумной.

Изучение звезд, подобных Солнцу, показало, что примерно 84 % являются частями бинарных систем, а это означает, что если Солнце – одиночная планета, не имеющая «компаньонки», то это аномалия. Мюллер поручил своему аспиранту Перлмуттеру поиск Немезиды, которую в средствах массовой информации стали также называть Звездой смерти. В 1986 году Перлмуттер завершил диссертацию, которая называлась «Астрометрический поиск звездного компаньона Солнца».

Луис Альварес, американский физик-экспериментатор с очень широкой сферой научных интересов (1911–1988)

Для нас также важно то, что Альварес заинтересовался программированием телескопов, так называемой «автоматической астрономией» и поиском сверхновых после того, как прочитал статью о том, что один его знакомый, Стирлинг Колгейт (1925–2013), наследник бизнеса по производству зубной пасты, но физик по собственному выбору, установил автоматизированный телескоп в пустыне штата Нью-Мексико. Идея автоматизированного наблюдения за сверхновыми принадлежит Альваресу. Альварес, Мюллер и Перлмуттер неоднократно работали вместе на одном и том же телескопе (пусть и по разным проектам), а также на других инструментах, в создании которых участвовал Перлмуттер. В 1984 году группа, работавшая над поиском сверхновых в Беркли, стала называться БАСС (BASS), английское сокращение расшифровывается как «команда, занимающаяся автоматическим поиском сверхновых в Беркли». БАСС открыла первую сверхновую 17 мая 1986 года, так что ко времени начала работы по проекту «Сверхновые для космологии» в 1988 году они все давно и хорошо знали друг друга.

Группа, занимавшаяся поиском сверхновых, в процессе работы совершила несколько изобретений, которые оказались полезны для охоты на сверхновые. Первым из них был оптический прибор под названием компаратор, который обеспечивал быстрое переключение между двумя снимками галактики, сделанными с разницей в несколько недель. При использовании компаратора членам группы приходилось полагаться на свои глаза. Однако ему на смену быстро пришли новые компьютерные технологии. Например, одна такая технология позволяла астрономам убрать весь свет из первого снимка, а потом удалить тот же свет из второго, более позднего. Если какое-то свечение на втором снимке оставалось, компьютер подавал сигнал, и тогда уже живой человек принимался за изучение данных. Иногда это были астероиды, кометы, переменные звезды, иногда на инструмент попадал космический луч, но порой свечение вызывала взрывающаяся звезда, выделявшаяся на фоне десятков или сотен миллиардов других звезд, то есть сверхновая.

В 1981 году предсказывали, что астрономы будут открывать примерно по сотне сверхновых в год, но это оказалось слишком оптимистичным предположением. Сверхновые, которыми занималась группа БАСС, находились относительно близко, поэтому не подходили для ответа на вопрос, поставленный в 1988 году. Нельзя определить изменения в скорости расширения Вселенной, пока астрономы не найдут «стандартные свечи» в галактиках, находящихся значительно дальше взятой для примера Хабблом, и чем дальше, чем лучше. То, насколько эти сверхновые – и поэтому их галактики – отклоняются от прямой линии Хаббла, даст астрономам скорость «торможения Вселенной», то есть покажет, как замедляется ее расширение.