Обращенные к звездам. Прошлое, настоящее и будущее астрономии - Эмили Левеск

Однако на самом деле все гораздо серьезнее.

Случайная травма может показаться единичным инцидентом, но в действительности каждая из них является напоминанием о том, насколько уязвимы бывают наблюдатели. Несмотря на то что давно разработаны протоколы и системы безопасности для защиты людей, факт остается фактом: астрономы, выполняя свой профессиональный долг ради интересов науки, работают в темноте внутри огромных движущихся зданий с тяжелым оборудованием, которое требует, чтобы профессионально подготовленные люди управляли им с особой осторожностью.

Эта отрезвляющая реальность ощущается особенно остро в истории Марка Ааронсона.

Марк Ааронсон, астроном из Аризонского университета, изучал одну из самых давних и захватывающих задач в астрономии: значение постоянной Хаббла. Первоначально предложенная самим Эдвином Хабблом в 1929 году, эта константа представляет собой число (коэффициент, связывающий расстояние со скоростью), введенное в обманчиво простое уравнение, предназначенное для точного описания расширения Вселенной. Однако измерение самого числа невероятно сложно и требует как можно точнее определить расстояние до галактик, удаленных от нас на миллиарды световых лет. В результате точное значение постоянной Хаббла (которое колебалось от 50 до 100 на протяжении многих лет и в настоящее время остановилось где-то между 65 и 75 — смотря у кого спрашивать) было источником весьма ожесточенных споров среди астрономов на протяжении почти столетия.

К 1980-м годам Марк был одним из выдающихся молодых умов, работающих на переднем крае этой области науки, постоянным участником конференций, где обсуждались новые исследования, связанные с постоянной Хаббла. Он также был чрезвычайно опытным и увлеченным наблюдателем и имел большой опыт работы с телескопами, начиная со студенческих лет в Калифорнийском технологическом институте. К тридцати шести годам он уже получил несколько престижных научных наград, в том числе премию Джорджа Ван Бисбрука в Аризоне, премию Барта Бока в Гарварде и премию Ньютона Лейси Пирса, присуждаемую Американским астрономическим обществом за выдающиеся достижения в наблюдательной астрономии.

В ночь на 30 апреля 1987 года Марк со своим студентом вел наблюдение на четырехметровом телескопе Китт-Пик в рамках текущей работы по определению расстояний до других галактик и уточнению постоянной Хаббла. Ранним вечером он попросил повернуть телескоп и купол так, чтобы они указывали на новую галактику, а затем поспешил на мостки купола, чтобы определить состояние неба.

Как и в большинстве обсерваторий, телескоп находился в высоком цилиндрическом здании с куполом наверху. При перемещении между объектами весь купол поворачивался вместе с телескопом внутри, чтобы открытая часть совпадала с сектором обзора телескопа. Мостки на телескопе располагались чуть ниже поворотной части купола, а на уровне коленей в стенке купола был дверной проем, позволявший перейти с мостков во внутреннюю часть купола. Некоторые части гигантской створки купола располагались настолько низко, что могли задеть эту дверь. Поэтому там установили систему блокировки, предотвращавшую открытие двери во время работы двигателей для поворота купола. Но никто не учел одну особенность: при выключении двигателей купол останавливался не сразу. Имея вес более 500 тонн и двигаясь со скоростью около 0,3 метра в секунду, он успевал бесшумно пройти накатом еще метр-два, прежде чем остановиться.

В тот вечер Марк и его студент подошли к двери между мостками и куполом. Как только двигатели выключились, Марк открыл дверь, не подозревая, что купол еще движется, и в тот момент, когда он шагнул вперед, выступающая часть створки купола ударила в дверь и захлопнула ее. Марк погиб мгновенно.

Смерть Марка потрясла все астрономическое сообщество. Это был ужасный несчастный случай, наука потеряла большого ученого, талантливого астронома на пике его карьеры. Научная конференция «Крупномасштабная структура Вселенной», состоявшаяся два месяца спустя, была посвящена его памяти. В одном из итоговых документов конференции, в котором обобщалась работа Марка и его последние исследования (это была лишь одна из ряда публикаций, где он был посмертно указан как ведущий автор), его коллега Эд Ольшевски написал: «Нам нужно больше таких ученых, как Марк Ааронсон, с множеством идей и энергией, чтобы воплотить их в жизнь»[17].

Теперь злосчастный четырехметровый телескоп оснащен тройной системой блокировки, установленной после полной проверки безопасности всех телескопов обсерватории. Многие другие обсерватории после этого несчастного случая также пересмотрели свои процедуры и системы безопасности. Аризонский университет ежегодно присуждает престижную премию «Лекция Марка Ааронсона» ученому, «проделавшему большую работу в области наблюдательной астрономии, которая привела к значительному углублению нашего понимания Вселенной»[18].

6

Собственная гора

— Вы не подскажете, где наблюдатель?

Я оторвала взгляд от экрана компьютера, сбитая с толку вопросом и не уверенная в том, что он обращен ко мне. Правда, поскольку я была единственным человеком в помещении (комнате дистанционного наблюдения в Ваймеа, созданной для астрономов, работающих на телескопах «Кек» на Мауна-Кеа), скорее всего, только что вошедший мужчина именно ко мне и обращался. Но наблюдателем была как раз я. Я собирала данные для своей докторской диссертации и в этот вечер воевала с рассеянными облаками, своенравным инфракрасным спектрографом и списком объектов, который пришлось импровизированно перетасовать.

Моими объектами были галактики, в которых имелись таинственные умирающие звезды, испускающие гамма-лучи, но этой ночью они были особенно далеко — настолько далеко, что расширение Вселенной уносило их от меня со скоростью, близкой к скорости света. На такой сумасшедшей скорости сам свет, излучаемый этими галактиками, искажался благодаря релятивистскому эффекту и вызывал явление, известное как красное смещение, электромагнитный собрат эффекта Доплера. Эффект Доплера всем хорошо знаком: если автомобиль сигналит, приближаясь к вам, высота звука клаксона становится все выше и выше, но, как только автомобиль проносится мимо, кажется, что высота звука падает, становясь все ниже и ниже по мере того, как автомобиль удаляется. Эффект возникает из-за того, что звуковые волны сжимаются или растягиваются относительно вас как слушателя. Когда автомобиль приближается к вам, звуковые волны сжимаются и становятся немного короче, когда достигают вашего уха, поэтому звук получается выше, а когда автомобиль удаляется — наоборот, растягиваются и звучат ниже.

То же самое происходило с моими галактиками, удалявшимися на скорости света. Если у звука более короткие волны звучат выше, а более длинные — ниже, то у электромагнитных волн (света) более короткие волны выглядят более голубыми, а более длинные — более красными. Эти галактики так быстро удалялись от нас вместе с неумолимо расширяющейся Вселенной, что сам излучаемый ими свет растягивался. Этот свет был бы видим невооруженным глазом, если бы я могла попасть в его родную галактику, но по пути к Земле он так сильно растягивался, что достигал нашей планеты в виде инфракрасного света, длина волны которого слишком велика