Гонка за Нобелем. История о космологии, амбициях и высшей научной награде

Присоединяйся и слушай!

«Я слышал, вы любите играть в теннис». Это была осень 2000 года. Прошло всего несколько месяцев с тех пор, как меня выгнали из Стэнфорда, и я обосновался в Пасадене. И вот наконец-то я набрался смелости, чтобы завести разговор с д-ром Джейми Боком. Высокий, блестяще образованный, с длиннющим послужным списком, он вызывал у меня робость. Он выглядел как президент какого-нибудь студенческого братства на Восточном побережье — во всех своих появлениях, вплоть до роскошного спорткара Mazda Miata, на котором приезжал в Калтех.
После окончания Университета Дьюка Бок поступил в аспирантуру Калифорнийского университета в Беркли, где в лаборатории Эндрю Ланге построил небольшой космический телескоп. После этого, оказавшись в подвешенном состоянии между постдоком и профессором, он принял предложение стать научным сотрудником в Лаборатории реактивного движения НАСА. К сожалению, главным препятствием на его пути к преподавательскому месту в Калтехе был сам Ланге. Большинство университетов, даже таких богатых, как Калтех, не могут позволить себе держать двух профессоров, работающих над одним и тем же проектом. Таким образом, Бок, вынужденный ежегодно подавать заявки на финансирование и, по-видимому, не имеющий шансов получить постоянное преподавательское место в Калтехе, оказался в незавидном положении.
Но Бока, похоже, это не напрягало. Он обожал свое дело. Не будучи генератором идей, как Ланге, он был техническим гением: Бок мог найти самое технологичное и элегантное решение, какую бы задачу перед ним ни поставил Ланге. Он был, как Стив Возняк при Стиве Джобсе, мастер-виртуоз и незаметный труженик.
Когда я с ним познакомился, Бок уже был легендой в сообществе экспериментальных космологов. Он был ключевой фигурой во многих успешных экспериментах Ланге, включая эксперимент BOOMERanG, подтвердивший плоскую форму Вселенной. BOOMERanG принес Ланге всемирную известность, а также, на мою удачу, привел его с лекцией в Стэнфорд в тот самый момент, когда я стоял на перепутье. Хотя именно Бок разработал гениальную конструкцию паутинных болометров, как вы могли догадаться, бо́льшая часть славы досталась именно Ланге.
Итак, в 2000 году BOOMERanG подтвердил предположения теоретиков о том, что наша Вселенная лишена кривизны — это означало, что либо Вселенная была идеально плоской изначально, либо стала такой под действием какого-то механизма наподобие инфляции. Проект BOOMERanG и открытия COBE об однородности Вселенной означали, что все низко висящие фрукты инфляционной модели уже сорваны. Однако до сих пор не было данных, объясняющих, почему наша Вселенная плоская, плодородная и пригодна для жизни. И такими данными могли стать B-моды поляризации, обнаруженные в реликтовом излучении.
Чтобы осуществить эксперимент с реликтом в Калтехе, мне требовалась поддержка Ланге. Хотя на собеседовании я сумел бодро донести до Ланге идею с новым телескопом и произвести на него впечатление, это всего лишь открыло мне двери в его лабораторию. Я находился в некотором роде на испытательном сроке; в конце концов, Ланге узнал обо мне от своей бывшей аспирантки Сары Чёрч всего несколько месяцев назад, после того как она уволила меня из Стэнфорда. Мне еще предстояло завоевать доверие и благосклонность этого корифея экспериментальной космологии. За его внимание шла ожесточенная борьба. Помимо меня в лаборатории Ланге работали еще шесть постдоков, и каждый из нас надеялся однажды получить его благословение: хвалебное рекомендательное письмо — гарантированный билет на постоянное преподавательское место. Мне нужно было выделиться из этой орды постдоков во что бы то ни стало. И я рассчитывал, что в этом мне поможет правая рука Ланге — Джейми Бок.
В старших классах школы я занимался теннисом, но потом забросил его и потерял форму. Вскоре после прихода в Калтех я заметил на столе у Бока теннисную ракетку. Как раз напротив лаборатории Ланге, по ту сторону Калифорнийского бульвара, находилось несколько теннисных кортов, которые вечерами в будни часто бывали свободны. По правде говоря, бо́льшая часть спортивных сооружений в Калтехе обычно пустовала: там было не так много заядлых любителей спорта.
Мы с Боком договорились играть раз в неделю по четвергам. Это была редкая возможность сменить интеллектуальные нагрузки Калтеха с его сверхконкурентной обстановкой на физические. В отличие от многих спортивных состязаний в Калтехе, домашняя команда в лице Джейми Бока почти всегда побеждала. Но я не терял интерес, и он никогда не отменял наши матчи. В перерывах между сетами мы обсуждали мои идеи новых экспериментов.
Через несколько недель мне удалось впервые выиграть матч. Ободренный победой, я беззастенчиво эксплуатировал его страсть к теннису. «Джейми, — сказал я, — что, если попытаться доказать существование первичных гравитационных волн, используя B-моду поляризации реликтового излучения? Разве это не будет самым большим из всех Больших шлемов?»
По-видимому, не желая травмировать мое и без того ущемленное теннисом эго, он не стал сразу высмеивать мою идею. «Ну да, конечно, может быть», — деликатно пробормотал он. Однако я не сдавался. Идея протестировать инфляцию его заинтриговала, но, не будь у меня технической приманки, он бы не попался на мой крючок и мой единственный шанс получить нобелевское золото прошел бы мимо.
Я объяснил ему свои мысли по поводу применения новой технологии, которой занимались он и Ланге. Перед ними стояла задача разработать новые болометры для будущего спутника Planck, которые, в отличие от предыдущих паутинных детекторов, будут чувствительны к поляризации реликта. Эти новые болометры в сочетании с простым телескопом, используемым в эксперименте для моей диссертации (POLAR), могли бы измерять инфляционные B-моды. А главное, там должно быть много важной технической работы.
Я закинул удочку, но мне требовалась помощь. К счастью, почти одновременно со мной в Калтех пришел профессор Марк Каменковски, талантливый молодой физик-теоретик, один из авторов того самого «Руководства по изучению поляризации», которое весь прошлый год не выходило у меня из головы и отвлекало от обязанностей постдока в лаборатории Сары Чёрч. Каменковски помог мне составить несколько графиков, наглядно показывающих эффективность небольшого телескопа в охоте за B-модами.
Предлагаемый мной подход был привлекателен по ряду причин. Именно небольшой преломляющий телескоп позволил Галилею увидеть спутники Юпитера и таким образом получить решающий аргумент для опровержения геоцентризма. Каждый телескоп имеет предельное разрешение, от которого зависит наименьшая величина видимого им астрономического объекта. Разрешение зависит от диаметра линзы или зеркала телескопа и длины световых волн, которые он собирает. Диаметр телескопа для астрономов так же важен, как площадь недвижимости для риелторов, уступая только хорошему месторасположению. Но стоимость телескопов растет пропорционально не их диаметру, а площади, собирающей поверхности, т. е. пропорционально квадрату диаметра. Телескоп диаметром 60 см стоит в четыре раза дороже, чем телескоп диаметром 30 см. Умные астрономы строят телескопы ровно того размера, который позволяет уловить нужные им сигналы, и ни сантиметром больше.
Каменковски помог мне убедить Бока. Теперь нужно было, чтобы Бок помог мне убедить Ланге. Мы придумали, как преподнести идею в духе презентации в лифте: мы сделаем снимок новорожденной Вселенной в первые доли секунды после Большого взрыва с помощью небольшого телескопа-рефрактора, который одобрил бы сам Галилей — наш с Ланге общий кумир. И вот день нашего питча наступил. Едва мы выпалили свое предложение, Ланге прорвало: «Да это будет стоить несколько миллионов!»
Мое сердце остановилось. Ланге был прагматиком, который не покупался на «гениальные» идеи, особенно если те стоили миллионы долларов. Я был сокрушен; моя мечта умерла, не успев родиться. Но тут Ланге вздохнул и добавил: «Но идея хорошая… очень хорошая!» Он клюнул.
Его благословение имело решающее значение. Мы получили добро и приступили к работе. Убедившись, что телескоп действительно способен выполнить возлагаемую на него задачу, я придумал эксперименту броское название: «Фоновое отображение космической внегалактической поляризации» (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization), сокращенно BICEP — бицепс, мышца, необходимая для упражнений под названием «завихрения», как Каменковски, Артур Косовски и Альберт Стеббинс называли вихревой компонент поляризации, широко известный как B-моды.
Нашим вторым приоритетом были деньги. В отличие от Галилея, который ревностно оберегал свое изобретение от широкой огласки, у нас была противоположная задача: нам требовалось внимание. Первую заявку на финансирование мы с Ланге и Боком подали в 2002 году. Президент Калтеха (и лауреат Нобелевской премии по физиологии/медицине) Дэвид Балтимор стал нашим Козимо Медичи, согласившись профинансировать наш проект из средств президентского дискреционного фонда. Я абсолютно убежден, что без его финансовой поддержки наш эксперимент никогда бы не состоялся; астрономы привыкли считать, что чем больше телескоп, тем лучше. Наш эксперимент бросал вызов этой парадигме и казался слишком умозрительным, чтобы более консервативные федеральные агентства были готовы разделить этот риск. Вряд ли их стоит в этом винить. Даже Ланге часто шутил, что поиск B-мод поляризации в реликтовом излучении может оказаться охотой за призраками.
Вскоре после того, как мы получили финансирование, Ланге отправил меня в «рекламный тур», чтобы привлечь внимание к проекту BICEP. Он даже заставил меня поехать в Кону на Гавайи, где проходила астрономическая конференция. Это путешествие вылилось в мою первую научную статью, где впервые с момента открытия Йеркской обсерватории больше века назад описывалась новая конструкция рефрактора.
Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий