Как частная корпорация убила радиоастрономию в 30-е
Наверное, каждый в юности мечтал о великом открытии. Ну там, доказать теорему Ферма, найти новый астероид (это, кстати, вполне реально) и утереть нос всем этим скучным профессорам. Мировая слава, как же. Иногда такой "бац" действительно случается, и ты что-то открываешь или доказываешь. Но даже после этого всё может пойти не по плану, и до лавров первооткрывателя можно просто не дожить. Вот как раз об этом и пойдет речь — об одном из самых известных случаев, когда дилетант наткнулся на нечто фундаментальное, но мир этого не оценил.
В Нью-Джерси на картофельном поле медленно вращалась странная конструкция, похожая на первые бипланы. Она стояла на колесах от Ford Model T. Это тридцатиметровое чудо инженерной мысли (дух гаражной сборки у радиоастрономов жив до сих пор) было направленной радиоантенной. Ее построил молодой инженер из Bell Telephone Laboratories по имени Карл Янски.
Тут стоит покаяться: с «неспециалистом» я немного слукавил. Наш герой родился в 1905 году в семье чешских иммигрантов (не поляков, как кто-то мог подумать), а в 1927-м окончил университет Висконсина со степенью бакалавра по физике. Вот такой вот «человек со стороны». Уже в 28-м он устроился в Bell Labs.
Чтобы загладить вину, подкину мякотки для студентов, которые грезят о скором успехе: работа, о которой пойдет речь, была буквально его первым заданием. Он начал её в 28-м и тянул аж до 1935-го. Чувствуете уровень? Первая работа, хоть и единственная, но её уже хватило, чтобы в честь парня, помимо прочих регалий, назвали внесистемную единицу измерения. Продолжим описывать происходящее. Надо бы пояснить, зачем он тыкал антенной с приемником в небо.
В рамках проекта трансатлантического радиотелефона нужно было изучить помехи от естественного радиофона. После нескольких месяцев наблюдений Янский выделил несколько типов шумов:
- От близких гроз
- От далеких гроз
- Слабое шипение неизвестного происхождения
Как любой приличный человек, он начал выяснять природу этого шипения. Сначала максимум сигнала ловился по направлению на Солнце, потом сместился — источник явно находился дальше. Но были и другие свойства: жесткая повторяемость каждые 23 часа 56 минут (звездные сутки, то есть период вращения Земли). Значит, объект был жестко закреплен на небе.
Карл Янский на грубом рисунке Небесной Сферы поясняет, куда на самом деле смотрит его антенна
Карл посмотрел, поосознавал, куда направлен его приемник, и остановился на центре нашей галактики в созвездии Стрельца. Что он выяснил? Что центр галактики прям СИЛЬНО светит в радиодиапазоне. Сейчас уже понятно: этот мощнейший «фонарик» — сверхмассивная черная дыра Saggitarius A* (звездочка в нотации обозначает компактный объект-радиоисточник).
Та самая черная дыра Sagittarius A* в объективе Event Horizon Telescope
Вот, собственно, и весь научный результат. Янский его опубликовал: сначала в человеческой прессе вроде New York Times, а потом и в рецензируемых журналах.
Список публикаций
Прогремели еще несколько интервью — и для газет, и для радио. Самое важное для последующего сюжета — доклад 3 июля 1935 года на National Convention of the Institute of Radio Engineers в отеле Statler в Детройте.
Но с дальнейшей разработкой непаханного поля, во всех смыслах, по ряду причин не задалось. Первая — Великая Депрессия. Из-за неё обсерватории боялись вкладываться в новое и странное. Оказывается, даже публикаций в Nature бывает недостаточно.
Вторая причина поинтересней и раскрывает наш заголовок. Когда Карл пришел к начальству с предложением построить новую антенну побольше, параболической формы (как у всех приличных телескопов — радиоволны, тоже свет, подчиняются тем же законам), и продолжить исследования, ему доступно объяснили: конторка-то частная. Всё, что было нужно — что естественный радиофон не помеха для их трансатлантического телефона — Янский уже выяснил. А где там в галактике светит — им побоку. Вот так радиоастрономия на некоторое время и загнулась.
Янский больше астрономией не занимался, жизнь вел вполне счастливую. Одно плохо — умер рано, в 44 года (14 февраля 1950-го) от болезни то ли почек, то ли сердца. А если бы не умер, имел бы все шансы на нобелевку. Потому что ловить радиосигналы от пульсаров начали уже в пятидесятые (например, PSR B0329+54 в 1954 году), а поняли, что это такое, лишь к концу шестидесятых.
(Радиоастрономию надо любить хотя бы за такие фотографии)
Что я хотел этим сказать? Радиоастрономия начала давать фундаментальные астрофизические данные еще почти при жизни Карла. Теперь надо разобраться, почему это круто, благодаря кому работы в этой области продолжились и кому сказать спасибо. Ну казалось бы — светит и светит, у нас есть нормальные телескопы, чтобы смотреть на звезды. Как бы не так!
Во-первых, специфика астрономической науки в том, что по сравнению с более приземленными областями знания, данных ВСЕГДА КРИТИЧЕСКИ НЕ ХВАТАЕТ. Поэтому если есть возможность смотреть на объект в ином диапазоне, на него смотрят. Кроме того, огромное количество штук светят либо только на этих длинах волн (многие пульсары), либо заслонены чем-то, что пропускает лишь радио (длинные волны гораздо лучше проходят через препятствия). Пример: тот же центр Млечного пути заслонен пылевым облаком, в оптике мы его видим плохо. А в радио — отлично.
Еще можно упомянуть квазары и блазары — это активные ядра галактик, очень яркие и ОЧЕНЬ далекие радиоисточники. Современная астрометрия, суть которой — точные местоположения и эфемериды (будущие положения), использует их для построения координатной сетки. В этом помогает радиоинтерферометрия: она позволяет создать квазителескоп размером в тысячи километров (в оптическом диапазоне такое тоже бывает, но характерные удаления — метры или десятки метров, как у телескопа KEK). Итог — просто фантастическое угловое разрешение. Так что вся современная астрометрия — это либо GPS, либо радиоинтерферометрия. И это лишь малая часть, которая пришла на ум сразу. Великость открытия теперь будем считать очевидной. Ну и в довесок: черные дыры фотографируют именно массивами радиотелескопов.
Осталось назвать реципиентов нашей коллективной благодарности за продолжение дела Янского — Джона Крауса и Грота Ребера. Оба были на том самом докладе 1935 года, поэтому я про него и говорил. Но про них, может быть, потом.
В общем, история с радиоастрономией в 30-е — это классический пример того, как корпоративные интересы могут перечеркнуть научный прорыв. Казалось бы, вот она, новая эра изучения космоса, но нет.