Складки на ткани пространства-времени. Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии

Моя первая встреча с Рэем Вайссом произошла в лифте Конференц-центра штата Вашингтон в Сиэтле в начале января 2015 г. Я приехал на 225-е собрание Американского астрономического общества. Вайсс собирался делать презентацию по истории физики гравитационных волн. Мы вместе спустились на три этажа, обменялись приветствиями, ничего не обсуждая. «Тихий старичок», – подумал я.

Я ошибался. Вайсс был 82-летним старцем, но определенно не тихим, в чем я убедился в тот же день. После презентации я задал ему пару вопросов, и он говорил не переставая. Имена, даты, события, подсказки для моей книги, технические подробности, профессиональные шутки, истории из жизни – он оказался неисчерпаемым источником информации. Во время интервью летом 2016 г. все повторилось[44]. Я попросил уделить мне 45 минут, но мы проговорили почти полтора часа – точнее, он проговорил.

Рэю Вайссу, как никому другому, есть что рассказать о LIGO. Он считается отцом-основателем проекта, если не изобретателем метода лазерной интерферометрии. Кроме того, он яркая личность. Увлеченный, целеустремленный, отзывчивый – все, кому довелось с ним работать, тепло о нем отзываются (вернее, практически все). По мнению многих, проект LIGO не состоялся бы без его выдающихся способностей и неувядаемого энтузиазма.

Вайсс родился в Берлине осенью 1932 г. за считаные недели до того, как Альберт Эйнштейн навсегда покинул столицу Германии. В раннем детстве Райнер некоторое время жил в Праге, в семилетнем возрасте, перед самым началом Второй мировой войны, переехал с семьей в Нью-Йорк (отец Вайсса был врач-еврей.) Рэй оказался одаренным и любознательным ребенком, на все руки мастером. Он мог починить тостер. Мог разобрать часы и снова собрать. Он обшаривал закоулки в поисках выброшенных радиодеталей – вдруг пригодятся. Подростком он занялся маленьким бизнесом, ремонтируя радиоприемники и фонографы одноклассников.

К концу 1940-х гг. Вайсс стал кем-то вроде аудиоинженера. Его приглашали для создания полупрофессиональных акустических систем. Он не купался в золоте, но зарабатывал очень неплохо. Зачем было идти в колледж? Он вспоминает, что хотел больше узнать о методах шумоподавления. Популярные в те времена грампластинки со скоростью воспроизведения 78 об/мин сильно трещали и шипели, и Вайсс не знал, как решить эту проблему. Он надеялся, что обучение проектированию электрических устройств в прославленном Массачусетском технологическом институте в Кембридже окажется полезным.

Оказалось, напрасно. На занятиях по инженерному делу Вайсс томился от скуки – он не узнал ничего нового. Возможно, физика окажется интереснее? В какой-то степени эти ожидания оправдались. Однако он слишком отвлекался на другие стороны жизни, чтобы преуспеть в учебе, – например, безнадежно влюбился в красивую пианистку. «Я следовал за ней до самого Чикаго, – вспоминает он, – но она, видимо, решила, что я слишком влюблен, чтобы быть полезным. В конце концов я вернулся в MIT»[45].

Примерно в 1960 г. физика наконец покорила его. Точнее, экспериментальная физика. Работая над дипломом под руководством профессора Джерролда Захариаса, Вайсс сумел создать нечто вроде первых атомных часов для коммерческого применения. Они стали предшественниками «мистера Часы» – устройства, которое лет через десять облетит земной шар в эксперименте Джозефа Хафеле и Ричарда Китингом. Сам Захариас планировал взять часы Вайсса на Юнгфрауйох, гору в Швейцарских Альпах высотой 3470 м, и измерить эффект гравитационного красного смещения намного точнее Роберта Паунда и Глена Ребки, только что поставивших аналогичный эксперимент в соседнем Гарварде.

Планы, связанные со Швейцарией, остались неосуществленными, но Вайсс серьезно увлекся всем, связанным с гравитацией и точными измерениями, – наилучшая научная база для будущего инициатора проекта LIGO. Два года он строил гравиметры в качестве постдокторанта под руководством знаменитого физика Роберта Дикке в Принстонском университете. Вернувшись в MIT, организовал исследовательскую группу для изучения космологии и гравитации. (О космологии – науке о Вселенной – вы узнаете подробнее из главы 9.) В 1960-е гг. эта область исследования находилась в процессе становления. Теория Большого взрыва стала еще более популярной. В частности, в 1964 г. было открыто реликтовое излучение, которое часто называют послесвечением творения. Для физика было очевидно, что космология и ОТО – две стороны одной медали.

Неудивительно, что сотрудники физического факультета MIT предложили Вайссу читать курс ОТО. Это было в 1967 г., примерно в то время, когда Джоселин Белл открыла первый пульсар. Но Рэй Вайсс был на все руки мастер, а не теоретик. «Математика была далека от меня, – говорит он. – Я, конечно, не мог признаться, что не владею материалом. Это был ужасный год. Все свободное время я изучал релятивизм. Иногда я опережал своих студентов всего на день. Они были намного смекалистее меня».