Кіріспе

Эйнштейн мұнарасы (немісше: Einsteinturm) – Германияның Потсдам қаласындағы Альберт Эйнштейн ғылыми паркінде орналасқан астрофизикалық обсерватория. Мұнараны архитектор Эрих Мендельсон салған. Ол Потсдам телеграф тауының басына астроном Эрвин Финлай Фрёндлих жасаған күн телескобын орналастыру үшін салынған. Телескоп Альберт Эйнштейннің салыстырмалылық теориясын растау (немесе жоққа шығару) үшін эксперименттер мен байқауларды қолдайды. Ғимарат алғаш рет 1917 жылы жоспарланған, қаржы жинаудан кейін 1919 жылдан 1921 жылға дейін салынған және 1924 жылы пайдалануға берілген. Эйнштейн ешқашан сол жерде жұмыс істемегенмен, телескоптың құрылысын және жұмысын қолдаған. Ол әлі күнге дейін Лейбниц астрофизика институтының Потсдамдағы бөлігі ретінде жұмыс істейтін күн обсерваториясы болып табылады. Телескоптың жарығы шахта арқылы аспаптар мен зертхана орналасқан жертөлеге бағытталады. Зертханада жарты десядан астам телескоп болған. Бұл Мендельсонның алғашқы маңызды жобаларының бірі, жас Ричард Нейтра оның штабында болған кезде аяқталды және оның ең танымал ғимараты болып саналады. 1917 және 1920 жылдар аралығында Мендельсон Эйнштейннің жаңашыл теорияларын бейнелейтін құрылымды жасауға тырысып, көптеген эскиздер жасады. Сыртқы қабырғасы бастапқыда бетоннан жасалған, бірақ күрделі жобалаудағы құрылыс қиындықтары мен соғыстан болған тапшылықтарға байланысты ғимараттың көп бөлігі іс жүзінде кірпіштен, штукатуркамен жабылған. Құрылыс кезінде материал өзгергендіктен, жобалар оған сәйкес жаңартылмады. Бұл жарылу мен ылғалдылық сияқты көптеген мәселелерге әкелді. Мендельсонның өзі бақылауымен алғашқы құрылыстан кейін бес жыл өткен соң ауқымды жөндеу жұмыстары жүргізілді. Содан бері көптеген жөндеу жұмыстары кезең-кезеңмен жүргізіліп келеді. Ғимарат Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде одақтастардың бомбалауынан қатты зақымданды, нәтижесінде сәулет блогы A456 атап өткендей, ирониялық түрде Мендельсонның тұжырымдамалық эскиздеріне қарағанда соғыстан бұрынғы құрылысынан көбірек сәйкес болды. 1999 жылы 75 жылдығына орай, ондаған жылдар бойы жөндеуді қажет еткен ылғал мен шіруге байланысты мәселелерді түзету үшін толықтай жаңартылды. Ол көбінесе экспрессионистік сәулет өнерінің маңызды ескерткіштерінің бірі ретінде аталады. Аңыз бойынша, Мендельсон Эйнштейнді аяқталған құрылымды ұзақ аралауға алып, оның келісімін күтті. Дизайн логикалық және мақсатына сай болғанымен, Потсдам маңындағы "қалың ғарыш кемесі" сияқты көрінді. Эйнштейн бірнеше сағаттан кейін ғимарат комитетімен кездесу кезінде бір сөзбен: "органикалық" деді. Мендельсон өзі оны белгілі бір түсініксіз құштарлықпен, "Эйнштейннің ғаламының құпиясынан" пайда болған деп айтқан.

Жабдықтар мен бастапқы зерттеулердің бағыты

1911 жылы Эйнштейн өзінің инновациялық жалпы салыстырмалылық теориясының бастапқы нұсқасын жариялады. Теория бойынша болжанған әсерлердің бірі – күннің гравитациялық өрісіндегі спектрлік сызықтардың шамалы ығысуы, қазір қызыл ығысу деп аталады. Потсдамдағы күн обсерваториясы осы құбылысты тексеру мақсатында жобаланып, салынды. Калифорниядағы Маунт-Уилсон обсерваториясы, әлемдегі алғашқы мұнаралы телескоп, Фрёндлих жобалаған құрылыстың үлгісі болды. Мұнаралы телескоптарда тік құрылымның үстінде орналасқан коэлостат (екі қайтаратын айнасы бар жүйе, «seelostat» деп айтылады) жарықты объективке бағыттайды. Линзалар жүйесі құрылыммен берік байланысты. Жоғарыдағы айналар жылжымалы, және күнді қадағалау үшін осы кішкентай, жеңіл құралдар ғана қажет. Тік орналасуының арқасында, жерге жақын ауа турбуленттілігінің әсері дерлік жоқ. Эйнштейн мұнарасында оптиканы қамтитын құрылым екі ағаш платформадан тұрады, әрқайсысы алты метр биіктікте, бірінің үстіне бірі орналасқан. Телескоптың 60 см диаметрлі және 14 м фокус арақашықтығы бар линзалық объективі бар. Бақылау және өлшеу бөлмелері мұнараның негізінде орналасқан. Калифорнияда зертхана бөлмелері бірінің астында бірі орналасқан; ал Потсдамда олар көлденең орналастырылған. Тағы бір айналма айна күн сәулесін мұнараның оңтүстік жағындағы топырақ қабырғасының артындағы жертөледе орналасқан спектрограф зертханасына бағыттайды. Оның ұзындығы шамамен 14 метр және жылу оқшауланған. Дәл осы жерде жарық спектрлік құрамдас бөліктерге бөлініп, талданады. Осы көлденең зертханалық қанаттың дизайны бүкіл құрылыстың созылған пішініне әкелді. Құрылыс басталғаннан кейін көп ұзамай, ізделіп отырған дәлелді алу күтілгеннен қиын болатыны анық болды, себебі спектрлік сызықтардың минималды ығысуы басқа күн әсерлерімен жасырылды. Бұл себебі – күн бетіндегі атмосфералық турбуленттілік. Алайда, Эйнштейн мен Фрёндлих бастапқыда қызыл ығысудың нақты мәселесімен ғана емес, сонымен қатар күн физикасының негізгі зерттеулерімен де айналысуды жоспарлаған, және зертханалар жаңа жабдықты орнатуға мүмкіндік беретіндей етіп жобаланған. Күннің сыртқы атмосферасының турбулентті мінез-құлқы Эйнштейн мұнарасындағы зерттеулердің басты тақырыбына айналды. Қызыл ығысу тек 1950 жылдары, Күн атмосферасының күрделі бұзылыстарын дәл талдау мүмкін болғаннан кейін ғана дәлелденді.

Қазіргі жұмысы

Магниттік өрістердің қасиеттері мен мінез-құлқы Күннің активтілігін түсінудің кілті болып табылады және Эйнштейн мұнарасындағы жұмыстың негізгі бағыты болып табылады. Күннің магниттік өрісі екі спектрограф және екі фотоэлектрлік поляризациялық анализатордың көмегімен өлшенуі мүмкін. Фотосферадағы, яғни көзге көрінетін жарық аймағындағы өлшеулер, биік қабаттардағы жағдай туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Потсдам астрономдары Тенерифедегі обсерваторияның жұмысына қатысады. Сол жерде қолданылатын құралдар бірінші Эйнштейн мұнарасында жасалып, сынақтан өтеді. Эйнштейн мұнарасы студенттерді оқытуда да маңызды рөл атқарады.

Эйнштейн мүсіні

Мұнараның кіреберіс аймағында Эйнштейннің қола бюсті орналасқан, ол бастапқыда обсерваторияның бір бөлмесінде тұрған. 1933 жылы нацистердің антисемиттік диктатурасы басталғаннан кейін Эйнштейн мұнарасы өз атауын және тәуелсіз институт мәртебесін жоғалтты. Эйнштейннің суреттері алынып тасталды, ал мүсіндері ерітілген деген болжам бар. Бірақ 1945 жылдан кейін қызметкерлердің спектрограф зертханасындағы жәшіктердің арасына жасырып, қазір мұнараның іргесінде көрініп тұрған портреттік бюсті құтқарып алғаны белгілі болды. Эйнштейнге жасалған құпия құрмет ретінде бюст тұрған жерге бір тас (немісше: 'ein Stein') қойылды, бұл дәстүр бүгінге дейін сақталып келеді (тас жиі ұрланып немесе орын ауыстырылып, қайта қойылмайды).

3 СЕК қола миы

Эйнштейн мұнарасына апаратын баспалдақтардың алдында бірнеше метр жерде, алаңның төсенішіне орналастырылған, жұдырық көлеміндегі өнер туындысы – адам миының қоладан жасалған, өте кішірейтілген көшірмесі бар. Оның жылтыр беті тозудың белгісін көрсетеді және үстіне "3 SEC" деген төрт әріп жазылған. Бұл туындыны берлиндік суретші Волкер Мартц жасаған, ол осы жерге, сондай-ақ дәл осындай формада Берлиндегі Шариттегі Неврология институтының алдына орналастырған. Бұл кішкентай мүсін Эрнст Пёппельдің ғылыми тезисіне сілтеме жасайды, онда "жалғастық сезімі – иллюзияға негізделген. Жалғастық, әрбір сәтте үш секундтық уақыт аралығында ұсынылған мазмұндардың байланысы арқылы туындайды. Біз уақыт жалғастығын сананың жеке аралдарында бейнеленген нәрселерге сүйене отырып қайта жасаймыз" делінген (аударма). Осы ойды қабылдап, Мартц өзінің туындысын "3 SEC қола миы – қазіргіге ескерту – үздіксіз қазіргіге арналған ескерткіш" деп атады (аударма).

Цифрлық көрмелер

Эйнштейн мұнарасының ең соңғы жаңартылуымен бірге, алдында «Эйнштейн мұнарасын қайта қарастыру» цифрлық көрмесіне қолжетімділік туралы тақта ашылды. Көрме Эйнштейн мұнарасының ғылыми және архитектуралық тұрғыдан қалай жобаланғанын көрсетеді және оны неліктен үнемі жөндеу қажеттігін түсіндіреді.