Николай Горькавый - Космические сыщики
Одним из самых старательных исследователей работ группы Гамова стал Джим Пибблс, который до глубокой старости публиковал науковедческие материалы о легендарных статьях 1948 года.
В 1978 году Пензиас и Вильсон поделили половину Нобелевской премии по физике за случайное открытие реликтового излучения. Из теоретиков, предсказавших холодное эхо горячей Вселенной, премию никто не получил.
Никки добавила:
– Я не согласна с тем, что Пензиас и Вильсон сделали открытие случайно. Если учёные сконструировали очень чувствительную астрономическую радиоантенну, то совершенно закономерно, что их ждут «случайные» открытия!
Другую половину Нобелевской премии по физике за 1978 год получил советский учёный Пётр Капица – за работы в области низких температур и открытие сверхтекучести гелия.
Перед поездкой в Стокгольм за премией Пензиас пригласил к себе домой Альфера – чтобы тот помог ему с нобелевской речью. Альфер с горечью вспоминал, что Пензиас воспринимал его и Хермана как часть научного фольклора и не отдавал должного их вкладу в проблему реликтового излучения. После этого визита расстроенный Альфер слёг с сердечным приступом.
История открытия реликтового излучения полна упущенными возможностями.
В 1941 году канадский астроном Эндрю Мак-Келлар заметил, что межзвёздные линии молекулы CN (циана) возбуждены, будто космос имеет температуру 2,3 градуса Кельвина. Но правильная интерпретация его наблюдений была дана гораздо позже, после открытия Пензиаса-Вильсона.
Сам Дикке, работая в 1946 году в Массачусетском технологическом институте, зарегистрировал радиоизлучение из космоса с температурой меньше 20 градусов, но не придал ему особого значения. Он полагал, что на существующем оборудовании нельзя поймать сигнал из прошлого Вселенной. Выдающийся астроном Джон Мазер, специалист в области регистрации реликтового излучения, писал: «Я не согласен. Хотя такое измерение было трудно сделать с технологиями 1940-х и 1950-х годов, но это было возможно. Группа Дикке уже пыталась сделать это в военных 1940-х годах, но без сильной мотивации они сдались. Все необходимые части были доступны. Просто никто не пробовал».
Интересно, что в 1955 году аспирант-астроном Тигран Шмаонов в Пулковской обсерватории измерил фон неба в длине волны 32 см. Вывод из этих измерений был таков: «Оказалось, что абсолютная величина эффективной температуры радиоизлучения фона… равна 4 + 3 К». Шмаонов отметил, что интенсивность излучения не зависит от направления на небе и со временем не меняется. Он опубликовал свою работу в неастрономическом журнале, и она не привлекла внимания.
– А если бы он опубликовал свою работу в астрономическом журнале, то получил бы Нобелевскую премию? – спросила Галатея.
– Возможно, но не обязательно. Шмаонов работал под руководством известных радиоастрономов Хайкина и Кайдановского, но они тоже не поняли значимость открытия своего аспиранта. Вот если бы это измерение было правильно интерпретировано – в свете уже опубликованных статей группы Гамова, то да – Нобелевская премия за открытие могла достаться совсем другим людям. Но лишь в 1965 году открытие реликтового излучения – следствия Большого взрыва – прозвучало, получило правильное истолкование и широкий отклик. После этого, революционного по значимости, открытия космология выдвинулась в число популярных направлений астрономии, а Большой взрыв перестал быть гипотетической концепцией и перешёл в ряд экспериментально подтверждённых фактов.
Астрофизик И. Шкловский вспоминает эти годы в книге «Эшелон»: «В январе 1967 года в Нью-Йорке собрался второй Техасский симпозиум по релятивистской астрофизике – пожалуй, наиболее бурно развивающейся области астрономии. За 4 года до этого были открыты квазары, и границы наблюдаемой Метагалактики невероятно расширились. Всего только немногим более года прошло после открытия фантастического реликтового излучения Вселенной, сразу же перенёсшего нас в ту отдалённую эпоху, когда ни звёзды, ни галактики в мире ещё не возникли, а была только огненно-горячая водородно-гелиевая плазма. Тогда расширяющаяся Вселенная имела размеры в тысячу раз меньшие, чем сейчас. Кроме того, она была в десятки тысяч раз моложе. Я очень гордился, что сразу же получивший повсеместное признание термин „реликтовое излучение“ был придуман мною. Трудно передать ту атмосферу подъёма и даже энтузиазма, в которой проходил Техасский симпозиум».
Помолчав, Никки отметила:
– История реликтовых излучений не закончилась на обнаружении древних радиоволн. Существует ещё одно эхо Большого взрыва – остаточное гравитационное излучение, которым многие учёные пренебрегают, но ряд специалистов, включая Джона Уилера, считает его важной частью нашей Вселенной. Реликтовое гравитационное излучение обещает немало новых сенсаций.
Примечания для любопытныхАрно Пензиас (р. 1933) – известный американский астроном. Вместе с Робертом Вильсоном лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие реликтового излучения.
Роберт Вильсон (р. 1936) – известный американский астроном. Вместе с Арно Пензиасом лауреат Нобелевской премии по физике (1978) за открытие реликтового излучения.
Метагалактика – часть расширяющейся Вселенной, принципиально доступная для наблюдений.
Андрей Георгиевич Дорошкевич – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией ИКИ (Института космических исследований РАН).
Игорь Дмитриевич Новиков (р. 1935) – известный астрофизик-теоретик, соавтор Я. Б. Зельдовича. Член-корреспондент АН СССР.
Яков Борисович Зельдович (1914–1987) – знаменитый советский физик и астрофизик, один из создателей ядерного оружия. Академик АН СССР, трижды Герой Социалистического Труда, лауреат Ленинской премии и четырёх Сталинских.
Роберт Дикке (1916–1997) – известный американский астроном, разработчик ряда важных астрономических приборов. Член Национальной академии наук США.
Джим Пибблс (р. 1935) – известный канадско-американский космолог, профессор Принстонского университета.
Дэвид Вилкинсон (1935–2002) – американский астроном, известный своими работами в области космических телескопов и космологии. В его честь назван спутник WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe).
Эндрю Мак-Келлар (1910–1960) – известный канадский астроном, член Королевского общества и президент Канадского астрономического общества.
Семён Эммануилович Хайкин (1901–1968) – известный советский физик и радиоастроном, доктор физико-математических наук, профессор.
Наум Львович Кайдановский (1907–2010) – известный советский радиоастроном, доктор физико-математических наук, разработчик антенн для радиотелескопов.
Джон Уилер (1911–2008) – выдающийся американский теоретик, автор работ в области квантовой теории и теории относительности. Ввел в обращение термин «чёрная дыра». Вместе с Чарльзом Мизнером (р. 1932) и Кипом Торном (р. 1940) написал знаменитый учебник «Гравитация» (1977).
Джон Мазер (р. 1946) – выдающийся астроном-наблюдатель, создатель крупнейшего космического телескопа Уэбба. Лауреат Нобелевской премии по физике (2006).
Сказка о Джоне Мазере, который измерил сияние самого чёрного в мире тела
Дзинтара вошла в комнату и сказала детям:
– Сегодняшнюю историю расскажет вам сам автор, которого вы уже знаете.
– Знаем! – воскликнула Галатея, приветствуя вошедшего человека.
Рассказчик поудобнее устроился на мягком диване, а Дзинтара поставила перед ним на столик большую кружку с душистым чаем.
– Я хочу рассказать вам об астрономе, который является для меня символом учёного. Его зовут Джон Мазер, он опытный наблюдатель и талантливый конструктор космических телескопов. Двадцать с лишним лет назад я был молодым учёным, работал в отдалённой Крымской обсерватории и не был знаком с Джоном. Но однажды со мной связался его сотрудник, который был моим соавтором по паре статей, и рассказал об одной сложной проблеме, с которой столкнулась группа Мазера при проектировании нового космического телескопа. Речь шла о зодиакальном свете – светлой полосе вдоль плоскости Солнечной системы. Это свечение вызвано рассеянием солнечных лучей на межпланетных частицах, его изучал ещё Иммануил Кант. Оно мешает астрономам исследовать как реликтовое излучение, так и излучение нашей Галактики.
Зодиакальное свечение было измерено спутником COBE, который вращался вокруг Земли, но какой эта засветка будет в поясе астероидов, где, по одному из вариантов, мог быть размещён новый телескоп? Ответа на этот вопрос никто не знал, поэтому стали искать теоретика, готового взяться за моделирование зодиакального света в разных точках Солнечной системы. Для этого надо было определить происхождение зодиакального света, что само по себе является интереснейшей задачей. Я взялся за эту задачу – и Джон Мазер стал моим научным руководителем. После продолжительных математических и компьютерных расчётов трёхмерная модель распределения межпланетной пыли была создана и карты зодиакального света в разных точках Солнечной системы были рассчитаны и опубликованы. Это стало началом моего длительного знакомства с Джоном Мазером – и я до сих пор с восхищением наблюдаю за этим учёным.
