Говерт Шиллинг - Складки на ткани пространства-времени [Эйнштейн, гравитационные волны и будущее астрономии] [litres]

Трудно поверить, что до второй половины 1980-х гг. Virgo существовала только в виде идеи, особенно если вспомнить, как долго шел к началу реализации проект LIGO. Опять-таки это огромное преимущество европейцев – они не первые. США уже давно ведут масштабные исследовательские работы.

Итальянские физики – опытные охотники на гравитационные волны. В начале 1970-х гг. Эдоардо Амальди и Гвидо Пиццелла построили первый чувствительный антенный детектор, желая проверить заявления Джо Вебера. Их группа в лаборатории Фраскати Национального института атомной физики (INFN) возле Рима сотрудничала с командой Хайнца Биллинга из Института Макса Планка в Мюнхене. Они не получили убедительных результатов, но, возможно, добьются большего с помощью лазерной интерферометрии.

Во всяком случае, так думал специалист по физике элементарных частиц Адальберто Джадзотто, который был экспертом по сейсмоизоляции. В 1980-е гг. он объединил усилия с Аленом Брилле из Национального центра научных исследований Франции (CNRS), который знал все об оптике и лазерах. Вместе они выдвинули идею детектора Virgo – европейского ответа LIGO. Официальное предложение на проект INFN/CNRS было подано французскому и итальянскому правительствам в 1989 г., перед тем как Робби Фогт завершил работу над первоначальной заявкой на LIGO для Национального научного фонда.

Название Virgo не является аббревиатурой. Детектор назван в честь скопления галактик в созвездии Девы. Скопление Девы находится в 50 млн св. лет; Джадзотто и Брилле вознамерились построить детектор, который сможет регистрировать волны Эйнштейна, вызванные слиянием нейтронных звезд даже на таком расстоянии.

Virgo должна была иметь сопоставимую с LIGO чувствительность, несмотря на укороченные плечи интерферометра. Но европейцы хотели построить детектор, восприимчивый к более низким частотам за счет лучшего подвеса зеркал. Масштабную многоуровневую систему подвеса разработал Джадзотто. Рабочий прототип был завершен в 1987 г. в лаборатории INFN в Пизе. Теперь он выставлен в вестибюле главного здания Европейской гравитационной обсерватории.

Virgo была не единственным европейским проектом. В Германии в конце 1980-х гг. имелись планы строительства трехкилометрового интерферометра, в 100 раз превышающего 30-метровый прототип Хайнца Биллинга. Биллинг вышел на пенсию в 1989 г., но его новаторскую работу продолжил Карстен Данцманн. Биллинг, тогда 75-летний, был убежден, что рано или поздно усилия его преемника увенчаются успехом. «Герр Данцманн, – сказал он, – я доживу до того момента, когда вы найдете эти волны» [54] Я посетил Институт Альберта Эйнштейна в Ганновере (Германия) и взял интервью у Карстена Данцманна и Брюса Аллена 4 и 5 августа 2016 г. .

Немцы объединились с экспериментаторами из Глазго (Шотландия) и теоретиками из Кардиффа (Уэльс). Они назвали будущий интерферометр GEO – German-English Observatory. Сегодня Данцманн признает, что они по незнанию здорово сглупили: Шотландия и Уэльс – части Великобритании, но, разумеется, не стоит называть шотландца и валлийца англичанином. Вскоре GEO стало расшифровываться как «Гравитационная европейская обсерватория», хотя полное название практически никогда не используется.

Летом 1990 г. казалось, что проекту стоимостью €100 млн вот-вот будет дан зеленый свет. Однако в следующие два года GEO тихо зачах из-за падения Берлинской стены и последующего объединения Восточной и Западной Германии. Львиная доля расходов нового правительства на науку была направлена на реорганизацию в бывшей ГДР. На крупные новые инициативы просто не осталось денег. К 1992 г. стало ясно, что у GEO нет будущего, по крайней мере в первоначальном виде.

Новые возможности появились, когда Данцманн переехал из Мюнхена в Ганновер, столицу германской земли Нижняя Саксония. В Ганноверском университете знаменитый физик-лазерщик Герберт Веллинг занимался реорганизацией физического факультета, и эксперименты в области гравитационной физики стояли у него в списке приоритетов. В 1993 г. он пригласил Данцманна для разработки новой программы, частично финансируемой фондом «Фольксваген» – немецкой автомобилестроительной компании со штаб-квартирой в Нижней Саксонии. Довольно скоро проект GEO вернули на рассмотрение, хотя и в гораздо менее масштабном и дорогом варианте.

Проект Virgo был одобрен в 1993 г. и первоначально оценивался в €75 млн. Строительство началось через три года. Проект GEO600 – в новом названии была отражена уменьшенная до 600 м длина плеча – стоимостью €10 млн стартовал в 1994 г., а строительные работы по нему начались в 1995 г. за южной окраиной Ганновера. Европейцы взяли быстрый старт.