обсерваторию Серро-Тололо, обсерваторию Лас-Кампанас и европейскую обсерваторию Ла-Силья. Тут по большей части безоблачное небо, устойчивая и сухая атмосфера и минимум засветки – рай для астрономов. В последние десятилетия эта территория превратилась в настоящую Мекку для астротуристов. Специальными указателями отмечен Звездный маршрут (Ruta de las Estrellas) со множеством общественных обсерваторий и прочих мест, где можно полюбоваться на звездное небо.

Проще всего сюда добраться по автостраде номер 41, ведущей от тихоокеанского побережья на восток в покрытую довольно пышной растительностью долину Эльки. Но в конце июня 2019 года я еду на своем пикапе-внедорожнике по пустынной горной дороге номер D‑595, не спеша двигаясь на север от городка Само-Альто и через памятник природы Пичаса. Это изумительная поездка среди гряды холмов, где местами встречаются небольшие поросшие растительностью участки и пересекающие дорогу глубокие долины2.

И вдруг между деревнями Серон и Уртадо мне на мгновение открывается великолепный вид на обсерваторию LSST, расположенную на горной гряде на севере. Рядом со зданием обсерватории виден возвышающийся над землей кран – строительство телескопа идет полным ходом. Это не дальше 10 километров, но, чтобы туда добраться, придется проехать еще 100 километров большей частью по крутым посыпанным гравием серпантинам.

Я проезжаю горы Кордон-Паранао, через город Викуна, где туристический бизнес уже готовится к наплыву тысяч желающих посмотреть 2 июля на полное солнечное затмение. Оттуда 15 минут езды до пропускного пункта Пуэрта в начале извилистой грунтовой дороги, ведущей на гору Серро-Пачон, где также расположены 8-метровый телескоп «Джемини-Юг» и 4,1-метровый Южный астрофизический телескоп (Southern Astrophysical Research Telescope)3.

Когда я наконец добрался до вершины на высоте 2700 метров над уровнем моря, то был ошарашен уже самим размером телескопа LSST. Цилиндрический корпус телескопа («Да, мы называем это куполом», – говорит мне начальник строительства Эдуардо Серрано) еще имеет вид открытой стельной конструкции высотой с девятиэтажный дом. Но изящная многоуровневая нижняя часть исполинского сооружения, спроектированная так, чтобы свести к минимуму турбулентные движения воздуха, уже готова. Пока что пустующий пункт управления телескопом на верхнем этаже здания представляет собой импровизированную контору с укрытием и столовой для строителей. На нижнем уровне расположены изготовленные немецкими специалистами камеры для нанесения отражающего покрытия на зеркала телескопа. Через три недели после моей поездки на 3,4-метровое вторичное зеркало телескопа LSST будет нанесен тонкий слой серебра. Огромное 8,4-метровое главное зеркало прибыло на гору в мае 2019 года и будет покрыто слоем алюминия позднее.

По словам Серрано, сама конструкция телескопа уже изготовлена в Испании и готова к отправке в Чили, куда ее доставят, когда завершится строительство купола. «Итальянская компания, занятая строительством купола, отстает от графика на два года», – жалуется он, глядя на недостроенное сооружение на фоне ясного голубого неба. За неимением телескопа мы обходим с ним гигантскую полую опору диаметром 16 метров, на которую предстоит установить 350-тонный инструмент. Серрано с гордостью показывает мне огромный лифт, на котором зеркала будут спускать вниз всякий раз, когда потребуется обновить их отражающее покрытие.

Беспрецедентно детальная съемка с полным охватом всей видимой на обсерватории части неба три раза в неделю позволит не только лучше понять распределение массы во Вселенной и обнаружить возможные места расположения темной материи, но и почти наверняка получить множество других результатов. Во всяком случае, так было со всеми крупными обзорами неба со времен Кейпского фотографического обозрения Джилла и Каптейна и созданного в середине XX века Паломарского обзора неба, состоящего почти из 2000 фотопластинок с изображениями ночного неба. Первых «космических топографов» в основном интересовало распределение звезд на небе, а с тех пор цели несколько изменились – стоит задача установить распределение галактик во Вселенной. Желательно в трех измерениях. А если добавить еще и время – то в четырех.

Так будет выглядеть обсерватория имени Веры К.

Рубин на горе Серро-Пачон в Чили

Астрономы сперва пытались строить карту распределения галактик вручную и на глаз. Начиная с 1948 года Дональд Шейн и Карл Виртанен целых 11 лет кропотливо выискивали и пересчитывали изображения галактик на 1390 фотографических пластинках, отснятых на 20-дюймовом двойном астрографе Карнеги в Ликской обсерватории на горе Гамильтон в Калифорнии. Выполненный ими статистический анализ распределения галактик на небе был опубликован лишь в 1967 году, и лишь еще 10 лет спустя Майкл Селднер вместе с Берни Зиберсом, Эдом Гротом и Джимом Пиблсом создали на основе подсчетов галактик потрясающую картину4. На построенной ими «Карте миллиона галактик», украсившей стены астрономических учреждений во всем мире, видна сложная волокнистая структура – наглядная иллюстрация того, что крупномасштабное распределение галактик во Вселенной не однородное, в клочковатое – факт, еще задолго до них установленный статистическими методами. Как это все получилось?

Двумерная карта дает весьма ограниченную информацию. В конце концов, это просто проекция трехмерной реальности – галактики, расположенные близко друг к другу на небе, на самом деле могут находиться на совершенно разных расстояниях. Чтобы превратить двухмерную карту в трехмерную, надо знать не только положения галактик на небе (то есть небесный эквивалент земных долготы и широты), но также и то, насколько они удалены от нас: нужно знать их положение в третьем измерении.

В принципе это нетрудно. Вспомним, что наблюдаемое распределение излучения очень далекой галактики смещено в красную сторону спектра из-за описанного в главе 3 расширения Вселенной. По величине красного смещения можно определить, насколько удалена от нас та или иная галактика. Но на практике определение расстояний до далеких галактик требует больших усилий и времени. По одной фотографии можно определить положение на небе сразу тысяч галактик, но для измерения красных смещений надо навести спектрограф по очереди на каждую исследуемую систему. К тому же для получения спектра требуется гораздо более длительная экспозиция, чем для съемки изображения.

В 1977-м – том самом году, когда была опубликована «Карта миллиона галактик», – ученик Пиблса Марк Дэвис из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже (штат Массачусетс) принял вызов. Вместе со своими коллегами Джоном Хакрой, Дэвидом Латэмом и Джоном Тори Дэвисом измерил красные смещения и определил соответствующие расстояния до 2400 галактик в пределах довольно узкой полоски на небе. Опытный наблюдатель Хакра почти все спектры получил на 1,5-метровом телескопе на горе Маунт-Хопкинс в штате Аризона с помощью спектрографа, созданного при участии Стивена Шехтмана из Института Карнеги.

Создание этого пионерского обзора красных смещений заняло пять лет. Полученная карта «среза Вселенной», опубликованная в 1982 году, представляла собой трехмерное распределение галактик в тонком 135-градусном «клине» до расстояний около 600 миллионов световых лет