Арно Пензиас: человек, который услышал шёпот Вселенной

Космолог Арно Пензиас , известный своим открытием космического микроволнового фонового излучения (КМФИ) вместе с Робертом Уилсоном, скончался 22 января в возрасте 90 лет. За свои заслуги он разделил с Уилсоном половину Нобелевской премии по физике 1978 года, вторая половина была присуждена Петру Капице за работы в области физики низких температур.

Родившийся в Мюнхене 26 апреля 1933 года, Пензиас в возрасте шести лет с семьёй бежал из нацистской Германии, сначала в Англию, а затем в 1940 году переехал в Нью-Йорк. В 1954 году он окончил физический факультет Городского колледжа Нью-Йорка, после чего служил офицером-радистом в Корпусе сигнальных войск армии США до 1956 года.

Затем Пензиас перешёл в радиационную лабораторию Колумбийского университета, где занимался изучением микроволновой физики и в 1962 году защитил докторскую диссертацию под руководством изобретателя мазера Чарльза Таунса.

В лабораториях Bell Labs, Нью-Джерси, где он занимался разработкой микроволновых приёмников для радиоастрономии, Пензиас вместе с Уилсоном использовал рефлекторную антенну диаметром 6 метров с ультрашумовым приёмником на 7 см. В 1964 году они обнаружили избыточное излучение на уровне 3 К, которое не удавалось устранить.

Сначала они полагали, что шум радиоволн на длине волны 7,35 см имеет земное происхождение, так как он был примерно одинаков во всех направлениях неба. Они даже предполагали, что это может быть вызвано пометом голубей на антенне.

На самом деле они наткнулись на космическое микроволновое фоновое излучение, впервые предсказанное космологами Ральфом Алфером и Робертом Германом в конце 1940-х годов.

Результаты их экспериментов были опубликованы в журнале Astrophysical Journal наряду с работой Роберта Дике, который ранее рассчитал, что вселенная должна быть заполнена реликтовым излучением чёрного тела с минимальной температурой 10 К. Дике интерпретировал шум, зафиксированный Пензиасом и Уилсоном, как подтверждение КМФИ.

На тот момент существовали две основные конкурирующие теории о Вселенной: теория "стационарного состояния", согласно которой Вселенная постоянно расширяется, но при фиксированной плотности, и теория "Большого Взрыва", предполагающая, что Вселенная началась с одной точки и расширяется.

Открытие КМФИ стало первым прямым доказательством того, что Вселенная началась с горячего Большого Взрыва. Позднее было установлено, что температура КМФИ близка к температуре чёрного тела 2,7 К, и теоретики поняли, что низкая температура является результатом расширения Вселенной.

За своё открытие Пензиас и Уилсон разделили Нобелевскую премию по физике 1978 года, а КМФИ с тех пор предоставило исследователям массу информации о Вселенной, включая обнаружение в 1970-х годах, что КМФИ не является полностью изотропным, но имеет мелкие анизотропии.

КМФИ было измерено с невиданным ранее детализмом с помощью наземных и космических зондов, включая Космический исследователь микроволнового фона NASA, запущенный в 1989 году, и зонд Wilkinson Microwave Anisotropy Probe, стартовавший в 2001 году.

После 37 лет работы в Bell Labs, включая периоды на должностях директора по исследованиям и главного учёного, Пензиас ушёл на пенсию в 1998 году. Написав две книги о технологиях и бизнесе, он затем присоединился к венчурной фирме New Enterprise Associates.

Помимо Нобелевской премии, Пензиас был награждён медалью Генри Дрейпера в 1977 году от Национальной академии наук США и премией Джорджа Пейка от Американского физического общества в 1990 году.

В заявлении Тиерри Кляйн и Питер Веттер из Bell Labs отметили, что "Арно был не просто носителем своих многочисленных достижений. Он воплотил в себе подход Bell Labs к инновациям", - пишут они. "Арно, как и все его коллеги в Bell Labs, был прикладным учёным, искал ответы на технические проблемы связи. Но в ходе своих исследований он столкнулся с более крупными задачами и узнал более глубокие истины."