Блюз черных дыр и другие мелодии космоса - Жанна Левин

В понедельник, 14 сентября 2015 года, детекторы были еще не вполне готовы к измерениям.

Эксперимент планировали начать в 8:оо утра, но первый научный запуск для сбора физических данных, Qi, перенесли на следующую неделю. Во время сбора физических данных детектор остался бы заблокированным, и все это время не допускались бы никакие вмешательства в его работу. Вместо этого было решено продлить время инженерного запуска ER8, предназначенного для тестирования системы и внесения последних изменений в ее работу. Главными приоритетами инженерного запуска были: улучшение стабильности работы детектора, удержание детектора в закрытом состоянии, получение сигналов, оповещающих о регистрации гравитационных волн. Такие сигналы ищутся в потоке данных автоматически с помощью специальных алгоритмов. К этому моменту еще не все было готово для автоматического оповещения партнеров, проводящих одновременно наблюдения с помощью телескопов и спутников, о том, чтобы они попытались обнаружить источник гравитационных волн в оптическом диапазоне. Сами интерферометры были готовы к сбору данных, но на отладку алгоритмов выделили дополнительную неделю, в течение которой допускалось вмешиваться в работу детекторов.

В это время года обычно ветрено, и из-за бури, надвигавшейся то ли со стороны Алеутских островов, то ли с Залива, то ли с полуострова Лабрадор на востоке Канады, уровень колебаний почвы был достаточно высоким. Сотрясения могли привести к остановке эксперимента. Проблемы возникали на обеих площадках, однако на LHO детектор удалось закрыть 13 сентября, ранним воскресным вечером. А вот на LLO тесты проводились до глубокого вечера, и завершены они были только в час ночи в понедельник. В те выходные Рай сражался на LLO с источником радиопомех. Он вспоминает: “К счастью, жена позвала меня домой”. Тесты на LLO продолжались еще какое-то время, но поздно ночью отчаявшиеся экспериментаторы все же решили их прекратить. В понедельник утром интерферометр был наконец закрыт.

Детекторы спокойно записывали данные всего лишь час: в 2:50 утра на LHO и в 4:50 утра на LLO они зафиксировали всплеск. В центре управления каждого из детекторов тогда дежурило по одному оператору, и никто из них ничего не услышал. Сигнал был слишком кратким для того, чтобы его зафиксировало человеческое ухо.

Автоматизированный алгоритм нашел это событие за триста секунд и беспристрастно задокументировал его как стоящее внимания. Но потенциальные “кандидаты в события” появляются довольно часто, поэтому экспериментаторы, проснувшиеся утром в Европе и привычно проверившие поступившие данные, особого внимания на случившееся не обратили. Они спокойно связались по телефону с дежурными в обеих обсерваториях и поинтересовались состоянием установки. Операторы подтвердили: все нормально.

В течение некоторого времени детекторы записывали фоновый шум – до тех пор, пока эксперимент не был остановлен сразу на двух площадках. К тому времени, как Майк Лэндри начал свой рабочий день и проверил записи в журнале, о ночном событии уже поползло множество слухов и домыслов. В первую очередь Майк подумал, что это был так называемый “тестовый сигнал” – ложный сигнал, который без предупреждения добавляют в данные, чтобы проверить готовность эксперимента вовремя реагировать на реальный сигнал гравитационных волн. Несколько разочарованный действиями группы, проводящей инжектирование тестовых сигналов и состоявшей из трех специально отобранных для этих испытаний ученых, Майк подумал: “Что же они творят? Мы еще не готовы”. Как обычно по понедельникам, он отправился в LHO на совещание, начинавшееся в 8:30 утра. Там он встретил одного из членов той группы. Воспользовавшись выпавшим шансом, Майк задал осторожный вопрос: “А что, в нынешней фазе работы эксперимента предусмотрен впрыск ложных сигналов?” Уважая внутренние правила, которые обеспечивают анонимность, он не мог спросить коллегу напрямую. Группа отказалась бы подтверждать или опровергать что-либо. Но он спросил иначе, спросил, достигли ли они уже той стадии работы эксперимента, когда предусмотрено добавление в данные ложных сигналов. Коллега, несколько разволновавшись, коротко ответил: “Нет”.

– Вы проводили тест с ложными сигналами?

– Нет.

– Проводились ли какие-то запланированные тесты?

– Нет.

Может, дело в неточной формулировке? Майк сделал несколько попыток перефразировать свой вопрос, но потом спросил напрямую:

– Так вы проводили хоть какой-то тест?

– Нет.

И Майк подумал тогда: “Значит, это не учебная тревога!” И вот теперь он говорит мне: “Как только я это понял, по спине у меня побежали мурашки”.

В 9:00 Майк присоединился к видеоконференции, еженедельно проводившейся в международном научном сообществе. К этому времени появилось уже немало предположений о природе зарегистрированного сигнала. Джейми Роллинс, например, вспоминает: “Я был настроен весьма скептически”. Стоя перед камерой, Майк пытался дозвониться до Габи Гонсалес в LLO. Наконец он объявил всем участникам конференции:

– Нет, это не было ложным тестовым сигналом!

Алан Вайнштейн из Калифорнийского технологического института попросил:

– Майк… вы не могли бы повторить свои слова?

В середине декабря 2015 года я получила письмо от Дэвида Рейце, директора LIGO. В теме значилось: “КОНФИДЕНЦИАЛЬНОЕ сообщение о LIGO”. Я узнала, что “14-го сентября оба интерферометра LIGO зарегистрировали сигнал, соответствующий слиянию двух черных дыр с массой около тридцати масс Солнца”. Далее там было написано вот что: “В течение последних трех месяцев LSC и Virgo тщательно проверили этот сигнал и пришли к окончательному выводу, что нами сделаны первые прямые измерения гравитационной волны и что мы впервые наблюдали слияние двух черных дыр”. Письмо подписали Дэйв, Рай и Кип. “Подчеркиваем, что никакая информация об этом обнаружении не должна стать достоянием общественности до публикации научной статьи, которая, как мы надеемся, появится в феврале”. Я и не собиралась никому говорить об этом. Но письмо меня поразило. Несколько следующих часов я провела, пытаясь вообразить себе столкновение двух черных дыр, сотрясающее пространство-время и посылающее в нашу сторону звуковой сигнал; я пыталась осознать и поверить.