Самая большая ошибка Эйнштейна

Ливитт всегда испытывала приятное предвкушение, когда в Гарвардскую обсерваторию прибывали тщательно упакованные ящики из далекой Арекипы, что в Перуанских Андах. Именно там располагался гарвардский 24-дюймовый фототелескоп, «самый мощный инструмент подобного класса в мире», как горделиво замечал один из его операторов.

Некоторое время работой телескопа руководил брат Пикеринга, но после того, как бедняга начал присылать сообщения о гигантских реках и озерах на Марсе (которых больше никто не мог разглядеть при помощи тех же телескопов), Пикеринг заменил его другим своим коллегой мужского пола. Края были опасные: в Арекипе (по описанию американского туриста, зараженного империалистическими взглядами, типичными для того времени) обитали страшные метисы, а в не такой уж далекой Амазонии – и вовсе дикари. К тому же высота в 8 тысяч футов над уровнем моря угнетала. Да и работа была очень сложная. Никому и в голову не могла прийти мысль о том, чтобы отправить в Арекипу женщину, а уж позволить ей управлять телескопом…

Между тем, работая в обсерватории под Бостоном, вычисли-тельница Ливитт заметила кое-что любопытное касательно фотопластинок, присылаемых из Арекипы, особенно тех, которые изображали детали светящихся облаков, некогда направлявших путь Пигафетты и Магеллана. Мы привыкли, что наше Солнце всегда светит довольно-таки одинаково – то есть интенсивность его свечения день ото дня в общем-то не меняется. Так происходит из-за того, что слои «солнечного горючего» выгорают более или менее равномерно. А вот некоторые звезды, те, что сильно отличаются от Солнца, горят отнюдь не столь равномерно. Как в кипящем котле, давление, накопившееся в глубине, заставляет «крышку» (верхние слои звезды, состоящие из расщепленных атомов) «подскакивать», порождая длительные вспышки повышенной яркости. В каком-то смысле это «ослабляет давление», и поверхностные слои успокаиваются, так что лишь через несколько часов (или дней) температура снова повышается, приводя к новому всплеску яркости.

Генриетта Ливитт (1910-е гг.)

Ливитт заметила в меньшем из двух Магеллановых Облаков огромное количество звезд, которые горят именно таким образом. Сопоставляя пластинки, снятые с промежутком в несколько дней или недель, она обнаружила, что сияние этих звезд вовсе не так стабильно, как у нашего Солнца. Некоторые из них в какой-то момент сверкали ярко, затем меркли, а спустя несколько дней или недель снова разгорались. Первые пульсирующие звезды такого рода нашли в созвездии Цефея, поэтому подобные небесные объекты (переменные звезды) назвали цефеидами.

Если бы оказалось, что цефеиды, эдакие космические свечи, мерцают случайным образом, это означало бы, что Ливитт просто нашла в космосе нечто забавное, хоть и малопонятное. Но, похоже, тут была некая закономерность. И Генриетта стала думать об этих странных звездах всерьез. Когда она просила выслать ей больше снимков Магеллановых Облаков (эти запросы, разумеется, шли через Пикеринга, поскольку он больше никому не позволял связываться с начальником своего андского телескопа), неизменно приходили пластинки, которые показывали области, весьма насыщенные звездами: при каждом новом увеличении можно было разглядеть все больше и больше светил. Ливитт предположила, что Облака вовсе не находятся вблизи Земли: возможно, они принадлежат к звездному скоплению, расположенному на далеком расстоянии от нашей планеты.

Но вот насколько далеком? До Генриетты Ливитт никому не удавалось придумать линейку для измерения расстояний от Земли до самых дальних краев Вселенной, поскольку никто не сумел разработать метод оценки истинной яркости какой бы то ни было отдельной звезды. Непросто узнать подробности об отдельном огоньке, ненадолго вспыхивающем ночью посреди темного поля. Не очень яркий свет может идти от сильного фонаря, расположенного далеко, но с таким же успехом его мог породить более слабый фонарик, расположенный гораздо ближе к нам. Великое открытие Ливитт как раз и позволяло решить эту проблему, неизбежно возникающую при наблюдении звезд.

Склоняясь над фотопластинками в кирпичном здании обсерватории близ Бостона, Ливитт обнаружила, что можно рассортировать переменные звезды-цефеиды, как разные категории фонарей. Допустим, Малое Магелланово Облако очень далеко от нас. Сравним его с некоторым количеством фонариков, которые держат люди, стоящие в разных местах отдаленного луга. С нашей точки зрения кажется, что все они находятся на примерно одном и том же расстоянии от нас.