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.

---

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.

13 февраля журнал «Сайенс» опубликовал краткое сообщение о том, что комитет решил присудить премию в равных долях двум ученым — Хабблу и доктору Кливленду, специалисту по термитам, а через месяц появился и более подробный рассказ о трудах лауреатов. О премии Хабблу было сообщено и в «Публикациях Тихоокеанского астрономического общества». Стеббинс тут же сердечно поздравил Хаббла, посетовав, что премия не досталась ему целиком. Премия означала общественное признание научной репутации Хаббла и его имя впервые появляется в справочнике «Кто есть кто в Америке» за 1924—1925 гг.

Тогда 500 долларов были немалой суммой. Обычно же Ассоциация развития науки выделяла на премии ученым по 100—300 долларов. Если бы чета Хабблов из субтропической Калифорнии задумала перебраться куда-нибудь в более холодные края, супруг смог бы подарить молодой жене, скажем, леопардовую шубу, которая рекламировалась на той же странице газеты, где впервые сообщалось о его открытии. Остались бы деньги на табак и для его любимой трубки.

По-видимому Хаббл не очень надеялся на награду. Явно обрадованный, он 19 февраля писал Ресселу: «Дорогой мистер Рессел, награда явилась для меня приятным сюрпризом. Я полагал, что могут рассматриваться только законченные работы. Мы [писал он и от имени жены] понимаем, что это дело — примерно на 99% Рессела и на 1 % — Хаббла. Невозможно выразить в должной мере мою благодарность, остается лишь заверить, что я крайне признателен за Ваше предложение (весьма настойчивое) послать доклад, а также за Ваши безмерно добрые услуги в подталкивании его обсуждения на разных комитетах.

Подлинная же причина моего нежелания срочно публиковаться, как Вы можете догадаться, состоит в явном противоречии с ванмааненовским вращением туманностей. Вопрос примирения двух результатов имеет определенную привлекательность, но все же я полагаю, что найденные вращения должны быть отвергнуты. Первый же анализ измерений и выводов определенно указывает на ошибки за счет уравнения блеска как на возможное объяснение. По-видимому, вращение представляется вынужденной интерпретацией, особенно в случаях, где измеренные полные смещения велики — в М 81, М 33 и М 51, единственный же реально строгий аргумент в их пользу — это довольно шаткое согласие в направлении движения с направлением рукавов. Я очень хочу представить Вам доказательства, как только их получу.

Тем временем из наблюдений накапливается масса разнообразных данных — звездные подсчеты и снимки М 33 в [желтом] цвете, новые в М 31 (6 — на одной пластинке), переменные в других спиралях, доказательства разложения [на звезды] неправильных внегалактических туманностей и т. п.

Подлинно крупный прогресс, как я себе представляю,— это возможность приложения к спиралям обычных методов звездных исследований.

Искренне ваш Эдвин Хаббл.

Миссис Хаблл сама намеревается поблагодарить Вас за Ваши великодушные усилия в нашу пользу».

Для истории науки не так уж существенны слова благодарности, важнее мотивы почти годичной задержки сообщения об открытии.

В 1912 г. на обсерватории Маунт Вилсон появился голландец Адриан ван Маанен. Сначала он работал в группе исследователей Солнца, а два года спустя начал самостоятельные измерения точных положений и параллаксов звезд. Затем он заинтересовался спиральными туманностями и в 1921 г. опубликовал сначала предварительное, а в 1923 г. и полное исследование вращения М 33. Пластинки, служившие ему для этой цели, были разделены промежутком времени в 12 лет. Измерив положения множества деталей в рукавах туманности относительно окружающих звезд на каждой из пластинок, он нашел собственное движение объекта в целом, а исключив его, представил остаточные в виде двух компонент — радиального и вращательного. Второй компонент оказался весьма заметным. Это означало, что туманность вращается и ее оборот по оценке ван Маанена на разных расстояниях от центра совершается за 60 000-240 000 лет.

Результаты ван Маанена многим показались очень убедительными, тем более, что подобные же вращения он находил и в других спиральных туманностях. Они как бы наглядно иллюстрировали картину движения в протопланетном облаке теории Джинса. Сам ван Маанен в ту пору не сомневался в правильности своих выводов.

Однако открытие цефеид в туманностях Треугольника и Андромеды заставляло насторожиться.

Если Хаббл в оценках расстояний прав, то вращательные собственные движения, будучи переведенными в линейную меру, становились больше скорости света!

В работах по собственным движениям лучший судья — время: чем больше лет проходит между сравниваемыми пластинками, тем точнее будут результаты. В 1935 г. Хаббл сдержал слово, данное Ресселу, представив окончательные доказательства ложности выводов ван Маанена.

По прошествии многих лет все кажется менее драматичным, чем было в действительности. Некий ученый сделал ошибочную работу, другой высказал критические замечания, с которыми первый согласился, и вот перед беспристрастным объективом истории они оба застыли в крепком рукопожатии, с любезными улыбками. Но так гладко бывает далеко не всегда. Опираясь на большой документальный материал — письма, записки разных лиц, канадский историк науки Хезерингтон подробно рассказал, как на самом деле складывались отношения между Хабблом и ван Мааненом.

Ознакомившись с измерениями своего коллеги по обсерватории Никольсона, повторившего по требованию ван Маанена его работу, Хаббл понял, что «результаты находятся в пределах погрешностей и сами по себе на вращение с определенностью не указывают». Одиннадцатого марта 1925 г. он написал Шепли, что ван Маанен принял критику в штыки, «в своей необузданной манере». В 1968 г. миссис Хаббл в письме к английскому историку астрономии Хоскину вспоминала: «Ван Маанен отказался обсуждать существо дела или пересматривать свою работу. Эдвин на некоторое время решил не обращать внимание на противоречия и свои исследования продолжать. Через многие годы его друг рассказал мне, что он [Хаббл] признался: «Меня просили предоставить ему [ван Маанену] время, я дал ему десять лет». Хаббл верил в свою правоту, но выступить против ван Маанена — это значило сразу же подвергнуть его всеобщему посрамлению, а может быть, поставить под удар и свою репутацию, тем более, что сам Хаббл работал на Маунт Вилсон еще только четыре года, а за плечами ван Маанена был уже втрое больший срок. И Хаббл молчал.

Время шло, а результаты ван Маанена оставались вне серьезной критики и появлялись даже сообщения об открытии вращения и других туманностей. В Королевском астрономическом обществе Великобритании поговаривали, что выводы Хаббла можно-де принять, если бы не было ванмааненовских. Вот тогда Хаббл решил сделать новые измерения по новому материалу и, по-видимому, наконец-то открыто заявил о своем намерении. Руководители обсерватории встревожились: как бы научная полемика не превратилась в недостойную перебранку. Сирс, ведавший маунтвилсоновскими публикациями, в январе 1935 г. написал отсутствовавшему тогда Хейлу: «Для двух человек в одном и том же учреждении [т. е. для Хаббла и ван Маанена] есть возможность личных контактов и прямого обсуждения результатов друг друга я, следовательно, устранения различий во мнениях в частном порядке. Мне представляется, что само учреждение обязано проследить, чтобы все согласования по возможности были сделаны. Если же согласия достигнуть нельзя, институту, может быть, следует определить, какой из результатов представлять публике. Однако в таком случае должна сохраняться возможность для выражения частного мнения, но любое такое выражение должно касаться только научных аспектов рассматриваемого вопроса. Я думаю, учреждение вправе настаивать на такой процедуре. Но в некоторых случаях, может быть, разумнее отказаться от формального права и сказать неудовлетворенному лицу: „Печатайте, что хотите, но где-нибудь в ином месте"». Одним словом, как писал Хезерингтон, «маунтвилсоновская бюрократия не желала публичного диспута между своими двумя сочленами». Администрацию обсерватории понять было легко — до этого ван Манена она всячески поддерживала.

Хаббл нашел способ, чтобы новое исследование вращения галактики сделать максимально корректным и объективным. В измерениях участвовали он сам и привлеченные им Никольсон и Бааде, а результаты анализировал еще и Сирс. Всего они изучили четыре галактики - М 33, М51, М81 и М 101. Судя по данным ван Маанена, можно было ожидать, что смещения на пластинках, снятых через два десятка лет, достигнут 15— 20 микронов. Но они оказались всего лишь порядка одного микрона, т. е. лежали в пределах измерительных погрешностей. Однако ван Маанен вновь провел измерение М 33 и М 74 по пластинкам с разностью эпох в 9 лет и опять у него получалось, что эффект вращения превышает ошибки. В краткой заметке в «Астрофизикл джорнэл», напечатанной на следующей же странице после хаббловской, ван Маанен попытался представить все это как частичное подтверждение своих прежних выводов. Но и он вынужден был признать, что «рассматривать движения следует с оговорками». В отчете же обсерватории на этот раз говорилось уже совершенно недвусмысленно: «Хотя аномалия ванмааненовских результатов остается необъясненной, новые исследования определенно разрешают одно из сильнейших противоречий в области изучения туманностей».