https://frosthead.com

Kako je Edwin Hubble postal največji astronom 20. stoletja

Ko so se 26. aprila 1920 v ameriškem Narodnem muzeju (danes znanem kot Smithsonianov nacionalni muzej naravoslovja) zbrali veliki umovi znanosti, je bilo vesolje na udaru. Ali vsaj tako ali tako velikost. V znanstvenih krogih je bil znan kot Velika razprava, in čeprav tega takrat še niso vedeli, sta astronomska velikana Harlow Shapley in Heber Curtis - dva moška, ​​ki sta prišla v Washington, DC, predstaviti svoje teorije - da bi njihovo življenje zasenčil Edwin Hubble, mladenič, ki bo kmalu postal znan kot največji astronom od Galileja Galileja.

Harlow Shapley je prišel iz observatorija Mount Wilson, blizu Pasadene, doma najmočnejše opazovalne naprave na svetu - 100-palčnega teleskopa Hooker. Kalifornijski državljan, ki je študiral na Princetonu, je Shapley prišel v Veliko razpravo in izrazil svoje prepričanje, da so vse opazne spiralne meglice (zdaj priznane kot galaksije) preprosto oddaljeni plinski oblaki - in vsebujejo se v eni veliki galaksiji, Mlečni poti.

Edwin Hubble Edwin Hubble (Wikipedia)

Na drugi strani je Curtis, raziskovalec opazovalnice Lick blizu San Joseja in nato direktor opazovalnice Allegheny v Pittsburghu, verjel, da spiralne meglice obstajajo daleč zunaj Mlečne poti. V resnici jih je označil za "otoške vesolje", in ocenil je, da so po velikosti in obliki podobni Mlečni poti.

Potem, ko sta si drug drugega vnaprej predstavila svoje zamisli, sta se ta astronoma tisti večer vstopila v avditorij in se lotila živahne, uradne razprave o "Lestvici vesolja". V bistvu se nista strinjala o "vsaj 14 astronomskih vprašanjih", Curtis je trdil, da je sonce v središču tistega, za kar je verjel, da je razmeroma majhna galaksija Mlečne poti v morju galaksij. Shapley je ohranil svoje stališče, da vesolje sestavlja eno galaksijo, Mlečno pot, vendar da je veliko večje, kot je predvideval Curtis ali kdo drug in da sonce ni v bližini njegovega središča.

Vsak moški je verjel, da je njegov argument prenašal dan. Medtem ko ni bilo dvoma, da je Curtis bolj izkušen in dinamičen predavatelj, bo Harvard College Observatory kmalu najel Shapleyja za svojega novega direktorja, ki bo nadomestil nedavno preminulega Edwarda Charlesa Pickeringa. Izkazalo bi se, da sta oba moška teorija postavila pravilna - deloma.

Nazadnje v Kaliforniji je 30-letni raziskovalni astronom Edwin Hubble nedavno zaposlil osebje v Observatoriju Mount Wilson, kjer je delal poleg Shapleyja. Hubble se je rodil v Missouriju leta 1889, sin zavarovalnega agenta, vendar se je konec stoletja njegova družina preselila v Chicago, kjer je študiral na univerzi v Chicagu. Hubble je bil zvezda v več športih in je dobil štipendijo Rhodesa in študiral na Oxfordu. Čeprav je svojemu očetu obljubil, da bo postal pravnik, se je vrnil v Indiano, da bi učil špansko in fiziko v srednji šoli (in treniral košarko). Toda ostal je fasciniran nad astronomijo in ko je leta 1913 umrl njegov oče, se je mladi učenjak odločil, da bo doktoriral iz študija zvezd na opazovalnici Yerkes v Chicagu na univerzi v Chicagu.

Končal je disertacijo (»Fotografske raziskave nejasnih meglic«) in doktoriral leta 1917, tik preden se je vpisal v ameriško vojsko med prvo svetovno vojno. Reklo bi se, da je, ko je bil v Franciji, učil vojake, da ponoči marširajo, navigacija po zvezdah. Ko se je vrnil v ZDA, je Hubbleja najel George Ellery Hale, direktor observatorija Mount Wilson, kjer se je lotil opazovanja in fotografiranja zvezd, za katere se je domnevalo, da se nahajajo v meglici Andromeda znotraj Mlečne poti.

Oktobra 1923 je Hubble pregledal fotografije, ki jih je posnel z meglico Andromeda, s teleskopom Kuker, ko je spoznal, da je morda identificiral cefeidovo spremenljivko - izjemno svetlobno zvezdo. Hubble je menil, da bo sčasoma lahko izračunal njegovo svetlost. In pri tem lahko natančno izmeri njegovo razdaljo.

Hubble se je več mesecev osredotočal na zvezdo, ki jo je na zdaj znani fotografiji označil za "VAR!" Po različni, notranji svetlosti zvezde bi lahko določil, da je 7000 krat svetlejša od sonca, po njegovih izračunih pa bi moral biti oddaljen 900.000 svetlobnih let. Takšna razdalja je izbrisala celo Shapleyjevo teorijo o velikosti vesolja, ki jo je ocenil na premer 300.000 svetlobnih let. (Curtis je verjel, da je desetkrat manjši od tega.)

Harlow Shapley Harlow Shapley (Wikipedia)

Posledice zvezde, ki so oddaljene skoraj milijon svetlobnih let, so bile očitne, vendar je Shapley hitro odpovedal delo svojega nekdanjega sodelavca kot "neželeno znanost". Toda Hubble je še naprej fotografiral na stotine meglic in demonstriral način razvrščanja po obliki, svetlobi in razdalji, ki ga je pozneje predstavil Mednarodni astronomski zvezi.

V bistvu je bil zaslužen za to, da je bil prvi astronom, ki je pokazal, da meglice, ki jih je opazil, niso bili niti plinski oblaki niti oddaljene zvezde v Mlečni poti. Dokazal je, da gre za galaksije in da jih je čez Mlečno pot nešteto.

Hubble je Shapleyju napisal pismo in podrobno predstavil svoje ugotovitve. Potem ko ga je prebral, se je Shapley obrnil k diplomantu in mu podal opombo, po kateri bo postal znan: "Tukaj je pismo, ki mi je uničilo vesolje."

Sestavljanje 100-palčnega teleskopa Hooker. Sestavljanje 100-palčnega teleskopa Hooker. (Wikipedija)

Edwin Hubble bi nadaljeval z merjenjem razdalje in hitrosti predmetov v globokem vesolju, leta 1929 pa je objavil svoje ugotovitve, ki so privedle do "Hubblovega zakona" in splošno sprejetega spoznanja, da se vesolje širi. Albert Einstein je v svoji teoriji splošne relativnosti izdelal enačbe, ki so pokazale, da se vesolje bodisi širi, bodisi krči, vendar je te sklepe drugič uganil in jih spremenil, da ustrezajo splošno sprejetemu znanstvenemu razmišljanju tistega časa - stacionarnemu vesolju. (Pozneje je odločitev o spremembi enačbe označil za "največjo napako" v njegovem življenju.) Einstein se je na koncu obiskal pri Hubblu in se mu zahvalil za podporo, ki jo je na teoriji relativnosti dobil Mount Wilson.

Edwin Hubble je še naprej delal v observatoriju Mount Wilson vse do leta 1953. Umrl je zaradi krvnega strdka v njegovih možganih. Bil je 63. Štirideset let pozneje je NASA astronomu poklonila poimenovanje vesoljski teleskop Hubble v njegovo čast, ki ustvaril nešteto slik oddaljenih galaksij v razširjajočem se vesolju, tako kot je odkril.

Meglica Velika Andromeda, fotografirana leta 1899. Meglica Velika Andromeda, posneta leta 1899. (Wikipedia)

Viri

Članki: "Zvezda, ki je spremenila vesolje v fotografiji Hubble, " avtorice Clara Moskowitz, Space.com, 23. maja 2011, http://www.space.com/11761-historic-star-variable-hubble-telescope-photo -aas218.html. »Razprava Shapley-Curtis iz leta 1920: Ozadje, vprašanja in posledice«, Virginia Trimble, Publikacije Astronomical Society of the Pacific, v. 107, december 1995. http://adsbit.harvard.edu/cgi-bin / nph-iarticle_query? 1995PASP% 2E% 2E107% 2E1133T "Velika razprava": kaj se je res zgodilo, "Michael A. Hoskin, Časopis za zgodovino astronomije, 7, 169-182, 1976, http: // apod .nasa.gov / diamond_jubilee / 1920 / cs_real.html "Velika razprava: osmrtnica Harlow Shapley", avtor Z. Kopal, Narava, Vol. 240, 1972, http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/shapley_obit.html. "Zakaj je bila" velika razprava "pomembna, " http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_why.html. "1929: Edwin Hubble odkrije vesolje, " Observatories Carnegie Institution for Science, http://cosmology.carnegiescience.edu/timeline/1929. "Velika razprava o velikosti vesolja", Ideje kozmologije, http://www.aip.org/history/cosmology/ideas/great-debate.htm.

Knjige: Marianne J. Dyson, Vesolje in astronomija: desetletje desetletja, dejstva o spisu, Chris Chris Impey, kako se je začelo: Vodnik po vesolju po vesolju, WW Norton & Company, 2012.

Kako je Edwin Hubble postal največji astronom 20. stoletja