Педро Феррейра - Идеальная теория. Битва за общую теорию относительности

Оглядываясь на 1919 год, остается изумляться глубине развития идей Эйнштейна и Эддингтона. Простая гипотеза об отклонении света искривленным пространством-временем, ставшая ключом к проверке теории Эйнштейна, теперь, девяносто лет спустя, превратилась в один из самых мощных астрономических инструментов. Последние двадцать лет мы изучаем нашу Вселенную, наблюдая за тем, как пространство-время искажает свет. Наблюдение за звездами соседних галактик и ожидание момента, когда их свет внезапно сфокусируется, проходя мимо темного тяжелого объекта, позволяет искать темную материю. Крупицы темной материи, если они существуют, сыграют ту же самую роль, которую Солнце играло в эксперименте Эддингтона, искривив путь звездного света и сфокусировав его как линза. В большем масштабе мы пользуемся этим эффектом для наблюдения за скоплениями — группами от десятков до сотен галактик. Погруженные в пространство-время, эти тяжеловесы создают гигантские искажения, рассеивающие и выравнивающие свет удаленных галактик. Искривления и сдвиг их света дают современным астрономам возможность оценивать вес скоплений.

Зачем же на этом останавливаться? С типичной гордыней астрономы, космологи и релятивисты сосредоточились на составлении карт искажений пространства-времени до границ области наблюдений. Изучая эти срезы Вселенной и влияние пространства-времени на свет таких галактик, можно детально описать вид пространства-времени вокруг нас. Подняв на новый уровень идеи Эйнштейна и Эддингтона, мы изучим Вселенную, поняв, из чего она состоит и действуют ли в ней разработанные к настоящему моменту законы поведения пространства-времени.

В дни торжеств на острове Принсипи у всех на устах были имена Эйнштейна и Эддингтона. На этом затерянном в океане крошечном острове вряд ли стоило спрашивать окружающих, понимают ли они, о чем идет речь. Местные и приезжие высокопоставленные гости торжественно кивали, но это ничего не значит. Во время церемонии вокруг бегали дети и подростки. Они не очень понимали, что здесь происходило, но, разумеется, слышали про Эйнштейна. Некоторые даже знали про известного англичанина Эддингтона, который приезжал сюда много лет назад. Но все уверены, что их маленький остров заслуживает известности.

Толпа, присоединившаяся к этому странному экзотическому празднику, стала для меня еще одним причудливым признаком универсальности и демократичности теории Эйнштейна. Заумная, а порой и неразрешимая теория в то же самое время вполне доступна и легко выразима сжатым набором уравнений. История общей относительности охватывает многие континенты, а состав действующих лиц является действительно международным. Британский астроном, русский метеоролог, бельгийский священник, новозеландский математик, немецкий солдат, индийский вундеркинд, американский эксперт по атомным бомбам, южноафриканский квакер и многие другие оказались сведенными вместе элегантностью и мощью теории Эйнштейна.

Той ночью мы раздали телескопы и все вместе смотрели на звезды. Небо захватывало, предлагая глубже вникнуть в теорию Эйнштейна. Я думал о том, как эта теория двигает нас ко все более масштабным космическим исследованиям. Новое открытие может произойти на юге Африки или в австралийской пустыне, где в современных телескопах используются последние, наиболее мощные технологии XXI века.

Эддингтон пользовался оптическим телескопом, инструментом с линзами, окуляром и фотопластинкой, сейчас же для наблюдений применяются радиоантенны и тарелки. Радио уже много сделало для общей теории относительности, но сейчас мы готовы шагнуть дальше, чем когда-либо мечталось. Возникла идея построить десятки тысяч антенн, рассеянных на расстоянии сотен и тысяч километров. Такой интерферометр, известный как Квадратная километровая решетка, так как общая приемная зона всех антенн должна составить квадратный километр, будет поддерживаться одним, а возможно, двумя континентами. Часть телескопов расположится на просторах Западной Австралии, другая часть усеет юг Африки. Ядро этого монстра должно находиться в регионе Карру, но часть тарелок распределят по таким странам, как Намибия, Мозамбик, Гана, Кения и Мадагаскар. Это будет настоящий континентальный африканский проект. И как Эддингтон на Принсипи установил корректность общей теории относительности. Квадратная километровая решетка позволит с беспрецедентной точностью проверить эту теорию в космологических масштабах. Она покажет, существуют ли места, в которых теория перестает работать. Она сможет зарегистрировать неуловимые гравитационные волны, которые все еще ждут своего открытия. Возможно, она даже прояснит природу печально известной темной энергии, которая, кажется, укрепилась в текущей модели Вселенной.