Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы - Хайно Фальке

В этот раз мы начинаем около шести утра по местному времени. В программе – галактический центр. Я сильно нервничаю, но все проходит прекрасно. На следующий день наша удача с погодой заканчивается. В Мексике идет дождь. Здесь, на Пико дель Велета, по прогнозу ожидается даже снег. В Аризоне погода тоже неподходящая, да вдобавок там сильный ветер. Возможно, даже слишком сильный для большого телескопа. Мы решаем устроить двухдневный перерыв. Может, в другие годы мы и продолжили бы работу, но сейчас по этому поводу никто не переживает. Все команды окончательно выдохлись.

Я использую свободное время для написания небольшой компьютерной программы, которую можно будет использовать, чтобы подготовить и начать новые раунды измерений. Для меня программирование – прекрасное успокоительное средство, нечто вроде медитации.

Через две ночи опять звучит команда “Запускаем РСДБ”. На критически важных станциях погода нормальная. Сегодня вечером нам это кажется нереалистическим: здесь воздух суше не стал. Правда, на Южном полюсе телескоп вообще не включился. Тамошняя команда пропустила несколько сканирований, но затем все наладилось и они присоединились к рабочему процессу. Еще одна ночь – и делу конец. Эта ночь тоже проходит гладко, всего с несколькими сбоями. Около восьми часов утра Пабло Торне сообщает с Пико дель Велета: “Мы закончили. Кроме двух пропущенных сканирований, здесь все прошло очень хорошо”. Мы сделали это! На Гавайях руководитель проекта Ремо Тиланус регистрирует наше сообщение, благодарит всех за работу и желает удачно добраться до дома. “Или покатайтесь на лыжах в свое удовольствие”, – телескоп он знает.

Мы откидываемся на спинки кресел – работа окончена. И хотя недосып берет свое, все ощущают торжественность момента: по крайней мере сегодня мы одержали большую победу. Пройдут месяцы, прежде чем мы узнаем, можно ли использовать наши данные. И все же то, что от нас зависело, мы сделали.

После окончания последней смены напряжение спадает и у команд других телескопов. Теперь надо отпраздновать это событие. Первый тост – Будем здоровы! – поступил с Южного полюса. Чтобы отметить окончание кампании, у них нашлась бутылка виски. Как они там ее раздобыли? В Мексике, на LMT, настроение тоже превосходное. Гопал Нараянан пишет, что последнее сканирование они выполняли под песню группы Queen “Богемная рапсодия”. Следующая в списке – песня шведской рок-группы Europe “Последний отсчет”. И в Бостоне тоже все довольны. Они слушают “Высоко над радугой” Израэля Камакавивооле. Но первый приз достается моим студентам в Аризоне. Сара Иссаун пишет: “Прямо сейчас мы слушаем песню Muse[161] «Сверхмассивная черная дыра»”. Меня положили на обе лопатки. Я знаю, что такое сверхмассивная черная дыра, но, может, мне кто‐нибудь скажет, кто такой Muse?

Путь домой

Экспедиции – это одни из наиболее ярких событий в научной карьере астронома. Но поскольку в разъездах приходится проводить довольно много времени, я всегда жду момента окончания работы и спешу поскорее вернуться к семье. Жена говорит, что всякий раз, как я возвращаюсь, ей прежде всего приходится “спускать меня на землю”. После измерительной кампании в Испании это действительно необходимо. Работа в течение нескольких ночей подряд полностью истощила силы участников EHT-измерений. Сейчас мне прежде всего надо выспаться, и, я уверен, это же относится к коллегам на других телескопах. Пока члены многочисленной команды EHT возвращаются из удаленных уголков Земли домой, к цивилизации, служба доставки отправляет по заданным маршрутам в больших деревянных ящиках около тысячи жестких дисков с зарегистрированными данными.

“Ради бога, пусть с ними не случится ничего плохого”, – думаю я. Уже бывало, что при перевозке данные РСДБ терялись. На этих дисках хранятся все сокровища EHT, все наши драгоценные материалы. Резервное копирование невозможно, поскольку объем данных слишком велик. Нам приходится работать без страховки, без ремней безопасности. Потеря данных будет неописуемой катастрофой и для нас, и для нашего проекта. Вся кампания пойдет прахом, и кто знает, когда мы опять дождемся такой хорошей погоды.

Один за другим наши ящики приходят в обсерваторию Хейстек. Оттуда часть данных пересылается в Институт Макса Планка в Бонне. Дольше всего приходится ждать жесткие диски с Южного полюса. До окончания антарктической зимы осталось полгода, и только тогда их можно будет отправить со станции Мак-Мердо. Все это время члены нашей команды на Южном полюсе будут оставаться на станции. Их ночь кончится еще не скоро.

За пять дней наблюдений каждый из восьми телескопов собрал около 450 терабайт данных. Это значит, что нам предстоит проанализировать порядка 3,5 петабайта, а петабайт – это число с 15 нулями! Первый шаг – согласовать данные разных телескопов, то есть стандартизовать и расположить данные в строго хронологическом порядке. Эту работу планируют разделить между собой команды из Массачусетса и Бонна. Кроме того, каждая из команд перепроверит часть данных других команд. Оба института десятилетиями занимаются подобной работой, и все же – доверяй, но проверяй.

Установление корреляционных зависимостей обусловлено необходимостью “выудить” радиоволны, сохраненные в безбрежном море данных, и наложить их одну поверх другой. EHT – это интерферометр, а информация, которую с его помощью можно получить, всегда представляет собой комбинацию волн, зарегистрированных двумя телескопами. Для наших целей сам по себе один телескоп вообще бесполезен. Интерференцию можно представить себе так: вы бросаете два камня в пруд, в результате чего на его поверхности образуются расходящиеся круги, иначе говоря, – волны. Когда волны перекрываются, они в определенных местах гасят друг друга, а в других местах усиливают, что приводит к появлению характерного узора. Полное название этого узора, состоящего главным образом из пересекающихся линий, “картина интерференционных полос”, но радиоастрономы для краткости называют его просто “полосы”. Исходя из направления и интенсивности линий, можно очень точно определить относительный размер камней и место, где они коснулись воды. Задача радиоастрономов сложнее: свои измерения они проводят не в тихом пруду, а, скорее, в океане во время шторма. Прежде чем что‐то можно будет увидеть, приходится накладывать друг на друга горбы и впадины невероятного количества волн, а для этого волны должны быть строго синхронизированы, так как иначе интерференционная картина развалится.

Для синхронизации радиоволны надо сдвинуть друг относительно друга так, чтобы они колебались, условно говоря, в одном и том же ритме. Эксперты в корреляционных центрах чем‐то напоминают ди-джеев, которые, регулируя скорости двух проигрывателей, выравнивают ритм двух разных песен. Песни звучат как одна мелодия,