Хайно Фальке – Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы (страница 47)

До сих пор команда визуализации работала только с данными моделирования и данными калибровочной группы. Но теперь все серьезно. Теперь им передали измеренные и настроенные нотные записи из симфоний M87 и Sgr A*. Напряжение невероятное: на что будет похожа наша черная дыра? Мы чувствуем себя, как дети рождественским утром. Под елкой лежит несколько огромных подарков, и теперь их следует развернуть. Но это подарки особого рода: развернуть их можно только один раз. Второго раза не будет. В науке разворачивание – оценка данных – это тоже эксперимент. И тот факт, что оценку выполняют люди, может повлиять на результат.

Чтобы разворачивать подарок независимо друг от друга, группа оценки делится на четыре подгруппы[171]. Я со своими аспирантами Сарой, Майклом и Фриком Рулофсом в команде II. Нашу команду, распределенную по трем континентам, возглавляют Сара и японский коллега Казунори Акияма.

Чтобы обеспечить независимость результатов каждой из команд, всякое общение между подгруппами запрещено. И, естественно, никому не позволено демонстрировать полученные изображения кому‐то вне EHT. Мы хотим быть абсолютно уверены, что утечек нет. Но, должен покаяться, я все же показываю изображения своей жене.

Расписание у групп визуализации очень жесткое. Ночью, 6 июня 2018 года, данные измерений для M87 и Sgr A * переданы всем четырем командам. Все очень взволнованы. Аспиранты немедленно приступают к анализу данных. Сначала каждый из них работает над изображением, порученным именно ему (или ей). Я в это время опять нахожусь в Соединенных Штатах, на конференции Американского астрономического общества, где рассказываю о нашей лунной радиоантенне. Я стараюсь скрывать волнение и втихомолку поддерживаю связь с Фриком и остальными. Этой ночью по всему миру появились первые изображения черной дыры. Никто не знает, кто был первым, да это и неважно. Пока я сижу в самолете, летящем обратно в Германию, дело продолжает двигаться вперед. Во время полета из Денвера мое внутреннее напряжение становится почти невыносимым. На борту в развлекательной программе я обнаружил короткое обучающее видео с Кэтрин Боуман. “К тому моменту как я приземлюсь, это уже будет неактуально”, – тихонько улыбаясь, думаю я. Когда наконец самолет останавливается на взлетно-посадочной полосе во Франкфурте, я вытаскиваю из кармана смартфон, чтобы взглянуть на изображения, построенные моей группой. Долгожданный гость вот-вот появится.

Мое эмоциональное состояние напоминает состояние героя-любовника в конце душещипательного романа позапрошлого века. Изображение – моя далекая возлюбленная. Я ждал десятки лет, зная о ее любви только благодаря пылким письмам, которыми мы часто обменивались. Хотя я никогда не видел свою возлюбленную, у меня в голове сложился ее четкий образ. Это – долгожданная гостья. И она должна вот-вот появиться. Взгляд на первое изображение сравним с первым взглядом в лицо возлюбленной, когда открывается дверца подъехавшей кареты. К радости ожидания примешиваются страх и тревога. Не подвело ли меня воображение? Может, это только мои фантазии? Что если реальность окажется гораздо грубее и уродливее? Что если ее вид оставит меня холодным? Но карета уже остановилась… дверца распахнулась.

Стараясь унять легкую дрожь, я открыл присланный мне Фриком файл специального формата, который используют астрономы[172]. Я в Германии, в междугородном скоростном поезде; передо мной мой ноутбук. Оглядываюсь исподтишка: остальные пассажиры не обращают на меня ни малейшего внимания. Окошко на экране наконец открывается, и я вижу нечто серое и нечеткое. Увеличиваю изображение, подстраиваю контраст, выбираю свою любимую, самую яркую цветовую шкалу… и вижу ее. Незамкнутый круг? Лошадиная подкова? Нет, скорее это что‐то вроде трех четвертей кольца. Ну разве она не красавица?!

Я не могу оторваться, не могу налюбоваться. Она пленительно нова, но в то же время выглядит так привычно, как если бы мы знали друг друга давным-давно. С час я парю в облаках, а затем опять становлюсь скептиком. Это был только мимолетный взгляд. А какой она покажется мне завтра? И даже если мое первое впечатление подтвердится, надо еще очень многое сделать, чтобы установить отношения. Будут ли они долговременными? До свадьбы пока далеко.

Вскоре приходит мейл от Казунори Акияма. На завтра он планирует телеконференцию с нашей командой – необходимо сравнить свои изображения с чужими. Казунори втолковывает нам, что перед отправкой файлов с изображениями их следует защищать паролем. Он тоже невероятно возбужден, о чем и сообщает словами: “Ууууу! Я не мог спать всю ночь”. Я бы предпочел отправиться прямиком в Неймеген и поговорить со своими студентами, но сейчас мне предстоит сделать доклад на конференции TEDxTalk[173] в университете Ахена. До начала заседания я прокрадываюсь в подсобку и, забившись в щель между стульями и коробками с едой, рассматриваю черные дыры, одну за другой. Какое облегчение! На каждом изображении виден круг. Итак, это все же не мои фантазии! Во время своего выступления рассказать о наших результатах я не могу. Доклад уже устарел, но делаю я его с упоением[174].

В конце июля в Бостоне в Гарвардском университете на чрезвычайно важном семинаре, посвященном визуализации[175], собралось более пятидесяти коллег, представляющих все сообщество EHT. Цель семинара – показать свои изображения: сначала калибровочных источников, а затем и M87. Семинар проходит в середине летних каникул. Мы с женой отдыхаем на Балтике. Но у меня никак не получается полностью отключиться от дел: ожидая последних новостей, я целыми вечерами не могу оторваться от телефона. На изображениях остальных трех групп тоже видны кольца. Теперь они не вызывают удивления, но – чрезвычайно обнадеживают. Юношеская любовь, такая пылкая и такая загадочная, наконец представлена семье влюбленного и сразу признана своей.

Теперь члены ученого совета EHT должны принять решение, что делать дальше и публиковать ли изображение. В течение лета стало понятно, что обработать и проанализировать данные наблюдений Стрельца A* гораздо сложнее. Поэтому сейчас речь идет только о результатах, относящихся к галактике M87. “Давайте сначала разберемся с тем, что легче”, – предлагает мой уважаемый коллега и вице-президент научного совета Джефф Бауэр.

Массивный монстр в M87 идеально подходит для наших целей: даже если поток раскаленной плазмы движется вокруг черной дыры со скоростью, близкой к скорости света, из‐за ее невероятных размеров требуется несколько дней или даже недель, чтобы газ совершил полный оборот. Мы потратили около восьми часов, пытаясь сделать снимок черной дыры в M87 с помощью глобального телескопа. И все это время она, как отъевшаяся медведица во время зимней спячки, оставалась практически неподвижной. С другой стороны, радиоисточник Стрелец A* в центре Млечного Пути меньше M87 в тысячу раз. Это значит, что частота вращения горячего газа в тысячу раз больше и во время съемок его нельзя считать неподвижным: он ерзает и прыгает, как непоседливый двухлетний ребенок на собственном дне рождения. Каждая фотография с длинной выдержкой оказывается в той или иной степени размыта, и получить четкое изображение из данных наших измерений гораздо труднее.

После семинара в Гарварде работавшие вслепую подгруппы визуализации расформировываются. Теперь уже вся команда целиком начинает все с самого начала. Мы приблизительно понимаем, как выглядит радиоисточник M87. Настало время, когда компьютеры должны выявить самые лучшие из всех возможных изображений. “Помериться силами” предстоит трем хорошо зарекомендовавшим себя, проверенным алгоритмам[176]. Команды имитируют дополнительные РСДБ-данные, обманчиво похожие на реальные, но тем не менее служащие прообразом других изображений. Некоторые из них – кольца, некоторые – диски, а другие – просто две кляксы. Данные автоматически обрабатываются алгоритмами, и команда визуализации выдает тысячи изображений. На конечном этапе максимально точно подбираются значения параметров, одинаково хорошо воспроизводящих все смоделированные изображения, включая и те, где посередине нет тени. Если выбрать алгоритм, хорошо реконструирующий только кольца, то мы будем просто сами себя обманывать.

Только теперь наша команда готова использовать три отобранные алгоритма с обновленными параметрами при обработке реально измеренных данных для M87. В итоге мы получаем три слегка различающиеся, но четкие изображения. Я никак не ожидал, что снимки будут такими красивыми. На них виден светящийся красный круг с темным пятном посередине. Цвет не случаен; он обусловлен теоретическими результатами нашей старой статьи о тени черной дыры. Коллега из Аризоны[177] немного скорректировал и подправил цветовую гамму. Увидеть радиочастотное излучение невозможно, но после публикации нашего изображения красное свечение будет ассоциироваться с черными дырами. Потом даже NASA стало использовать красный цвет для компьютерной анимации черной дыры[178]. Когда позднее я рассказал историю окрашенных в красный цвет радиоволн композитору Лотару Коссе, автору современной христианской музыки поклонения и прославления, он с восторгом сказал: “Я вижу цвета, о которых даже не подозревал”. Думаю, сказано очень точно.