Вежа Айнштайна

Вежа Айнштайна () — астрофізична обсерваторія, розташована на території Наукового парку імені Альберта Айнштайна на горі Телеграфенберг у Потсдамі в Німеччині. Вежа є революційною для свого часу спорудою, побудованою в 1920—1922 роках архітектором Еріхом Мендельсоном і названою на честь лауреата Нобелівської премії з фізики 1921 року Альберта Айнштайна. У вежі планувалося проводити експерименти з перевірки теорії відносності Айнштайна. Будівля перебуває під охороною держави. Вежовий телескоп, спроєктований , належить Потсдамському астрофізичному інституту Лейбніца.

Будівля

Будівництво

Поки Айнштайн у 1911—1915 роках працював над загальною теорією відносності, він закликав астрономічну спільноту експериментально перевірити її передбачення. Одним із перших учених, які взялися за цю проблему, став , астрофізик з обсерваторії в Бабельсберзі поблизу Потсдама, знайомий з Айнштайном ще з 1911 року. Починаючи з 1917 року він у співпраці з Айнштайном проєктував обсерваторію, яка мала відповідати спеціальним вимогам таких досліджень.

Фройндліх підтримував тісні особисті контакти з архітектором Еріхом Мендельсоном. Він докладно ознайомив його з розвитком загальної теорії відносності та зацікавив проєктом обсерваторії. На той час Мендельсон шукав нові архітектурні форми, які можна було б реалізувати за допомогою сучасних будівельних матеріалів — сталі та залізобетону. Про ці матеріали він писав, що вони, «якщо усвідомити їхній еластичний потенціал, неминуче приведуть до архітектури, цілком відмінної від усього, що ми знали раніше». Ще під час служби солдатом у Першій світовій війні він створив численні невеликі ескізи споруд, розробляючи ідеї нової архітектури. Тепер з'явилася можливість втілити ці задуми. Звісно, Мендельсон мусив дотримуватися вимог, які Фройндліх визначав відповідно до наукових потреб. Запланований вертикальний телескоп мали встановити на окремому фундаменті, незалежному від решти споруди, а сама будівля повинна була насамперед слугувати для нього захисною оболонкою.

Перші конкретні проєкти з'явилися 1919 року, будівництво тривало до 1922 року, а тривалий монтаж наукового обладнання завершили лише 1924 року. Архітектор Ріхард Нойтра, який тоді працював у Мендельсона, спроєктував територію навколо вежі. Будівлю зазвичай вважають видатним зразком експресіоністської архітектури. Водночас у ній можна помітити й віддалені риси югендстилю. Айнштайн підсумував свої враження одним словом: «Органічно!»Otto Friedrich, Before the Deluge. (див. також Органічна архітектура). Сам Мендельсон говорив, що спроєктував її під впливом якогось невідомого внутрішнього пориву, дозволивши їй постати з «містики навколо всесвіту Айнштайна»Wolf von Eckardt, Erich Mendelsohn.. Співробітник вежі Айнштайна Гаральд фон Клюбер пояснював незвичні нові форми тим, що стиль Мендельсона відображав аспекти сучасної техніки, математики та фізики й відповідав на їхні складні, але водночас естетичні ідеї складними хвилястими формами та елегантно вигнутими лініями.

Проєкт «вежового телескопа Фонду Айнштайна» () отримав достатню підтримку завдяки світовій популярності Айнштайна, його статусу члена Прусської академії наук і директора . Попри складні економічні умови перших років після Першої світової війни, вдалося забезпечити його фінансування: половину коштів надав прусський уряд, іншу половину — «Фонд Альберта Айнштайна», створений німецькими промисловцями. 6 грудня 1924 року інститут офіційно розпочав роботу. Сам Айнштайн провів у робочому кабінеті обсерваторії перше засідання опікунської ради. Уже того ж року назва «Вежа Айнштайна» увійшла до загального вжитку.

Ремонти

Вежу Айнштайна задумували як споруду із залізобетону. Саме так її від самого початку сприймали й описували у фаховій літературі. Мендельсон ніколи не заперечував такого твердження, хоча воно буквально відображало лише половину правди. На той час будівництво з бетону ще не було достатньо відпрацьованою технологією. Якість матеріалу була не дуже високою, а способи його застосування — наприклад, опалубка для незвичних форм — були недостатньо випробуваними. Тому зрештою Мендельсон був змушений звести обсерваторію у змішаній конструкції. Із бетону виконано основу купола, зовнішні стіни прибудов, терасу та сходи на неї. Центральна частина комплексу — сама вежа — побудована з цегляної кладки, так само як і дахи прибудов. Бажаного враження однорідної бетонної споруди досягли лише після того, як усю будівлю вкрили рівномірним шаром дрібнозернистої світло-охристої набризкової штукатурки.

Змішана конструкція спричинила тривалу історію пошкоджень і ремонтів. Основною причиною стали термічні напруження, що виникали через використання різних матеріалів і неоднакову товщину стін. Уже 1927 року, лише через п'ять років після завершення будівництва, через численні дефекти — проникнення вологи, тріщини та пошкодження від іржі — довелося провести масштабну реставрацію. У кількох місцях встановили металеві листи, які помітно змінили зовнішній вигляд споруди. Проте ці захисні заходи зрештою також негативно вплинули на стан будівлі. У 1937 році через ураження грибком довелося демонтувати великий призматичний спектрограф. Другу капітальну реконструкцію провели в 1940—1941 роках. Під час Другої світової війни у 1945 році неподалік вибухнула , що зруйнувала окремі частини будівлі. Після відновлення у 1950 році додаткові ремонтні роботи проводили у 1958, 1964, 1974—1978 та 1984 роках.

На початку 1990-х років існування будівлі опинилося під загрозою. Після масштабного обстеження та картографування пошкоджених ділянок у 1997—1999 роках провели найґрунтовнішу на той час реставраціюDer gebaute Bauschaden — Einsteinturm in Potsdam wiedereröffnet. In: baunetz.de vom 1. Juli 1999. Abgerufen am 15. Oktober 2022.. При цьому прагнули зберегти якомога більше оригінальних елементів споруди. Спільними виконавцями робіт вартістю близько трьох мільйонів євро стали , яка забезпечила дві третини фінансування та здійснювала оперативне керівництво проєктом, та Потсдамський астрофізичний інститут Лейбніца як власник вежі Айнштайна. Надалі технічно проблемні ділянки комплексу регулярно контролювали і обслуговували відповідно до спеціального плану догляду.

Хоча ці заходи дозволили порівняно надовго відкласти наступний ремонт, у 2021—2023 роках вежу Айнштайна знову довелося реставрувати через появу нових тріщин на фасаді. Окрім ремонту фасаду, основну увагу приділили герметизації підвіконних конструкцій, відновленню дахів і купола, ремонту тераси з її огорожею та впорядкуванню прилеглої територіїErneute Instandsetzung, aus der digitalen Ausstellung «Einsteinturm revisited», abgerufen am 1. Oktober 2023.Thomas Weckhorst: Ikone der Moderne. In: Bauhandwerk, Heft 12/2023, S. 18 bis 23..

Дослідження

Початкові плани

1911 року Айнштайн опублікував попередню версію своєї загальної теорії відносності — нової теорії гравітації. Одним із передбачених нею ефектів було гравітаційне червоне зміщення світла — незначне зміщення спектральних ліній у гравітаційному полі Сонця. Сонячну обсерваторію на Телеграфенберзі спроєктували й збудували насамперед для перевірки цього явища, а на честь ученого її назвали вежею Айнштайна.

Зразком для комплексу, спроєктованого Фройндліхом, стала Обсерваторія Маунт-Вілсон у Каліфорнії — перший у світі баштовий телескоп. У баштових телескопах целостат — система з двох відбивних дзеркал на вершині вертикальної конструкції — спрямовує світло вниз до об'єктива. Лінзова система жорстко вмонтована в конструкцію, тоді як дзеркала у верхній її частині рухаються; отже, стежити за рухом Сонця потрібно лише цим меншим і легшим елементам інструмента. Завдяки вертикальному розташуванню зменшується вплив атмосферної турбулентності, яка особливо заважає поблизу земної поверхні.

У вежі Айнштайна оптичну систему підтримують дві встановлені одна над одною дерев'яні конструкції заввишки по 6 м кожна; через певні проміжки між ними розміщені чорні діафрагми. Телескоп оснащений лінзовим об'єктивом діаметром 60 см і має фокусну відстань 14 м. Приміщення для спостережень і вимірювань розташовані в основі вежі, не вертикально одне над одним, як в деяких інших обсерваторіях, а горизонтально. Додаткове поворотне дзеркало спрямовує сонячне світло до спектрографічної кімнати завдовжки близько 14 м, термічно ізольованої та розташованої в цокольному поверсі на південному боці вежі під штучним земляним насипом. Там світло розкладають на спектральні складові й аналізують. Саме концепція горизонтального лабораторного крила зумовила видовжену форму споруди.

Невдовзі після початку досліджень з'ясувалося, що довести існування шуканого ефекту значно складніше, ніж очікували спочатку. Надзвичайно малі зміщення спектральних ліній маскувалися іншими явищами на Сонці, зокрема турбулентними процесами в сонячній атмосфері. Водночас Айнштайн і Фройндліх від початку цікавилися не лише проблемою червоного зміщення, а й фундаментальними питаннями фізики Сонця. Лабораторії спроєктували так, щоб без труднощів встановлювати нові прилади. Незабаром головним напрямом досліджень у вежі Айнштайна стала турбулентна поведінка зовнішньої атмосфери Сонця. Ефект червоного зміщення тут вдалося підтвердити лише в 1950-х роках, коли дослідники навчилися точніше враховувати складні збурення в сонячній атмосфері.

Сучасність

Властивості та поведінка магнітних полів є ключем до розуміння сонячної активності. Саме ці питання перебувають у центрі досліджень у вежі Айнштайна. За допомогою подвійного спектрографа та двох фотоелектричних аналізаторів поляризації тут вимірюють магнітні поля на Сонці. Вимірювання у фотосфері, тобто в променях видимого світла, дають змогу робити висновки про процеси у вищих шарах сонячної атмосфери.

Потсдамські астрономи беруть участь в експлуатації обсерваторії на Тенерифе. Прилади, які планується використовувати там, розробляють і випробовують у вежі Айнштайна. Ця діяльність також має велике значення для підготовки студентів.

В будівлі працює спеціальна експозиція, присвячена ролі й місцю Потсдама у світовій науці.

Мистецькі об'єкти

Скульптура Айнштайна У вхідній частині вежі нині експонують бронзове погруддя Айнштайна роботи , яке спочатку стояло в робочому кабінеті обсерваторії. У 1933 році, після приходу до влади нацистів і початку політики антисемітизму, вежа Айнштайна втратила назву й статус незалежного інституту (її перейменували на Інститут фізики СонцяHans-Heinrich Voigt: The Einstein Tower . Rezension des Buches von Klaus Hentschel auf pro-physik.de. Abgerufen am 25. Oktober 2020.). Усі фотографії й сліди діяльності Айнштайна прибрали, а скульптурe постановили відправити на переплавку. Протягом усіх років нацистського режиму (як прихована «фронда» й данина Айнштайну) на місці бюста лежав «Один Камінь» (, співзвучно з прізвищем Einstein), і ця традиція збереглася і дотепер Після 1945 року з'ясувалося, що співробітники врятували погруддя, сховавши його за ящиками в приміщенні спектрографа.

Бронзовий мозок 3SEC

За кілька метрів перед сходами до вежі Айнштайна в бруківці площі можна побачити невеликий мистецький об'єкт розміром приблизно з кулак — бронзову, сильно зменшену копію людського мозку, відполіровану тертям до блиску. На ній викарбувано чотири символи: «3SEC». Це робота берлінського художника , яку він встановив тут у 2002 році (а також у такому самому вигляді перед неврологічним інститутом Шаріте в Берліні). Маленька скульптура відсилає до наукової гіпотези , згідно з якою «переживання безперервності ґрунтується на ілюзії. Безперервність виникає завдяки поєднанню змістів, які інтегруються в часовому інтервалі тривалістю близько трьох секунд — „психологічному теперішньому“. Ми реконструюємо часову безперервність на основі того, що представлено в окремих островах свідомості». Відповідно до цієї ідеї Мерц назвав свою роботу «Бронзовий мозок 3sec — меморіал теперішнього — пам'ятник невпинній сучасності» ().

Цифрова виставка