Александр Шаров - Человек, открывший взрыв Вселенной. Жизнь и труд Эдвина Хаббла

• Название: Человек, открывший взрыв Вселенной. Жизнь и труд Эдвина Хаббла
• Автор: Александр Шаров
• Издательство: Наука
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1989
• ISBN: 5-02-014076-7

Описание жизни и деятельности великого ученого нашего столетия  Эдвина-Пауэла Хаббла (1889—1953), автора замечательных открытий, определивших лицо современной астрономии. Его исследования утвердили концепцию островной Вселенной, состоящей из звездных систем-галактик, подобных Галактике, в которой мы живем. Главным достижением Хаббла явилось открытие закона красного смещения линий в спектрах далеких галактик, свидетельствующего о расширении Вселенной. Рассказывается также об исследованиях, продолживших дело Хаббла: о теории горячей Вселенной, о физике процессов в расширяющейся Вселенной, открытии реликтового излучения, о замыслах новых наблюдений для уточнения картины строения и эволюции Вселенной.

При написании биографии ученого использовался ряд материалов, никогда ранее не публиковавшихся.

---

В сообщении говорится: «Исследования доктора Хаббла были выполнены фотографически с помощью 60- и 100-дюймового рефлекторов обсерватории Маунт Вилсон. Чрезвычайная слабость исследуемых звезд делает необходимым использование огромных телескопов. Разрешающая сила этих инструментов позволяет разложить внешние части туманностей на множество звезд, которые можно изучать индивидуально и сравнивать с таковыми в нашей собственной системе.

При исследовании фотографий двух больших спиралей — Андромеды и туманности № 33 каталога Мессье — обнаружено 36 переменных звезд типа, известного под названием цефеид... Определение их периодов и использование связи между длиной периода и истинной светимостью сразу же дает средство для определения расстояния этих объектов.

Результаты убедительно подтверждают представление о том, что эти спиральные туманности являются далекими звездными системами. Найдено, что они примерно в десять раз дальше, чем Малое Магелланово Облако, т. е. находятся на расстоянии порядка 1 000 000 световых лет. Это означает, что свету от этих туманностей, распространяющемуся со скоростью 186 000 миль в секунду, потребовался миллион лет, чтоб дойти до нас. И мы наблюдаем туманности в свете, который покинул их в эпоху плиоцена на Земле. Зная расстояния этих туманностей, мы находим для их диаметров значения — 45 000 световых лет в случае Андромеды и 14 000 в случае Мессье 33. Эти размеры, а также массы и плотности вполне сравнимы с соответствующими величинами для нашей собственной звездной системы».

В Америке празднуют рождество, Новый же год обычно отмечают скромно и очередной съезд Американского астрономического общества наметили на 30 декабря 1924 г. в Вашингтоне. Город встретил участников съезда совсем не по-зимнему. Было тепло, люди ходили в костюмах или легких пальто. Зима дала о себе знать лишь в день разъезда гостей, когда свирепая метель почти парализовала весь транспорт.

Съезд отличался от прошлых лишь тем, что на этот Раз он проводился совместно с Американской ассоциацией развития науки. Собрались астрономы, физики и математики. Среди астрономов было немало тех, кто уже стал или станет впоследствии известными и знаменитыми — Кертис, Шепли, Слайфер и другие. Приехал руководитель Хаббла по Чикагскому университету профессор Фрост.

Было зачитано около сорока докладов, но когда просматриваешь их перечень сейчас, видишь, что они касались в общем частностей. Многие участники съезда были озабочены предстоящим 24 января полным солнечным затмением и капитан Поллок, руководитель Морской обсерватории в Вашингтоне, единственной тогда государственной обсерватории в стране, порадовал собравшихся, объявив, что до и после полной фазы будут специально переданы сигналы точного времени.

Предполагался доклад выдающегося английского астронома Эддингтона о звездной эволюции. Еще летом он приехал в Канаду и Соединенные Штаты, выступал с лекциями, побывал на Маунт Вилсон, встречался с сотрудниками обсерватории и в их числе с Хабблом. Но в начале ноября телеграф принес весть о смерти матери, и Эддингтон прервал свой визит на американский континент. Вместо него кратко выступил Генри Норрис Рессел. Рессел к началу опоздал и в первый же вечер, когда они вместе со Стеббинсом обедали в отеле, где остановились участники съезда, озабоченно спросил, пришел ли от Хаббла доклад.

Директор обсерватории Принстонского университета Рессел ежегодно подолгу жил и работал на Маунт Вилсон. Он отличался исключительной широтой кругозора и сразу же осознал выдающееся значение сделанного Хабблом. Недаром еще в конце октября в письме к Франку Шлезингеру Рессел называл Хаббла кандидатом в члены Национальной академии наук США, как только тот опубликует результаты ведущихся им исследований. И действительно, избрание состоялось летом 1927 г. после выхода его работ о галактиках NGC 6822, М 33 и М 31. Рессел поддерживал тесные связи с различными журналами и в списке основных успехов в астрономии для редактора «Сайенс сервис» указал на открытие Хаббла, как «несомненно, одно из самых замечательный научных достижений за год». Он понимал, что исследование Хаббла, доложенное на съезде, несомненно, заслужило бы премии Ассоциации развития науки, учрежденной неким ее членом — меценатом, пожелавшим остаться неизвестным.

Однако доклада Хаббла не было. «Ну и осел,— заметил Рессел,— иметь тысячу долларов и отказываться от возможности их получить!». Обсудив ситуацию, Рессел и Стеббинс решили послать на Маунт Вилсон телеграмму и убедить Хаббла немедленно сообщить основные результаты, чтобы здесь в Вашингтоне вместо него самим написать нечто вроде доклада. Телеграмма была составлена. Рессел и Стеббинс подошли к гостиничной стойке, чтоб вписать текст в бланк. И уже направляясь на телеграф, Рессел вдруг увидел адресованный ему большой пакет, а Стеббинсу тут же бросилось в глаза имя Хаббла в верхнем левом углу. Это и был долгожданный доклад.

1 января 1925 г. на утреннем объединенном заседании астрономов, физиков и математиков в университете Джорджа Вашингтона Рессел зачитал доклад Хаббла под названием «Цефеиды в спиральных туманностях».

В докладе говорилось, что единственным указанием на существование звезд в туманности Андромеды пока служили лишь новые, а в туманности Треугольника — три переменные звезды, открытые Дунканом. Однако на хороших снимках с большими телескопами внешние части обоих объектов явно разлагались на множество звездных изображений. Блинкование пластинок, а их накопилось уже около двух сотен, привело к выявлению немалого числа переменных. После газетной публикации Хаббл продолжал упорно работать, и к концу 1924 г. в М 31 были найдены уже 36 переменных, а также 46 новых, включая и те 22, которые до него обнаружили другие наблюдатели на Маунт Вилсон. В М 33 вместе с объектами Дункана насчитывалось 47 переменных. Хаббл открыл также первую новую, одну из немногих вообще вспыхнувших в этой галактике. Для 22 звезд М 33, оказавшихся цефеидами, были построены кривые блеска. Двенадцать цефеид удалось исследовать и в М 31. Многие. еще неисследованные переменные, вероятно, также принадлежали к этому типу.

В обеих системах цефеиды удовлетворяли зависимостям «видимая звездная величина — логарифм периода». Ее сопоставление с зависимостью «абсолютная величина—логарифм периода», установленной Шепли в 1918 г., позволило оценить, что расстояние М 31 и М 33 одинаково и равно 285 000 парсеков.

Рис. 1. Кривая блеска первой цефеиды, открытой Хабблом в туманности Андромеды. Рисунок из письма Хаббла Шелли

Хаббл четко сформулировал три своих основных предположения: первое — цефеиды действительно связаны со спиралями, второе — в спиралях нет серьезного поглощения света, которое могло бы ослабить их блеск и, наконец, третье и самое главное — природа переменности цефеид повсюду во Вселенной одинакова. Этот последний принцип, распространенный и на другие одинаковые по своим характеристикам объекты, и есть основа определения расстояний в мире галактик.

Исследованные близкие спирали не были исключением. Переменные обнаружились также в М 81, М 101 и NGG 2403, но накопленных пластинок для их изучения пока не хватало.

После доклада всем стало ясно, что это и было главным событием съезда.

Совет общества- выбрал работу Хаббла, как, несомненно, достойную награды, и поручил Ресселу и Стеббинсу досмотреть, чтобы она была должным образом представлена в комитете по премиям. Рессел подготовил и все необходимые бумаги. В тот же день Стеббинс, как секретарь общества, направил в комитет восторженное письмо. Характеризуя сообщение Хаббла на съезде, Стеббинс заканчивал письмо такими словами: «Этот доклад — плод трудов молодого человека выдающихся и признанных способностей на поприще, которое он сам себе избрал. Доклад раскрыл глубины пространства, ранее недоступные исследованию, и породил надежду на еще большие успехи в ближайшем будущем. Уже сейчас он во сто крат расширил объем материального мира и с определенностью решил долгий спор о природе спиралей, доказав, что это гигантские совокупности звезд, почти сравнимые по размерам с нашей собственной Галактикой».

Уже в апреле доклад Хаббла появился в американском журнале «Популяр астрономи», вскоре он был перепечатан английским журналом «Обсерватори» и стал известен всему мировому сообществу астрономов. (Курьезно, что в «Публикациях» самого астрономического общества он вышел лишь в 1927 г., когда издавались материалы нескольких съездов вместе).

Рессел, неизменный обозреватель популярного журнала «Сайентифик Америкен», рассказал об открытии Хаббла в мартовском выпуске, именуя его автора, видно, для пущей солидности, не просто доктором,, а майором. Любители астрономии в нашей стране смогли узнать новость в обзоре, составленном В. А. Мальцевым для августовского номера журнала «Мироведение». Правда, Хабблу у нас не повезло — его имя еще долго писали по-разному, и все неверно.