Американский астроном Эдвин Хаббл, 135 годовщина со дня рождения которого отмечается 20 ноября, больше всего ассоциируется с расширением Вселенной. В 1925 году он доказал, что космос не ограничивается нашей галактикой. Затем открыл закон, согласно которому звездные системы разлетаются в пространстве тем быстрее, чем дальше они находятся друг от друга.
Какого размера Вселенная?
1 января 1925 года Американское астрономическое общество проводило заседание. На нем рассматривался доклад мало кому известного тогда астронома Эдвина Хаббла. Посвящен он был определению расстояния до цефеиды, которую он наблюдал в Туманности Андромеды.
Цефеиды — это такие гигантские переменные звезды, которые за регулярные промежутки времени то уменьшаются в размере, то снова увеличиваются. При этом их светимость напрямую связана с периодом пульсации. Поэтому, наблюдая за ними, всегда можно определить абсолютную звездную величину, а из нее вычислить расстояние до объекта.
На момент доклада Хаббла это был новый метод, однако ничего сенсационного в нем самом уже не было. А вот число, названное астрономом действительно поразило всех — 2 млн световых лет. Это означало, что вся туманность Андромеды лежит далеко за пределами Млечного Пути и представляет собой звездную систему, не уступающую размером нашей Галактике.
Так Хаббл поставил точку в большом споре, который на тот момент продолжался между значительно более известными, чем он, астрономами уже несколько лет. Трудно поверить, но еще 100 лет назад ученые не знали, является ли Млечный Путь единственной галактикой во Вселенной размером всего в 300 тыс. световых лет, или он на самом деле значительно больше.
Обычно Хаббла на момент открытия, сделавшего его известным, характеризуют как молодого астронома, который только начал свой путь, приведший его к открытию огромного мира галактик за пределами Млечного Пути. Однако на момент представления доклада ему было уже 35 лет. Так чем же он занимался перед тем, как стал расширителем Вселенной?
Детство и юность
20 ноября 2024 года исполняется 135 лет со дня рождения Эдвина Хаббла. Появился он на свет в штате Миссури в семье небогатого страхового агента и все его детство прошло в американской глубинке. В школе Эдвин был известен в первую очередь как спортсмен. Он играл в футбол, бейсбол, занимался бегом. Казалось бы, обычный парень. Тем не менее по всем предметам у Хаббла были отличные оценки.
Он без проблем поступил в Чикагский университет. Там его обучение проходило достаточно своеобразно. С одной стороны, Хаббл продолжал заниматься спортом и был достаточно популярным парнем. С другой, по воле отца, который всю жизнь зарабатывал деньги тяжелым трудом, он настойчиво изучал юриспруденцию, чтобы, как говорится, выйти в люди. И где-то между всем этим он еще и слушал курсы по физике и математике, которыми увлекался с детства.
Степень бакалавра Эдвин Хаббл получил в 1910 году, в возрасте 21 года. И поехал в Европу, в Королевский колледж, чтобы продолжить обучение по специальной программе. Что интересно, она, опять же, была связана с юриспруденцией. Казалось бы, какая астрономия?
Однако в 1913 году умер отец Хаббла и Эдвину пришлось вернуться из Европы, чтобы заботиться о семье, которая осталась без денег. Он преподавал в школе испанский язык, физику, математику и даже тренировал волейбольную команду. Пришлось также поработать по своей основной специальности — юристом.
Путь к астрономии
Примерно за год учительствования Хабблу удалось стабилизировать финансовое положение своей семьи. Он наконец смог бросить изучение права, которым занимался исключительно по воле отца, и наконец посвятить себя тому, чем всегда интересовался — астрономии. В возрасте 25 лет он вернулся в родной Чикагский университет, но на этот раз — в Еркскую обсерваторию при том же университете.
Здесь он работал над собственной диссертацией, посвященной фотографическим исследованиям далеких туманностей. Тех самых, относительно которых и разгорался спор: расположены они внутри Млечного Пути или далеко за его пределами.
Однако завершить работу над ней Хабблу не удалось. В 1917 году США вступили в Первую мировую войну и он пошел в армию, где получил звание майора. Казалось бы, он снова оказался чрезвычайно далеко от астрономии.
Однако жизнь Хаббла выписывает странные фортели. Его батальон отправили в Европу, но держали в резерве. Поэтому на передовую он так и не попал. Война закончилась и Эдвин вернулся к научной деятельности.
И тут ему улыбается удача. В обсерватории Маунт-Вильсон как раз закончили строительство крупнейшего в то время телескопа с диаметром зеркала 254 см. И работать с ним пригласили именно Хаббла. В 1921-м он защитил диссертацию и углубился в исследование цефеид, которое и закончилось открытием, прославившим его на весь мир.
При этом с выводом о том, что туманность Андромеды не является частью Млечного Пути, получилась интересная история. Обычно датой открытия считается публикация результатов исследования в научном издании.
Однако Хаббл сначала, осенью 1924-го, обнародовал результаты в газете. Слишком они выглядели сомнительными с точки зрения многих американских астрономов. Затем был доклад, но статью с исследованиями он опубликовал только в 1929 году.
Внегалактическая астрономия
После своего открытия Хаббл стал всемирно известным, и перед ним открылись новые горизонты. За пределами Млечного Пути лежал огромный мир, наполненный десятками миллионов галактик самых разнообразных форм. И именно Хаббл стал тем человеком, который создал первую их классификацию.
Тем временем основная работа ученого сосредоточилась на определении расстояний до галактик и их скоростей. Еще во времена, когда Хаббл учительствовал в школе, астроном Весто Слайфер заметил, что спектры многих туманностей сильно сдвинуты в красную сторону. Через несколько лет этому нашли объяснение — они с большой скоростью удаляются от нас.
Хаббл сравнил свои оценки расстояния до этих звездных систем с их красным смещением, и сделал еще одно удивительное открытие. Их скорости в целом пропорциональны расстояниям. Эта закономерность получила название закона Хаббла, а величина, связывающая расстояние со скоростью, — постоянной Хаббла.
Именно они лежат в основе современных представлений о Большом взрыве и времени, когда он произошел. Правда, сам Хаббл на все это смотрел значительно скептичнее. Дело в том, что из-за недостаточной изученности цефеид, а также из-за поглощения пылью света от них, в то время он оценил расстояние до многих галактик в 7 раз меньшим, чем оно было на самом деле. Это приводило к выводу, что Большой взрыв произошел всего 2 млрд лет назад, что явно было не так.
Кроме того, Хаббла очень беспокоил тот факт, что галактики размещаются в пространстве слишком равномерно. После того, как в 1941 году очередное крупное наблюдение подтвердило этот факт, он высказал мнение, что такой картины в результате взрыва наблюдаться не может. И только позже ученые установили, что его первый вывод был абсолютно верным, а более поздние сомнения — нет.
Эдвин Хаббл много сделал для популяризации астрономии. Он всю жизнь боролся за то, чтобы признать ее частью физики и чтобы ученых, изучающих звезды, могли награждать Нобелевской премией, как и физиков.
И хотя самому ему самая престижная научная награда так и не досталась, в конце концов комитет премии все же начал давать ее астрономам. Но Хаббла почтили другим способом. Его имя присвоено самому знаменитому космическому телескопу. Также в честь него назван кратер на луне и астероид.
