Ещё

Aeon (Великобритания): огибая Вселенную 

Aeon (Великобритания): огибая Вселенную
Фото: ИноСМИ
Обычно, когда ученые проверяют ту или иную теорию, им удается держать ситуацию под контролем. Однако в 1919 году, на исходе Первой мировой войны, британский астроном и физик сэр Артур Стэнли Эддингтон (Sir Arthur Stanley Eddington) такой роскошью похвастаться не мог. Он собирался проверить теорию относительности в ходе солнечного затмения, которое можно было наблюдать лишь в нескольких тысячах миль от ближайшей лаборатории, обеспечивавшей точные измерения. Это было непросто. «Отправляясь в путешествие, чтобы понаблюдать полное солнечное затмение, астроном прерывает размеренное течение своей работы и вступает в жестокую игру с судьбой», — писал молодой Эддингтон. В его случае обеспечить полноценный контроль за ситуацией было еще труднее — из-за коварной погоды и войны.
Положение Эйнштейна также отличалось крайней неустойчивостью. В Берлине, привычном ему научном пространстве, воцарялся все больший хаос. Его лекции по теории относительности пришлось отложить из-за нехватки угля для обогрева университетских аудиторий. Временно находясь с лекциями в , Эйнштейн и там не обнаружил особого интереса к своей работе; на его лекцию об относительности записалось всего 15 студентов — и университет отменил мероприятие.
По Берлину трудно было понять, что война завершилась, к тому же истинный мир был возможен только после того, как воюющие страны договорятся о заключении соглашения, имеющего обязательную силу. В ходе переговоров обсуждалось создание Лиги Наций, а также разделение Африки и Ближнего Востока на новые колониальные владения. Пока ученые проводили свои исследования, победившие империи прибирали к рукам все новые земли.
Эти новые границы империй имели огромное значение для астрономов, планировавших экспедиции для наблюдения солнечного затмения в мае 1919 года. Первым шагом для Эддингтона и его коллеги, физика и астронома Фрэнка Уотсона Дайсона (Royal Frank Watson Dyson), было просто выяснить, где и когда можно увидеть затмение. Зона тотальности — место, с которого видно, как Луна полностью закрывает Солнце — обычно имеет несколько тысяч миль в ширину, однако затмение можно наблюдать только в течение нескольких минут (и то если вам повезет). Тень Луны проносится по поверхности Земли со скоростью более тысячи миль в час, и астрономы со своими телескопами и камерами должны оказаться в нужном месте в нужное время. Путь тотальности тянулся через Южное полушарие от Африки до Южной Америки. На выбор места для проведения наблюдений влияло множество факторов: насколько благоприятная погода в это время года? Насколько низко в небе будет проходить затмение? Имеются ли в этой местности пароходные и железнодорожные сети для перевозки астрономов и их тяжелой техники? Есть ли поблизости телеграфная станция?
В конечном итоге Дайсон и Эддингтон решили, что лучше всего отвечают этим условиям два места по разные стороны Атлантики — в распоряжении у каждого ученого будет около пяти минут тотальности. В одном из этих мест — бразильский город Собрал (Sobral) в 80 милях от побережья — было железнодорожное сообщение. Город располагался не совсем в центре зоны тотальности, поэтому период затмения длился на несколько секунд меньше. Однако данный недостаток с лихвой восполняли логистические преимущества. Считалось, что к маю в этой местности заканчивался сезон дождей, хотя поручиться за это никто не мог.
Другим местом наблюдения был выбран Принсипи (Príncipe), остров в 110 милях от западного побережья Африки к северу от экватора. Остров входил в состав имперских владений и славился экспортом какао. Развитая шоколадная индустрия означала, что раз в две недели туда ходил пароход из  и что, скорее всего, на острове имелась инфраструктура европейского типа. Удаленность острова была на руку ученым, поскольку окружающие водные массы обеспечивали более стабильные температуры в течение дня и легкий обзор горизонта.
В 1918 году Дайсону на дорожные расходы была выделена одна тысяча фунтов (по нынешним меркам 75 тысяч долларов). Учитывая военное время, это был весьма внушительный грант — Дайсон решил, что на эти деньги сможет покрыть расходы обеих экспедиций, что являлось важной страховкой на случай непогоды или другого несчастного случая и резко увеличивало шансы на успех.
Договорились, что Эддингтон отправится на Принсипи в сопровождении Эдвина Т. Коттингема (Edwin T Cottingham), часового мастера, который в течение многих лет работал в обсерваториях с Дайсоном и Эддингтоном, поддерживая тамошние хронометры в рабочем состоянии. Тем временем наблюдения в Собрале вел Чарльз Дэвидсон (Charles Davidson), который имел репутацию абсолютного волшебника в обращении с механическими устройствами и научными инструментами. Дайсон мог полностью доверить ему любой механизм.
Оборудование, которое готовил Дэвидсон, включало три тщательно отобранных телескопа. Эддингтону требовались четкие изображения звезд, а не то, к чему обычно стремятся наблюдатели затмения. Поэтому команды решили использовать астрографические телескопы — специально разработанные для получения точных изображений еле заметных объектов. Дайсон пытался достать два телескопа такого рода, которые использовались в ходе предыдущих затмений. Один из них, установленный в , достать было несложно. Другой находился в Оксфордской обсерватории, которой руководил Тернер (H. Turner), самый яростный среди отечественных астрономов противник . Мы не знаем, как Дайсон уговорил Тернера предоставить этот ценный инструмент в распоряжение экспедиции, главной задачей которой была проверка теории Эйнштейна, но каким-то образом ему это удалось.
Даже при наличии соответствующего оборудования такого рода измерения в 1919 году было чрезвычайно трудно осуществить. Поскольку Земля вращается, Солнце в фазе затмения и звезды тоже движутся по небу. Из-за этого, пусть даже речь идет о каких-то секундах, фотографические изображения получаются размытыми. Одним из решений этой проблемы является установка телескопа на ось и медленное вращение его в соответствии с движением Земли. Однако для экспедиции это не самый подходящий вариант: телескопы тяжелые и громоздкие, и их очень трудно передвигать — ненароком можно встряхнуть объектив или изменить наклон и тем самым испортить конечное изображение. Традиционным решением был коэлостат, своего рода «поворотное зеркало», которое Эддингтон уже использовал в прошлом.
Телескоп устанавливают горизонтально и обеспечивают ему устойчивость. Объектив телескопа направляют на зеркало коэлостата, которое регулируется так, чтобы изображение Солнца попадало в центр камеры. А потом во время затмения зеркало можно плавно поворачивать и таким образом сохранять четкое изображение в центре.
В Гринвиче имелся целый набор таких коэлостатов — их уже не раз использовали в экспедициях. К сожалению, эти приборы находились в эксплуатации очень давно, и на них нельзя было положиться. Как правило, модернизация этих приборов была незатейливым, однако довольно утомительным процессом, но первые приготовления к экспедиции происходили в военное время, и для выполнения прецизионной обработки требовалось соответствующее разрешение от Министерства военного снабжения. Так что в качестве резерва исследователи взяли с собой несколько маленьких четырехдюймовых телескопов — на всякий случай.
Участники экспедиций отнюдь не были пассивными наблюдателями, которые в ходе затмения пытаются обнаружить какие-нибудь любопытные явления. Их целью было проверить конкретный прогноз теории относительности Эйнштейна. Эйнштейн предложил взглянуть на звезду, которая, как к