Чудовища доктора Эйнштейна. О чёрных дырах, больших и малых

Чтобы сделать aLIGO намного более чувствительной, потребовалось усовершенствовать почти все составляющие эксперимента. Лазер сделали мощнее, чтобы устранить главный источник высокочастотного шума. Пробные массы на каждом конце каждого плеча стали более тяжелыми; груз представляет собой 40-килограммовый цилиндр из кремния с прикрепленным к нему зеркалом, спроектированный так, чтобы регистрировать крохотные изменения длины плеча. В качестве подвеса был использован четырехступенчатый маятник, изоляция и устранение помех на порядок улучшены. У LIGO – крупнейшая и лучшая в истории вакуумная система, включающая 48 км сварных соединений без утечек. Трубы такие длинные, что на метр поднимаются над поверхностью с каждой стороны – ввиду искривления поверхности Земли под ними. Чтобы компенсировать изгиб и обеспечить ровную укладку и нивелировку труб, бетон заливали и выравнивали с беспрецедентной точностью. Плотность вакуума составляет одну триллионную плотности воздуха на уровне моря. Датчики настолько чувствительны, что слышат срабатывание тормозов грузовика на расстоянии 4,8 км – и гром на расстоянии 80 км. Более того, в своих зеркалах они видят движение отдельных атомов.

Этот эксперимент – вершина технического мастерства. Изначальная iLIGO функционировала с 2002 по 2010 г. и, как и ожидалось, не зарегистрировала гравитационные волны. Апгрейд до aLIGO занял пять лет, в работе участвовало 500 человек. Усовершенствованная aLIGO шесть месяцев проработала в опытном режиме и за четыре дня до начала сбора научных данных система нашла «золотую жилу».

Вернемся к Марко Драго и к утру 14 сентября 2015 г. В свободное от физики время этот учтивый постдок исполняет классическую музыку на фортепиано и пишет фантастические романы – два уже вышли. Увидев странные закорючки на своем мониторе, он заподозрил неладное. Это был классический рисунок слияния черных дыр, стремительное крещендо, которое ученые называют «чирп» – нечто вроде птичьего щебета Вселенной. Спустя миллиард с лишним лет пути через космос волна прошла через Землю со скоростью света, задев детектор в вашингтонском Ливингстоне на 7 миллисекунд раньше, чем детектор на другом конце страны, в луизианском Хэнфорде (илл. 59). Драго был настроен скептически, потому что сигнал выглядел слишком сильным, слишком совершенным: «Никто не ждал ничего настолько колоссального, поэтому я предположил, что это вброс»[348]. Кураторы LIGO держали сотрудников в тонусе, периодически вводя в поток данных ложные сигналы, называемые слепыми вбросами. В 2010 г. слепой вброс вызвал ажиотаж, была написана статья, и, когда команда уже готова была предложить ее к публикации, сообщили, что сигналы были ложными.

Драго не пожалел сил, чтобы все перепроверить. Он обзвонил остальные площадки и переговорил с руководителем группы, чтобы убедиться, что никто не вбрасывал сигнал в систему. Он даже переживал, что систему могли взломать. После десятка автоматических и ручных проверок не осталось сомнений, что за этот сигнал отвечает Вселенная. Он выделялся на фоне шума, как взрыв смеха в комнате, полной болтающих людей. Гравитация подала голос.

Познакомьтесь с мастером гравитации

Ведущий мировой теоретик в области гравитации когда-то мечтал стать водителем снегоуборочной машины. В детстве Кип Торн был на «ты» с буранами и горами. «Если вырос в Скалистых горах, то это самая роскошная работа, какую можно себе представить. Но однажды мать взяла меня на лекцию о Солнечной системе, и я попался»[349]. Торн вырос в семье мормонов в консервативном штате Юта, но теперь он – атеист. Но родители были преподавателями, поэтому поощряли его любопытство.

Карьера Торна быстро развивалась. Получив ученые степени в Калтехе и Принстоне, он вернулся в Калтех, где стал одним из самых молодых штатных профессоров. Он уехал из Юты тощим эксцентричным мормоном, прячущим стеснительность за бородой библейского пророка, а к 30 годам стал мировым экспертом по гравитационной астрофизике и теперь отдавал предпочтение джинсам, черному кожаному пиджаку и хипстерской эспаньолке.