Читать книгу "Как я убил Плутон и почему это было неизбежно - Майк Браун"

Семьдесят лет назад Клайд Томбо обнаружил Плутон, занимаясь почти тем же самым, чем занимаюсь сейчас я, за исключением одного: он делал все в одиночку. Он не спал целыми ночами, занимаясь исследованием неба. Днем он внимательно изучал снимки в поисках новых движущихся объектов. Он брал две фотографии, на которых был изображен один и тот же участок неба, затем загружал их в специально сконструированный аппарат, который был размером с большой чемодан. Это устройство называлось «блинк-компаратор». Свет внутри него просвечивал одну из фотографических пластинок, как будто она была огромным слайдом. Томбо мог видеть оба фотоснимка в один окуляр. Особенностью блинк-компаратора было зеркальце, которое находилось внутри. С помощью зеркальца, которое было устроено таким образом, что могло перекидываться («блинковать») вперед и назад, Клайд Томбо мог поочередно видеть в микроскоп блинк-компаратора то одну, то другую из заложенных пластинок Он добивался такого расположения пластинок в приборе, что изображения звезд, галактик, туманностей сливались, и при перекидывании зеркальца все оставалось на месте. Однако если какой-нибудь объект на снимке сместился, то при перекидывании зеркальца он начинал «моргать».

Раньше в Паломарской обсерватории был такой же аппарат, какой использовал Клайд Томбо в свои молодые годы, но был разобран на запчасти пару десятков лет назад. Но даже если такая штуковина где-то и осталась, то вряд ли она мне поможет. Видите ли, из-за того что телескоп Шмидта намного мощнее того телескопа, что использовал Клайд Томбо, когда обнаружил Плутон, на каждом сделанном мною снимке было зафиксировано в сто раз больше звезд, тем самым мне потребовалось бы в сто раз больше времени, чтобы изучить их своими собственными глазами. На раннем этапе моей исследовательской работы я рассчитал, что, для того чтобы изучить каждую звезду на каждой фотографической пластинке, мне потребовалось бы провести за микроскопом блинк-компаратора сорок лет подряд, медленно сравнивая фотографии одних и тех же участков неба.

Не желая ждать сорок лег, тем более что я жил в 1998 году, а не в 1930-м, я переложил всю работу на компьютеры. Для начала нужно было просканировать фотопластинки, чтобы получить цифровое изображение, а дальше компьютер делал все остальное. Сканирование не заняло много времени, поскольку машины для сканирования астрономических фотопластинок были довольно больших размеров, а главное – они уже в то время существовали. Тем не менее обработка изображений на компьютере заняла намного больше времени. Программу, позволяющую искать планеты, еще не придумали. Я должен был написать ее сам. Я понятия не имел о том, что такое эмульсия, проявитель и закрепляющий раствор, но написать программу было в моих силах. В этом я разбирался достаточно неплохо. Когда я еще учился в старших классах, я писал несложные компьютерные программы, с помощью которых можно было изучать звезды, другие планеты, Луну, а также вычислять их местоположение и следить за ними в ночном небе. Это будет моя первая серьезная программа.

Сгорбившись перед монитором компьютера в своем кабинете, я провел большую часть того года, беспрестанно проводя различные тестирования, хмурясь, начинал снова, яростно набирая на клавиатуре разные символы и думая над тем, какова будет следующая команда. Для человека, который занимается поисками планет, я проводил слишком много времени, таращась в машинные коды и цифровые выходы результатов моей работы. Вместо того чтобы по ночам смотреть на небо, я смотрел на цифры и компьютерные программы, а также пытался заставить эти программы работать. Я должен был убедиться в том, что мои программы точны и при работе не будут допущены никакие ошибки. Я также должен был быть уверенным в том, что в программе нет никаких глупых ошибок, из-за которых я мог пропустить планету, не увидев ее буквально перед моим носом.

Работа компьютера начиналась с того, что программа распознавала три одинаковые просканированные фотопластинки. Далее она изучала каждую яркую точку на каждом из трех снимков, сделанных три ночи подряд. Все видимые звезды, галактики, туманности на этих трех пластинках имели одинаковые координаты, таким образом компьютер быстро идентифицировал их как «недвижущиеся объекты» и переходил к следующим. Тем не менее случалось так что порой некоторые объекты на одном изображении выглядели как пятна, в то время как на двух других в том же самом месте было чистое небо. Программа запоминала это. Этими пятнами могло быть что угодно. Иногда звезды выглядят ярче и появляются там, где раньше их не было видно. Бывало также, что от спутника, двигающегося по своей орбите вокруг Земли, вдруг исходил яркий свет, тогда он был похож на звезду. Иногда случалось так, что пыль с улицы попадала в открытую щель купола телескопа и оседала на очень чувствительной эмульсии фотографической пластинки, создавая тем самым иллюзию случайной звезды. Однако иногда на снимках проявляется что-то, чего раньше там никогда не было, поскольку это самое что-то медленно движется в небе, и достаточно всего одной секунды, чтобы запечатлеть этот новый объект на пластинке. В таком случае на снимке, сделанном следующей ночью, этот объект будет немного удален от того места, где он был обнаружен ранее. Я использовал третью пластинку для контрольной проверки. Когда на контрольном изображении программа обнаруживала объект, похожий на два предыдущих, она заносила его в список потенциально новых планет и переходила к следующей точке. Все эти операции занимали не более миллисекунды. Чтобы обработать все снимки, на которые мы потратили два года, программе понадобилось всего около двух часов.

Так, после того, как Кевин и Джин потратили все эти ночи на установку и проявку фотопластинок, я – год на создание программы, а компьютер – два часа на обработку всех собранных нами данных, я наконец-то держал в руках список всех объектов, которые могли оказаться планетами. Я ждал этого момента. Я собирался найти новую планету, и Солнечная система навсегда бы перестала быть такой, какой мы привыкли ее видеть. Когда я в первый раз открыл список на компьютере и стал прокручивать страницы, я с трудом мог восстановить дыхание: список состоял из 8761 так называемого кандидата в планеты.

Я знал, что компьютер будет чересчур старательно искать возможные планеты; по правде сказать, я создавал программу чтобы быть уверенным в том, что она будет сверхточной. Тогда я решил, что запрограммирую компьютер так, что он будет запоминать даже те объекты, которые были отдаленно похожи на планеты, а я, в свою очередь, впоследствии еще раз перепроверю то, что обнаружила программа. Однако самостоятельная проверка 8761 объекта займет слишком много времени.

Я начал медленно просматривать список Когда я нажимал нужную кнопку на клавиатуре, передо мной на экране высвечивались три изображения одного и того же небольшого участка неба, сделанные три ночи подряд, на них маленькими стрелочками указывалось, где может находиться новая планета. Я заметил огромное количество помех, которые могли ввести программу в заблуждение. Из-за небольших царапин на фотопластинках компьютеру могло показаться, что звезда, видимая на одном снимке, вдруг исчезала на другом. Любой человек, вглядывающийся в снимок, поймет, что это всего лишь царапина, однако для компьютера это место на фотопластинке выглядит как темное небо. Иногда свет, исходящий от очень яркой звезды отражался в телескопе немыслимое количество раз и оставлял на всем изображении неба блики. Посмотрев на снимок, вы бы увидели их схожесть со звездами, но признали бы, что это были всего лишь яркие звезды, оставившие блики, однако для компьютера блик выглядел как незаметная ранее звезда.