https://frosthead.com

Πώς ο Edwin Hubble έγινε ο μεγαλύτερος αστρονόμος του 20ού αιώνα

Όταν τα μεγάλα μυαλά της επιστήμης συγκεντρώθηκαν στο Εθνικό Μουσείο των ΗΠΑ (σήμερα γνωστό ως Εθνικό Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Smithsonian) στις 26 Απριλίου του 1920, το σύμπαν ήταν σε κίνδυνο. Ή τουλάχιστον το μέγεθος του, ούτως ή άλλως. Σε επιστημονικούς κύκλους, ήταν γνωστή ως η Μεγάλη Συζήτηση και παρόλο που δεν το γνώριζαν τότε, οι γίγαντες της αστρονομίας Harlow Shapley και Heber Curtis - οι δύο άνδρες που ήρθαν στην Ουάσιγκτον, DC, για να παρουσιάσουν τις θεωρίες τους - να έχουν το έργο της ζωής τους να εκλείψει από τον Edwin Hubble, έναν νεαρό που σύντομα θα γίνει γνωστός ως ο μεγαλύτερος αστρονόμος από τον Galileo Galilei.

Ο Harlow Shapley έφθασε από το Παρατηρητήριο Mount Wilson, κοντά στο Pasadena, το σπίτι της πιο ισχυρής παρατηρητικής συσκευής στον κόσμο - το τηλεοπτικό τηλεσκόπιο 100 ιντσών. Ένας Καλιφορνέζος που είχε σπουδάσει στο Πρίνστον, ο Shapley ήρθε στη Μεγάλη Συζήτηση για να προωθήσει την πεποίθησή του ότι όλα τα σπειροειδή νεφελώματα που παρατηρήθηκαν (τώρα αναγνωρίζονται ως γαλαξίες) ήταν απλά μακρινά σύννεφα αερίου και περιέχονταν μέσα σε ένα μεγάλο γαλαξία, τον Γαλαξία.

Ο Edwin Hubble Edwin Hubble (Wikipedia)

Από την άλλη πλευρά, ο Curtis, ερευνητής στο Observatory Lick κοντά στο San Jose και στη συνέχεια διευθυντής του Παρατηρητηρίου Allegheny στο Πίτσμπουργκ, πίστευε ότι τα σπειροειδή νεφελώματα υπήρχαν πολύ έξω από τον Γαλαξία. Στην πραγματικότητα, αναφερόταν σε αυτά ως "νησιωτικά σύμπαντα", και εκτιμά ότι μοιάζουν πολύ με τον Γαλαξία σε μέγεθος και σχήμα.

Μετά την παρουσίαση των αντίστοιχων ιδεών μεταξύ τους εκ των προτέρων, οι δύο αστρονόμοι μπήκαν στο αίθριο εκείνο το βράδυ και συμμετείχαν σε μια ζωντανή, επίσημη συζήτηση σχετικά με την «Κλίμακα του Σύμπαντος». Στην ουσία διαφώνησαν για «τουλάχιστον 14 αστρονομικά ζητήματα». με τον Curtis να υποστηρίζει ότι ο ήλιος ήταν στο επίκεντρο αυτού που πίστευε ότι ήταν ένας σχετικά μικρός Γαλαξίας Γαλαξίας σε μια θάλασσα γαλαξιών. Ο Shapley διατήρησε τη θέση του ότι το σύμπαν αποτελούσε έναν γαλαξία, τον Γαλαξία, αλλά ότι ήταν πολύ μεγαλύτερο από ό, τι ο Curtis ή οποιοσδήποτε άλλος είχε υποθέσει και ότι ο ήλιος δεν ήταν κοντά στο κέντρο του.

Κάθε άνθρωπος πίστευε ότι το επιχείρημά του είχε μεταφέρει την ημέρα. Αν και δεν υπήρχε αμφιβολία ότι ο Curtis ήταν ο πιο έμπειρος και δυναμικός λέκτορας, το Κολέγιο του Χάρβαρντ θα προσλάβει σύντομα τον Shapley ως νέο διευθυντή του, αντικαθιστώντας τον νεκρό Edward Charles Pickering. Και οι δύο άνδρες, θα αποδείκνυαν, είχαν πάρει τις θεωρίες τους σωστά-μερικώς.

Πίσω στην Καλιφόρνια, ένας 30χρονος ερευνητής αστρονόμος, Edwin Hubble, είχε πρόσφατα λάβει μια θέση προσωπικού στο Παρατηρητήριο Mount Wilson, όπου εργάστηκε δίπλα στο Shapley. Το Hubble γεννήθηκε στο Μιζούρι το 1889, γιος ασφαλιστικού πράκτορα, αλλά στα τέλη του αιώνα η οικογένειά του μετακόμισε στο Σικάγο, όπου σπούδασε στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Ένα αστέρι σε πολλά αθλήματα, το Hubble κέρδισε μια υποτροφία της Ρόδου και σπούδασε στην Οξφόρδη. Αν και υποσχέθηκε στον πατέρα του ότι θα γίνει δικηγόρος, επέστρεψε στην Ιντιάνα για να διδάξει στο γυμνάσιο ισπανικά και φυσική (και μπάσκετ προπονητή). Αλλά παρέμεινε γοητευμένος από την αστρονομία, και όταν πέθανε ο πατέρας του, το 1913, ο νεαρός μελετητής αποφάσισε να ακολουθήσει διδακτορικό δίπλωμα στη μελέτη των αστεριών στο Παρατηρητήριο Yerkes του Πανεπιστημίου του Σικάγου.

Ολοκλήρωσε τη διατριβή του ("Photographic Investigations of Faint Nebulae") και έλαβε το διδακτορικό του το 1917, λίγο πριν στρατολογηθεί στον Αμερικανικό Στρατό κατά τη διάρκεια του Α Παγκοσμίου Πολέμου. Θα ειπώθηκε ότι ενώ ήταν στη Γαλλία, δίδαξε στρατιώτες να πορεύσουν το βράδυ, πλοήγηση από τα αστέρια. Όταν επέστρεψε στις Ηνωμένες Πολιτείες, το Hubble προσλήφθηκε από τον George Ellery Hale, διευθυντή του Observatory του Mount Wilson, όπου ο ίδιος θέλησε να παρατηρήσει και να φωτογράφει αστέρια που θεωρούνταν ότι βρίσκονται στο νεφέλωμα της Ανδρομέδας μέσα στο Γαλαξία.

Τον Οκτώβριο του 1923, το Hubble εξέταζε τις φωτογραφίες που είχε πάρει από το νεφέλωμα της Ανδρομέδας με το τηλεσκόπιο Hooker όταν συνειδητοποίησε ότι μπορεί να έχει εντοπίσει μια μεταβλητή Cepheid - ένα εξαιρετικά φωτεινό αστέρι. Το Hubble σκέφτηκε ότι θα μπορούσε να είναι σε θέση, με την πάροδο του χρόνου, να υπολογίσει τη φωτεινότητα του. Και με αυτόν τον τρόπο, θα μπορούσε να μετρήσει με ακρίβεια την απόσταση του.

Για μήνες, το Hubble επικεντρώθηκε στο αστέρι που ονομάστηκε "VAR!" Στη φημισμένη φωτογραφία. Θα μπορούσε να καθορίσει από την ποικίλη εσωτερική φωτεινότητα του αστέρα ότι ήταν 7.000 φορές φωτεινότερη από τον ήλιο και σύμφωνα με τους υπολογισμούς του θα έπρεπε να απέχει 900.000 έτη φωτός. Μια τέτοια απόσταση εξάλειψε τη θεωρία του Shapley για το μέγεθος του σύμπαντος, η οποία εκτιμάται σε 300.000 έτη φωτός σε διάμετρο. (Ο Curtis πίστευε ότι ήταν δέκα φορές μικρότερος από αυτό).

Harlow Shapley Harlow Shapley (Wikipedia)

Οι επιπτώσεις ενός αστέρα περίπου ενός εκατομμυρίου ετών φωτός μακριά ήταν προφανείς, αλλά ο Shapley απέρριψε γρήγορα το έργο του πρώην συναδέλφου του ως "επιστήμη σκουπιδιών". Όμως, το Hubble συνέχισε να φωτογραφίζει εκατοντάδες νεφελώματα, επιδεικνύοντας μια μέθοδο ταξινόμησής τους από το σχήμα, το φως και την απόσταση, το οποίο παρουσίασε στη Διεθνή Αστρονομική Ένωση.

Στην ουσία, πιστώθηκε ότι ήταν ο πρώτος αστρονόμος που έδειξε ότι τα νεφελώματα που είχε παρατηρήσει δεν ήταν ούτε σύννεφα αερίου ούτε απομακρυσμένα αστέρια στον Γαλαξία. Έδειξε ότι ήταν γαλαξίες και ότι υπήρχαν αμέτρητοι αριθμοί πέρα ​​από τον Γαλαξία.

Το Hubble έγραψε στο Shapley μια επιστολή και παρουσίασε τα ευρήματά του λεπτομερώς. Αφού το διάβασε, ο Shapley γύρισε σε έναν μεταπτυχιακό φοιτητή και έδωσε την παρατήρηση για την οποία θα γίνει διάσημη: «Εδώ είναι η επιστολή που κατέστρεψε το σύμπαν μου».

Συναρμολόγηση του τηλεοπτικού τηλεσκοπίου των 100 ιντσών. Συναρμολόγηση του τηλεοπτικού τηλεσκοπίου των 100 ιντσών. (Wikipedia)

Ο Edwin Hubble θα συνέχιζε να μετρά την απόσταση και την ταχύτητα των αντικειμένων στο βαθύ διάστημα και το 1929 δημοσίευσε τα ευρήματά του, τα οποία οδήγησαν στο "νόμο του Hubble" και στην ευρέως αποδεκτή διαπίστωση ότι το σύμπαν επεκτείνεται. Ο Albert Einstein, στη θεωρία της γενικής σχετικότητας, παρήγαγε εξισώσεις που έδειξαν ότι το σύμπαν είτε επεκτεινόταν είτε συρρικνώθηκε, αλλά δεύτερος μαντέψει αυτά τα συμπεράσματα και τα τροποποίησε για να ταιριάζει με την ευρέως αποδεκτή επιστημονική σκέψη του χρόνου - εκείνη ενός στασινού σύμπαντος. (Αργότερα κάλεσε την απόφαση να τροποποιήσει την εξίσωση "το μεγαλύτερο σφάλμα" της ζωής του.) Ο Αϊνστάιν επισκέφθηκε τελικά το Hubble και τον ευχαρίστησε για την υποστήριξη που έδωσαν στη θεωρία της σχετικότητας του τα ευρήματά του στο Όρος Wilson.

Ο Edwin Hubble συνέχισε να εργάζεται στο Παρατηρητήριο Mount Wilson μέχρι να πεθάνει από αίμα θρόμβου στον εγκέφαλο του το 1953. Ήταν 63 ετών. Μετά από 40 χρόνια, η NASA αποτίει φόρο τιμής στον αστρονόμο, ονομάζοντας το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble προς τιμήν του, έχει παράγει αμέτρητες εικόνες απομακρυσμένων γαλαξιών σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν, όπως είχε ανακαλύψει.

Το Νεφέλωμα της Μεγάλης Ανδρομέδας, φωτογραφήθηκε το 1899. Το Νεφέλωμα της Μεγάλης Ανδρομέδας, φωτογραφήθηκε το 1899. (Wikipedia)

Πηγές

Άρθρα: "Αστέρι που άλλαξε το σύμπαν λάμπει στη φωτογραφία του Hubble", από την Clara Moskowitz, Space.com, 23 Μαΐου 2011, http://www.space.com/11761-historic-star-variable-hubble-telescope-photo -aas218.html. "Η συζήτηση Shapley-Curtis του 1920: Ιστορικό, Θέματα και Συνέπειες", από την Virginia Trimble, Εκδόσεις της Αστρονομικής Εταιρείας του Ειρηνικού, σ. 107, Δεκέμβριος 1995. http://adsbit.harvard.edu/cgi-bin / nph-iaticle_query; 1995PASP% 2E% 2E107% 2E1133T "Η« Μεγάλη Συζήτηση »: Τι πραγματικά συνέβη», από τον Michael A. Hoskin, Εφημερίδα για την Ιστορία της Αστρονομίας, 7, 169-182, 1976, http: // apod .nasa.gov / diamond_jubilee / 1920 / cs_real.html "Η μεγάλη συζήτηση: Η νεκρολογία του Harlow Shapley" από τον Z. Kopal, Nature, Vol. 240, 1972, http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/shapley_obit.html. "Γιατί η" μεγάλη συζήτηση "ήταν σημαντική, " http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_why.html. "1929: Ο Edwin Hubble Ανακαλύπτει το Σύμπαν είναι Expanding, " Παρατηρητήρια του Ινστιτούτου για την Επιστήμη της Carnegie, http://cosmology.carnegiescience.edu/timeline/1929. "Η μεγάλη συζήτηση για το μέγεθος του σύμπαντος", Ιδέες κοσμολογίας, http://www.aip.org/history/cosmology/ideas/great-debate.htm.

Βιβλία: Marianne J. Dyson, Χώρος και Αστρονομία: Δεκαετία με Δεκαετία, Γεγονότα Αρχείου, 2007. Chris Impey, Πώς ξεκίνησε: Οδηγός για το Σύμπαν, WW Norton & Company, 2012.

Πώς ο Edwin Hubble έγινε ο μεγαλύτερος αστρονόμος του 20ού αιώνα