Школьная энциклопедия. Великие астрономы
В Маршфилде (штат Миссури, США) в семье служащего страхового агентства.
В 1910 году окончил Чикагский университет, получив диплом бакалавра. Затем изучал юриспруденцию в The Queen"s College при Оксфордском университете в Англии.
В 1913 году вернулся в США и в течение года занимался юридической практикой в штате Кентукки.
В 1914 году, решив посвятить себя астрономии, поступил в Йеркcскую обсерваторию Чикагского университета, где проработал до 1917 года и защитил диссертацию на докторскую степень в области астрономии.
В 1917 году Эдвин Хаббл был приглашен на работу в новую обсерваторию Маунт-Вилсон, но в это время США вступили в Первую мировую войну, и он ушел добровольцем в армию.
Воинская часть, в которую попал Хаббл, была отправлена во Францию. В ноябре 1918 года он был ранен осколком снаряда.
В 1919 году , демобилизовавшись в чине майора, он начал работать в обсерватории Маунт-Вилсон (Калифорния), где были установлены крупнейшие телескопы того времени — 60- и 100-дюймовые рефлекторы.
Занимался изучением галактических туманностей . В 1922 году предложил классификацию наблюдаемых туманностей на внегалактические (галактики) и галактические (газово-пылевые). В 1924-1926 годах Хабблу удалось на фотографиях обнаружить звезды, из которых состоят некоторые ближайшие к нам галактики, и тем самым доказать, что они представляют собой звездные системы, подобные нашей Галактике.
В 1925 году он составил первую подробную систему классификации галактик по их форме, являющуюся основой современной классификации.
Основываясь на функции светимости галактик, разработал ряд критериев, позволяющих оценивать расстояния до самых далеких из них. В 1929 году Хаббл обнаружил, что между скоростями движения галактик и расстоянием до них существует линейная зависимость (закон Хаббла), и определил численное значение коэффициента этой зависимости (постоянная Хаббла). Это открытие стало наблюдательной основой представлений о расширяющейся эволюционирующей Вселенной.
Вплоть до Второй мировой войны Хаббл исследовал расширение Вселенной на примере все более далеких галактик.
Свои исследования по внегалактической астрономии Хаббл подытожил в книгах "Мир туманностей" (The Realm of the Nebulae, 1936) и "Наблюдательный подход к космологии" (The Observational Approach to Cosmology, 1937).
Когда началась Вторая мировая война, Хаббл возглавил Южно-Калифорнийский объединенный комитет борьбы за свободу.
С 1940 года он начал публично выступать против гитлеровской агрессии. Эдвин Хаббл попытался пойти служить в армию, но из-за возраста его не взяли. В 1942 году ему удалось включиться в оборонную работу на Абердинском полигоне (восточное побережье Америки), где он возглавлял Отдел внешней баллистики.
После окончания войны Хаббл продолжил работу в обсерватории Маунт-Вилсон. Принимал активное участие в создании 200-дюймового телескопа обсерватории Маунт-Паломар. Получил первые фотографии с помощью этого телескопа.
В последние годы жизни Хаббл активно выступал за запрещение оружия массового поражения.
Работа Эдвина Хаббла во время войны была высоко оценена, он получил медаль "За заслуги" (1946).
Заслуги ученого были также отмечены множеством других наград: медалью Барнарда (1935), медалью Катерин Брюс Тихоокеанского астрономического общества (1938), медалью Бенджамина Франклина Института имени Б.Франклина (1939), Золотой медалью Лондонского королевского астрономического общества (1940).
Хаббл был избран в Национальную академию наук США (1927), затем стал членом академий ряда стран.
Открытие закона расширения Вселенной сделало Хаббла одним из выдающихся ученых ХХ века. Его называют величайшим астрономом со времен Коперника, сравнивают с Галилеем и Гершелем.
Его именем назван кратер на Луне и один из астероидов. А на околоземной орбите несет службу запущенный в 1990 году космический телескоп Хаббла (Hubble Space Telescope).
Материал подготовлен на основе информации РИА Новости
Немногие телескопы могут похвастаться таким весомым вкладом в астрономические исследования, как космический телескоп «Хаббл».
Благодаря космическому телескопу мы расширили наши представления, пересмотрели предварительные теории и построили новые, подробнее объясняющие астрономические явления.
В апреле 2006 года исполнилось 16 лет с тех пор, как «Хаббл» находится в космосе, но пока NASA борется за возобновление полетов шаттлов, телескоп продолжает дряхлеть. Если астронавты не смогут его отремонтировать, то к середине 2008 года он окончательно выйдет из строя.
С помощью «Хаббла» было совершено 10 важнейших открытий в астрономии. За последние годы, вместе с другими обсерваториями, «Хаббл» обнаружил два новых спутника Плутона, неожиданно (и парадоксально) — обширную галактику в очень молодой Вселенной, а также спутник с массой планеты у коричневого карлика, весящего ненамного больше самой планеты. Нам удалось уточнить характеристики Вселенной, которые прежде существовали лишь в нашем воображении.
1. Столкновение с кометой
По космическим масштабам столкновение кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером было рядовым событием: усеянные кратерами поверхности планет и их спутников показывают, что Солнечная система — настоящий тир. Но в масштабе жизни человека с таким событием можно столкнуться лишь однажды: в среднем комета врезается в планету раз в тысячу лет.
За год до гибели кометы Шумейкеров-Леви 9 полученные «Хабблом» изображения показали, что она раскололась на две дюжины фрагментов, которые растянулись в цепочку. Первый из них врезался в атмосферу Юпитера 16 июля 1994 года, а за ним в течение недели упали и остальные. На изображениях видны выбросы, похожие на гриб ядерного взрыва, поднимающиеся над горизонтом Юпитера, а затем оседающие и рассасывающиеся через 10 минут после столкновения. Но последствия взрыва наблюдались еще в течение нескольких месяцев.
Следы столкновений помогают выяснить состав газового гиганта. От каждого из них волны разбегались со скоростью 450 м/сек. Судя по всему, это «тяжелые» волны, упругость в которых создается силой плавучести. Характер распространения волн указывает, что отношение кислорода к водороду в атмосфере Юпитера может быть в 10 раз больше, чем на Солнце. Однако если Юпитер сформировался в результате гравитационной неустойчивости первичного газопылевого диска, то его состав должен быть таким же, как у диска, то есть соответствовать химическому составу Солнца. Это противоречие так и остается неразгаданным.
2. Внесолнечные планеты
В 2001 году Американское астрономическое общество обратилось с просьбой к специалистам выбрать наиболее значимое, с их точки зрения, открытие последнего десятилетия. По мнению большинства, им стало обнаружение планет вне Солнечной системы. Сегодня известно около 180 таких объектов. Значительная их часть найдена с помощью наземных телескопов по небольшим колебаниям звезды, вызванным гравитационным воздействием обращающейся вокруг нее планеты. Пока такие наблюдения дают минимум информации: только размер и эллиптичность орбиты планеты, а также нижний предел ее массы.
Исследователи сосредоточились на тех планетах, орбитальные плоскости которых ориентированы вдоль нашего луча зрения. Наблюдение «Хабблом» первого из обнаруженных прохождений спутника звезды HD 209458 дало наиболее полную информацию о планете вне Солнечной системы. Она на 30% легче Юпитера, но при этом на столько же больше его в диаметре, возможно, потому, что излучение близкой звезды заставило ее раздуться. Данные «Хаббла» достаточно точны, чтобы выявить широкие кольца и массивные спутники, но их не оказалось. «Хаббл» впервые определил химический состав планеты вблизи другой звезды. В ее атмосфере содержатся натрий, углерод и кислород, а водород испаряется в пространство, создавая кометообразный хвост. Эти наблюдения — предтеча поисков химических признаков жизни в далеких уголках Галактики.
3. Агония звезд
Согласно теории, звезда с массой от 8 до 25 масс Солнца завершает свою жизнь взрывом сверхновой. Исчерпав запасы топлива, она резко теряет способность удерживать собственный вес. Ее ядро коллапсирует, превращаясь в нейтронную звезду — массивный, сверхплотный объект, а внешние слои газа выбрасываются в пространство со скоростью 5% от скорости света. Но проверить данную теорию нелегко, поскольку в нашей Галактике сверхновые не взрывались с 1680 года. Однако 23 февраля 1987 года астрономам улыбнулась удача: произошел взрыв сверхновой в соседней галактике, спутнике Млечного Пути, — Большом Магеллановом облаке. В этот момент «Хаббл» еще не был запущен, но через 3 года он начал отслеживать процесс и вскоре открыл три кольца, окружающие взорвавшуюся звезду. Центральное видно на месте узкой перемычки у газового облака, имеющего форму песочных часов, а большие кольца — края двух чашеобразных полостей, видимо образованных звездой за несколько десятков тысяч лет до взрыва. В 1994 году «Хаббл» начал замечать яркие пятна, возникающие одно за другим на центральном кольце: это в него врезался выброс сверхновой. Наблюдения за агонией звезды продолжаются.
В отличие от своих более массивных собратьев, звезды типа Солнца умирают более элегантно, сбрасывая свои внешние газовые слои постепенно, без взрыва. Это длится около 10 тыс. лет. Когда горячее центральное ядро звезды обнажается, оно своим излучением ионизует извергнутый газ, заставляя его светиться ярко-зеленым (ионизованный кислород) и красным (ионизованный водород). В результате возникает планетарная туманность. Сегодня их известно около 2 тыс. «Хаббл» показал их необычайно сложные формы в тончайших деталях. В некоторых туманностях наблюдается несколько концентрических кругов, похожих на бычий глаз, что свидетельствует об эпизодическом, а не непрерывном выбросе газа. Причем предполагаемое время между двумя выбросами составляет примерно 500 лет, что слишком долго для динамических пульсаций (при которых звезда сжимается и расширяется в результате противоборства гравитации и газового давления) и слишком быстро для тепловых пульсаций (при которых звезда выходит из равновесного состояния). Истинная же природа наблюдаемых колец остается неясной.
4. Космическое рождение
Установлено, что узкие и быстрые струи газа свидетельствуют о рождении звезды. Формируясь, она может извергнуть две тонкие струи длиной в несколько световых лет. Согласно одной из гипотез, крупномасштабное магнитное поле пронизывает газопылевой диск, окружающий молодую звезду. Ионизованное вещество, вынужденное течь вдоль магнитных силовых линий, напоминает бусины на вращающейся нитке. Наблюдения «Хаббла» подтвердили теоретический прогноз, согласно которому струи рождаются в центре диска.
В то же время данные, полученные «Хабблом», опровергли другое предположение, касавшееся околозвездных дисков. Считалось, что они сидят так глубоко в родительском облаке, что увидеть их невозможно. «Хаббл» же обнаружил с дюжину протопланетных дисков — проплидов, часто заметных в виде силуэта на фоне туманности. По крайней мере половина изученных молодых звезд обладает такими дисками, свидетельствующими о том, что сырья для формирования планет в Галактике достаточно.
5. Галактическая археология
Астрономы считают, что крупные галактики, такие как Млечный Путь и наша соседка Туманность Андромеды, выросли, поглощая мелкие галактики. Признаки «галактического каннибализма» должны быть заметны по расположению, возрасту, составу и скоростям входящих в них звезд. Благодаря наблюдениям «Хаббла» за звездным гало (слабым сферическим облаком звезд и звездных скоплений вокруг основного галактического диска) Туманности Андромеды, исследователи обнаружили, что в гало входят различающиеся по возрасту звезды: у самых старых возраст достигает 11-13,5 млрд лет, а у самых юных — 6-8 млрд лет. Последние, должно быть, случайно забрели сюда из какой-то молодой галактики (например, из поглощенной галактики-спутника) или же из более ранней области самой Андромеды (например, из диска, если часть его разрушилась при близком прохождении небольшой галактики или столкновении с ней). В гало нашей галактики нет заметного числа относительно молодых звезд. Так что при всей схожести формы Туманности Андромеды и Млечного Пути, как показывают наблюдения «Хаббла», истории двух галактик значительно отличаются друг от друга.
6. Сверхмассивные черные дыры
С 1960-х годов астрономы получили доказательства того, что источником энергии квазаров и других активных ядер галактик служат гигантские черные дыры, захватывающие окружающее их вещество. Наблюдения «Хаббла» подтверждают данную теорию. Почти у каждой детально наблюдавшейся галактики нашлись указания на спрятанную в ее центре черную дыру. Особенно важными оказались два обстоятельства. Во-первых, изображения квазаров, полученные с высоким угловым разрешением, показали, что они располагаются в ярких эллиптических или взаимодействующих галактиках. Это говорит о том, что нужны особые условия, чтобы питать центральную черную дыру. Во-вторых, масса гигантской черной дыры тесно коррелирует с массой сферического звездного балджа (сгущения), окружающего галактический центр. Корреляция свидетельствует о том, что формирование и эволюция галактики и ее черной дыры тесно связаны.
7. Самые мощные взрывы
Гамма-всплески — короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут. Их разделяют на два типа в зависимости от их длительности. Границей считаются примерно 2 секунды; в более длительных вспышках образуются менее энергичные фотоны, чем в более коротких. Наблюдения, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, позволили предположить, что продолжительные вспышки возникают при коллапсе ядер массивных короткоживущих звезд, иными словами, — звезд типа сверхновой. Но почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески?
«Хаббл» обнаружил: несмотря на то, что во всех областях звездообразования в галактиках вспыхивают сверхновые, продолжительные гамма-всплески сконцентрированы в наиболее ярких областях, как раз там, где сосредоточены самые массивные звезды. Более того, продолжительные гамма-всплески чаще всего возникают в небольших, неправильных, бедных тяжелыми элементами галактиках. И это важно, поскольку дефицит тяжелых элементов в массивных звездах делает их звездный ветер менее мощным, чем у звезд, богатых тяжелыми элементами. Поэтому на протяжении жизни бедные тяжелыми элементами звезды сохраняют большую часть своей массы и, когда приходит время взрываться, они оказываются более массивными. Коллапс их ядер приводит к образованию не нейтронной звезды, а черной дыры. Астрономы считают, что продолжительные гамма-всплески вызваны тонкими струями, выброшенными быстро вращающимися черными дырами. Решающими факторами для того, чтобы коллапс ядра звезды вызвал мощный гамма-всплеск, являются масса и скорость вращения звезды в момент ее смерти.
Отождествление коротких гамма-всплесков оказалось более сложным. Только в последние годы несколько таких событий произошло благодаря спутникам HETE 2 и Swift . «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» установили, что энергия таких вспышек слабее, чем продолжительных, и возникают они в совершенно разных типах галактик, включая и эллиптические галактики, где звезды сейчас почти не формируются. Похоже, что короткие вспышки связаны не с массивными, короткоживущими звездами, а с остатками их эволюции. Согласно наиболее популярной гипотезе, короткие гамма-всплески возникают при слиянии двух нейтронных звезд.
8. Край Вселенной
Одна из фундаментальных задач астрономии — исследовать развитие галактик и их предков во временном интервале, максимально приближенном к моменту Большого взрыва. Чтобы понять, как выглядел когда-то наш Млечный Путь, исследователи решили получить изображения галактик различного возраста — от самых юных до самых старых. С этой целью, чтобы запечатлеть наиболее далекие (а значит, самые древние) галактики, «Хаббл» совместно с другими обсерваториями получил с длительными экспозициями изображения нескольких маленьких участков неба: глубокие снимки «Хаббла», сверхглубокий снимок «Хаббла» и глубокий обзор великих обсерваторий «Происхождение».
Сверхчувствительные снимки показывают галактики во Вселенной, когда ей было лишь несколько сотен миллионов лет, что составляет всего 5% от ее нынешнего возраста. Тогда галактики были меньше размером и имели менее правильную форму, чем теперь, что и следовало ожидать, если современные галактики образовывались путем слияния маленьких галактик (а не путем распада более крупных). Создаваемый сейчас космический телескоп «Джеймс Уэбб», наследник «Хаббла», сможет проникнуть в еще более далекие эпохи.
Глубокие снимки позволяют также проследить, как изменялась интенсивность звездообразования во Вселенной от эпохи к эпохе. Похоже, что она достигла своего пика примерно 7 млрд лет назад, а затем постепенно ослабла примерно в десять раз. В молодости Вселенной (то есть в возрасте 1 млрд лет) скорость звездообразования уже была велика и составляла 1/3 ее максимального значения.
9. Возраст Вселенной
Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга так, как будто бы пространство Вселенной равномерно растягивается. Постоянная Хаббла (H 0), указывающая современную скорость расширения, позволяет определить возраст Вселенной. Объяснение простое: постоянная Хаббла — это скорость разбегания галактик, поэтому, если пренебречь ускорением и торможением, величина, обратная H 0 , дает время, когда все галактики были рядом. Кроме того, значение постоянной Хаббла играет определяющую роль для роста галактик, формирования легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Не удивительно, что точное измерение постоянной Хаббла было с самого начала основной целью одноименного телескопа.
На практике для определения данной величины требуется измерить расстояния до ближайших галактик, а это гораздо более трудная задача, чем считалось в XX веке. «Хаббл» детально исследовал цефеиды — звезды с характерными пульсациями, периоды которых указывают на их истинный блеск, а значит, и на расстояние до них, — в 31 галактике. Точность полученного значения постоянной Хаббла составила около 10%. В совокупности с результатами измерений реликтового излучения это определяет возраст Вселенной — 13,7 млрд лет.
10. Ускоряющаяся Вселенная
В 1998 году две независимые группы исследователей пришли к поразительному выводу: расширение Вселенной ускоряется. Обычно астрономы считали, что Вселенная тормозится, поскольку притяжение галактик друг к другу должно замедлять их разбегание. Сложнейшая загадка современной физики — вопрос о том, что вызывает ускорение. Согласно рабочей гипотезе, во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «темной энергией». Совокупность наблюдений «Хаббла», наземных телескопов и измерений реликтового излучения указывают, что в этой темной энергии содержится 3/4 полной плотности энергии Вселенной.
Ускоренное расширение началось примерно 5 млрд лет назад, а до того момента оно тормозилось. В 2004 году «Хаббл» обнаружил 16 далеких сверхновых, которые тогда вспыхнули. Данные наблюдения накладывают основательные ограничения на теории о том, чем может быть темная энергия. Простейшая (и наиболее загадочная) возможность заключается в том, что энергия принадлежит самому пространству, даже если оно совершенно пустое. Сегодня наблюдение далеких сверхновых остается лучшим методом изучения темной энергии. Роль «Хаббла» в изучении темной энергии огромна, поэтому астрономы будут благодарны NASA , если телескоп будет сохранен.
Статьи об открытиях «Хаббла» в Scientific American
:
1. Comet Shoemaker-Levy 9 Meets Jupiter. David H. Levy, Eugene M. Shoemaker and Carolyn S. Shoemaker. August 1995.
2. Searching for Shadows of Other Earths. Laurance R. Doyle, Hans-Jörg Deeg and Timothy M. Brown. September 2000.
3. The Extraordinary Deaths of Ordinary Stars. Bruce Balick and Adam Frank. July 2004 (Необычная смерть обычных звезд // ВМН, № 9, 2004).
4. Fountains of Youth: Early Days in the Life of a Star. Thomas P. Ray. August 2000.
6. The Galactic Odd Couple. Kimberly Weaver. July 2003 (Странная галактическая чета // ВМН, № 10, 2003).
7. The Brightest Explosions in the Universe. Neil Gehrels, Luigi Piro and Peter J. T. Leonard. December 2002 (Ярчайшие взрывы во Вселенной // ВМН, № 4, 2003).
8. Galaxies in the Young Universe. F. Duccio Macchetto and Mark Dickinson. May 1997.
9. The Expansion Rate and Size of the Universe. Wendy L. Freedman. November 1992.
10. From Slowdown to Speedup. Adam G. Riess and Michael S. Turner. February 2004 (От замедления к ускорению // ВМН, № 5, 2004).
Эдвин Пауэлл Хаббл родился 20 ноября 1889 года в американском штате Миссури. Он рано увлекся астрономией и причиной этому стал телескоп, который подарил ему дедушка на восьмой день рождения. Это увлечение продолжилось в школе, не закончившись и после ее окончания. Поступив в Чикагский университет, Хаббл усиленно занимался математикой, астрономией и философией. Это позволило ему получить диплом бакалавра в 1910 году. Стоит отметить, что он весьма успешно совмещал академические занятия со спортивными. Эдвин имел значительные успехи в боксе и прыжках в высоту.
По окончании университета, Хаббл три года учился в Оксфордском университете по специальности «международное право». Получив степень бакалавра, он вернулся в США и через некоторое время начал работать в Йеркской обсерватории, где через несколько лет успешно защитил докторскую диссертацию. Темой его работы стали исследования слабых туманностей. При этом в ходе самостоятельной работы ему удалось открыть более 500 таких туманностей.
А после Первой мировой войны Хаббл переехал в Калифорнию, где по приглашению директора обсерватории Маунт-Вильсон стал ее сотрудником. Здесь он и работал практически до самой смерти, последовавшей 26 сентября 1953 года.
Открытия, сделанные Эдвином Хабблом, во многом изменили представления людей о структуре Вселенной, сложившиеся к началу ХХ столетия. Этому в значительной степени способствовало то, что обсерватория Маунт-Вильсон была оснащена самым совершенным по тем временам оборудованием. Так, в 1919 году здесь вступил в строй крупнейший в мире оптический телескоп диаметром 2.5 метра. Именно на нем Хаббл проводил изучение цефеид – пульсирующих переменных звезд, особенностью которых является относительно точная зависимость период-светимость.
Наблюдения таких звезд в Туманности Андромеды и Треугольнике ясно показали, что они не относятся к нашему Млечному пути, а являются отдельными звездными системами. Так были открыты галактики, являющиеся основным элементом крупномасштабной структуры Вселенной. Вскоре, после обнаружения новых удаленных звездных систем, Хаббл предложил принципиально новую Морфологическую систему классификации галактик. В ней известные на тот момент системы группировались в Последовательность Хаббла, которая была оформлена в 1936 году. Она используется астрономами и в наше время.
Еще одним важным открытием Хаббла, сделанным им на основе результатов наблюдений цефеид, сделанных ГенриетойЛивит, стало обнаружение зависимости величины красного смещения в спектре космических объектов от расстояния до них. Ему удалось вывести величину, названную Постоянной Хаббла. Она связывает расстояние до наблюдаемого объекта со скоростью удаления от него. Это понятие вошло в гипотезу расширяющейся Вселенной, став базовым в современной космологии.
Помимо научных исследований Эдвин Хаббл занимался и популяризаторской деятельностью. Им были написаны две книги по астрономии – «Царство туманностей» и «Наблюдательный подход в космологии». Хаббл также лично открыл астероид с порядковым номером 1373, который получил название Цинциннати.
Если говорить о звездах и галактиках, первое, что приходит на ум - это имя, Эдвин Хаббл (1889 – 1953 г.ж.). И не потому, что в последнее время все средства информации упоминают о мощном орбитальном телескопе, названом в его честь. Просто этот ученый в свое время доказал звездность внегалактических туманностей, которые именуются галактиками, а также ему удалось рассчитать расстояния до некоторых из них. Современные исследователи используют структурную классификацию галактик, разработанную Хабблом.
Эдвин Хаббл (1889 – 1953 г.ж.)
Американский астроном оставил после себя огромное наследие – развивающийся мир галактик, который управляется закономерностями выдвинутыми Хабблом. Его открытия позволяют называть его одним из выдающихся астрономов после Николая Коперника.
Немного из биографии Эдвина Хаббла.
Появился на свет Эдвин Хаббл в небольшом городе Маршфилд (штат Миссури) в семье страхового агента Д. П. Хаббла и его жены Виржинии Ли Джеймс. Это событие произошло 20 ноября 1889 года. Предки Хаббла были коренными англичанами и приехали осваивать новую жизнь на американский континент в XVII веке. Детство Эдвина проходило весело в дружной семейной обстановке, где кроме его росло еще семь детей. Астрономия Эдвина заинтересовала еще в раннем возрасте. Наверное, это наследственное, так как его дед в свое время построил собственный телескоп.
В 1906 году Эдвин оканчивает школу и поступает в Чикагский университет, который по тем временам входил в десятку лучших учебных заведений Соединенных Штатов. В этом университете трудился известный астроном Ф. Р. Мультон, который является создателем одной из теорий происхождения Солнечной системы. Этот человек сыграл одну из основных ролей в дальнейшем выборе Хаббла.
О том, как учился Хаббл и какую деятельность вел в студенческие годы, не сохранилось никаких материалов. Есть только некоторые упоминания, что Хаббл был отличным спортсменом – увлекался боксом, баскетболом.
После окончания университета Хаббл получает стипендию Родса, что дает ему возможность отправиться в Англию для получения дальнейшего образования. Но в Кембридже вместо того, чтобы изучать естественные науки, Эдвин занимается освоением юриспруденции. Общение с детьми английской элиты у Хаббла окончательно сформировался характер. Он стал по джентельменски сдержанным, с чувством собственного достоинства, а также проявлял гуманитарные интересы. Он любил читать книги, и его часто можно было встретить за этим занятием. Его мысль была ясной, а речь четкой и убедительной.
В 1913 году Эдвин Хаббл возвращается к себе на Родину, но ему не судилось стать известным юристом. Его стремление к науке побудило его вернуться в родной университет, где в Йеркской обсерватории он пишет диссертацию по философии. Его работа касалась исследований слабых спиральных туманностей и особого впечатления с научной точки зрения не производила. Единственное, что утверждал Хаббл в то время – это то, что спиральные туманности – это звездные системы, которые находятся на расстоянии и оно исчисляется миллионами световых лет.
Йеркская обсерватория.
В те времена в обсерватории Маунт-Вилсон, которой руководил известный американский астроном Джорож Эллери Хейл, устанавливался один из крупнейших рефлекторов того времени (телескоп диаметром 250 сантиметров или 100 дюймов). Для работы в этой обсерватории Хабблу было выслано приглашение. Но все планы после завершения работы над диссертацией нарушила первая мировая война, в которую США вступили в 1917 году. Хаббл отказался от заманчивого предложения работать в обсерватории Маунт-Вилсон и ушел на фронт добровольцем. Ему удалось получить военное образование и быть назначенным командиром пехотного батальона, который входил в дивизию «Черный ястреб». Ему посчастливилось попасть в Европу в 1918 году, но участвовать в боевых действиях так и не пришлось. В 1919 году он все-таки решил воспользоваться приглашением Хейла.
Обсерватория Маунт-Вилсон с мощным телескопом
В обсерватории Маунт-Вилсон Хаббл начал исследовать туманности. Его внимание привлекали видимые объекты, которые находятся в полосе Млечного Пути. Ведь это объекты, которые принадлежат нашей Галактике, которые относятся к диффузным и планетарным туманностям. По теории Хаббла стало известно, что свечение внутри туманностей возможно благодаря звёздам. Также Хаббл сделал вывод о том, что свет туманностей – это ничто иное, как переизлучение ультрафиолетовой радиации центровых звезд в оптическом диапазоне. Эта теория позволила решить ранее существующую проблему свечения туманностей.
В дальнейшем открылись перспективы изучения туманностей вне поля видимости Млечного Пути. Первое, что пришло в голову Хаббла – это создать классификацию туманностей. В дальнейшем выяснилось, что отдельно взятые туманности являются отдельными галактиками. Хаббл разделил их спиральные, эллиптические и неправильные. Ранее существовали классификации галактик, но Хаббл предложил четкую и понятную схему.
Классификация галактик по Хабблу служит по сегодняшний день и произведенные модификации не затронули ее основу, она осталась не изменой.
Классификация туманностей по Хабблу
Конечно, классификация не может решить природу происхождения или зарождения галактик. Со времен их обнаружения человеком, выдвигалось не мало теорий и моделей, которые пытались объяснить данной явление. В спиральных туманностях велись наблюдения и некоторые ученые утверждают, что из диффузного вещества рождаются звезды и планеты, и даже целые звездные системы, которые называются галактиками. Но в те времена решающим вопросом являлось определение расстояния до этих объектов.
С 1923 года Хаббл активно изучает туманность в созвездии Андромеды, используя при этом 250 см рефлектор. И какое его было удивления при сравнивании своего снимка с ранее сделанными? Ведь он обнаружил возле двух новых звезд третью с переменным свечением. Это была цефеида – звезда, у которой период колебания блеска связан с ее светимостью. Цефеиды и навели Хаббла на мысль, что по определению светимости звезд и их видимому блеску можно производить расчет расстояния до туманности. Так было определено расстояние до Туманности Андромеды. Также он сделал вывод, что эта туманность является другой звёздной Галактикой. Такие же выводы Хаббл сделал и по отношению к туманности МОС 6822 и туманности в Треугольнике.
Об открытии Хаббла стало известно только в 1925 году, когда Г. Рассел зачитал его доклад на съезде Американского астрономического сообщества. Хаббла считали первым, кто открыл дверь в бескрайние просторы Вселенной. Теперь Вселенная приобрела реальное пространство, которое заполнено звездами и галактическими системами.
Хаббл также установил, что галактики способны разлетаться друг от друга и по мере их удаления скорость линейно увеличивается. Такая зависимость была названа законом Хаббла, а коэффициент пропорциональности – постоянной Хаббла (Н).
Закон Хаббла сразу приняли в научном мире, а высоко оценил проделанную работу Хабблом. Он сказал, что Хаббл и Хьюмасон создали теорию о не стационарности Вселенной.
Эдвин Хаббл был выдающимся астрономом, которого приглашали с лекциями по всему миру, награждали почетными медалями. Он стал членом многих академий и научных сообществ. На его лекции о галактиках собиралось не мало народу. Известным трудом Хаббла является книга «Мир туманностей», в которой приведён отчет исследований, которые стали возможны благодаря самому мощному оптическому инструменту того времени.
Хаббл упорно работал, и это не могло не сказаться на его здоровье. В 1949 году он переносит тяжелый инфаркт. Но и это его не останавливало, и только слегка оправившись от болезни – он начинает опять работать. Он искал новые галактики, открывал новые звезды, но количество научных публикаций в этот период существенно снизилось.
Хаббла не стало 28 сентября 1953 года. Он умер от инсульта. На земле не существует ни одного памятника Эдвину Хабблу. Ни кто не знает даже места захоронения известного астронома (так пожелала его жена). В честь Хаббла назван кратер на Луне и астероид 2069. В честь его назвали самый мощный орбитальный телескоп.
Хаббл стал подлинным классиком науки двадцатого столетия. Ученый оставил грандиозное наследие - эволюционирующий мир галактик, управляемый законом его имени. Он сделал столь выдающиеся открытия, что они дают бесспорное право назвать Хаббла величайшим астрономом со времен Коперника.
Предки Хаббла, выходцы из Англии, появились на американском континенте еще в XVII столетии. Эдвин Хаббл родился 20 ноября 1889 года в небольшом городке Маршфилд в штате Миссури в семье страхового агента Джона Пауэла Хаббла и его супруги Виржинии Ли Джеймс. Его детство прошло в крепкой дружной семье, где росло восемь детей. Астрономией Эдвин заинтересовался рано, вероятно, под влиянием своего деда по матери, построившего себе небольшой телескоп.
В 1906 году Эдвин окончил школу. Учеба давалась ему легко, занятиями он себя не утруждал и среди сверстников особо ничем не выделялся. Шестнадцатилетним юношей Хаббл поступил в Чикагский университет, входивший тогда в первую десятку лучших учебных заведений США. Там работал астроном Ф.Р. Мультон, автор известной теории происхождения Солнечной системы. Он оказал большое влияние на дальнейший выбор Хаббла.
О том, как протекала студенческая жизнь Эдвина, сведений сохранилось мало. Обычно вспоминают лишь, что он увлекался спортом, играл в баскетбол, занимался боксом, и тренеры даже прочили ему карьеру профессионального боксера.
После окончания университета Хабблу удалось получить стипендию Родса и на три года уехать в Англию для продолжения образования. Однако вместо естественных наук ему пришлось изучать в Кембридже юриспруденцию. Здесь, в Колледже Королевы, в среде детей английской элиты, сложились все черты характера Хаббла - сдержанность, чувство собственного достоинства, проявились гуманитарные интересы, любовь к книге, развился дар четко и убедительно излагать свои мысли. Летом 1913 года Эдвин возвратился на родину, но юристом он не стал. Хаббл стремился к науке и вернулся в Чикагский университет, где в Йеркской обсерватории под руководством профессора Фроста подготовил диссертацию на степень доктора философии. Его работа представляла собой статистическое исследование слабых спиральных туманностей в нескольких участках неба и особенной оригинальностью не отличалась. Но уже тогда Хаббл разделял мнение о том, что «спирали - это звездные системы на расстояниях, часто измеряемых миллионами световых лет».
В это время в астрономии должно было произойти большое событие обсерватория Маунт-Вилсон, которую возглавлял замечательный организатор науки Д.Э. Хейл, готовилась к вводу в строй крупнейшего телескопа, стодюймового рефлектора (250-сантиметрового - прим. авт.). Приглашение работать в обсерватории среди других получил и Хаббл. Однако весной 1917 года, когда он заканчивал свою диссертацию, США вступили в первую мировую войну. Молодой ученый отклонил приглашение, записался добровольцем в армию, получил военное образование и был назначен командиром пехотного батальона дивизии «Черный ястреб». В составе Американского экспедиционного корпуса майор Хаббл попал в Европу осенью 1918 года, незадолго до окончания войны, и в боевых действиях принять участие не успел. Летом 1919 года Хаббл демобилизовался и поспешил в Пасадену, чтобы принять приглашение Хейла.
В обсерватории Хаббл начал изучать туманности, сосредоточившись сначала на объектах, видимых в полосе Млечного Пути. Это были объекты нашей Галактики - диффузные и планетарные туманности. Хаббл показал, что источником свечения туманностей являются звезды. Ему принадлежал и вывод о том, что планетарные туманности светятся за счет переизлучения ультрафиолетовой радиации центральных звезд в оптический диапазон. Проблема свечения галактических туманностей в основном была решена.
А далее открывалось неоглядное поле изучения туманностей, видимых вне Млечного Пути. Первое, что сделал Хаббл - это классифицировал их. Все такие туманности, представляющие собой, как затем выяснилось, другие галактики, Хаббл разделил на спиральные, эллиптические и неправильные. На смену прежним, часто нечетким и сложным классификациям пришла стройная схема. «Я использовал ее 30 лет, - писал впоследствии известный астроном Вальтер Бааде, - и хотя упорно искал объекты, которые нельзя было бы действительно уложить в хаббловскую систему, их число оказалось столь ничтожным, что я могу пересчитать их по пальцам».
Классификация Хаббла продолжает служить науке, и все последующие модификации ее существа не затронули. В хрестоматии «Книга первоисточников по астрономии и астрофизике, 1900 –1975 » К. Ланга и О. Гингерича (США), где воспроизведены самые выдающиеся исследования за три четверти нашего столетия, помещены три работы Хаббла, и первая из них - работа по классификации внегалактических туманностей. Две другие относятся к установлению природы этих туманностей и открытию закона красного смещения.
Классификация, естественно, не решала вопроса природы туманностей. Со времени их открытия сосуществовали или менялись самые противоположные представления. В туманностях, особенно спиральных, видели и близкие объекты, в которых из диффузного вещества якобы возникают звезды и планеты, и далекие звездные системы - галактики. Решающим было бы определение расстояний до них.
В 1923 году Хаббл приступил к наблюдениям туманности в созвездии Андромеды на шестидесяти и сто дюймовых рефлекторах. На первой же удачной пластинке 4 октября, сопоставленной с другими, он кроме двух новых звезд обнаружил слабую переменную. Она оказалась цефеидой, представителем замечательного класса звезд, период колебания блеска которых тесно связан с их светимостью. По зависимости «период - светимость», установленной по цефеидам Галактики, можно было оценить светимость обнаруженной звезды, а тогда видимый блеск сразу же указывал на ее расстояние и тем самым на расстояние до Туманности Андромеды. Ученый сделал вывод, что большая Туманность Андромеды действительно другая звездная система. Такие же результаты Хаббл получил и для туманности МОС 6822 и туманности в Треугольнике.
Хотя об открытии Хаббла вскоре стало известно ряду астрономов, официальное сообщение последовало лишь 1 января 1925 года, когда на съезде Американского астрономического общества Г. Рессел зачитал доклад Хаббла. Известный астроном Д. Стеббинс писал, что доклад Хаббла «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». Теперь Вселенная предстала перед астрономами пространством, заполненным звездными островами - галактиками.
Задержка в сообщении столь важного результата на год с лишним была связана с противоречием, в которое вступало открытие Хаббла с казавшимся тогда убедительным, а на самом деле ошибочным, выводом А. ван Маанена о быстром вращении ряда спиральных галактик.
Уже одно установление истинной природы туманностей определило место Хаббла в истории астрономии. Но на его долю выпало и еще более выдающееся достижение - открытие закона красного смещения.
В середине января 1929 года в «Труды» Национальной академии наук США Хаббл представил небольшую заметку под названием «О связи между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей». Простое сопоставление скоростей туманностей с их расстояниями, несомненно, свидетельствовало о том, что искомая связь существует и вводимый в кинематические уравнения К-член должен быть пропорциональным расстоянию. По данным Хаббла, коэффициент в К-члене составлял около 500 кмс на каждый мегапарсек (впоследствии выяснилось, что полученное значение завышено примерно на порядок). Это означало, что галактики разлетаются друг от друга и их скорости линейно увеличиваются с расстоянием. Вскоре эта зависимость была названа законом Хаббла, а коэффициент пропорциональности - постоянной Хаббла и в его честь стала обозначаться латинской буквой Н.
В обсерватории Маунт-Вилсон началось определение лучевых скоростей все более удаленных галактик. К 1936 году М. Хьюмасон публикует данные для ста туманностей. Рекордную скорость в 42 000 кмс удалось зарегистрировать у члена далекого скопления галактик в Большой Медведице. Но это уже было пределом возможностей стодюймового телескопа. Нужны были более мощные инструменты.
В 1935 году Хаббл и физик-теоретик Р. Толмен сделали попытку рассмотреть природу красного смещения, исходя из подсчетов галактик. Красное смещение ослабляет свет галактик и в измеренные их звездные величины необходимо вводить некоторые поправки. В зависимости от причины красного смещения такие поправки будут различными, а отсюда окажутся разными и результаты подсчетов галактик в зависимости от звездной величины. Однако получить определенный результат исследователям не удалось. «Окончательный вывод, - указывал Хаббл, - основанный на наблюдательных критериях, невозможен до тех пор, пока не будут получены результаты с 200-дюймовым рефлектором».
Закон Хаббла практически сразу же был признан в науке. Значение открытия Хаббла высоко оценил Эйнштейн. В январе 1931 года он писал «Новые наблюдения Хаббла и Хьюмасона относительно красного смещения... делают вероятным предположение, что общая структура Вселенной не стационарная».
Хаббл становится одним из известнейших астрономов мира. Его приглашают с лекциями в университеты Америки и Англии, награждают почетными медалями, избирают в члены академий и научных обществ. В Йельском университете он читает курс лекций о галактиках, опубликованный затем в виде книги «Мир туманностей», - сводку знаний, полученных им на крупнейшем приборе того времени. Высокое признание заслуг не изменило жизни Хаббла. Он по-прежнему упорно работал и, как ранее, сторонился организационной и всякого рода представительской деятельности. Но было бы неверным представлять его отшельником, у него немало интересных друзей и хороших знакомых. Среди них композитор Игорь Стравинский, писатель Олдос Хаксли, художник и режиссер Уолт Дисней, американские и английские литераторы, актеры. Он глубоко интересовался философией и историей науки, собирал редчайшие книги XVI–XVII веков по астрономии, был тесно связан с известной Хантингтонской библиотекой в Сан-Марино.
Есть свидетельства, что Хаббл был достаточно консервативным в вопросах политики. Но это не мешало ему занять четкую гражданскую позицию в развязанной гитлеровской Германией второй мировой войне. В октябре 1940 года Хаббл впервые публично выступил с призывом к немедленной помощи Великобритании, а в ноябре 1941 года за шесть недель до трагедии Перл-Харбора Хаббл обратился к американским ветеранам, еще более четко определив свою позицию «Я не говорю вам, что нам нужно бороться на стороне Англии или России. Я говорю вам, что это наша война... Если американские экспедиционные силы нужны для сокрушения нацизма, они должны быть посланы за рубеж. Нам не приходится выбирать - это суровая необходимость».
Сразу же после того, как США объявили войну Японии отставной майор Хаббл, которому было уже за пятьдесят, сделал безуспешную попытку попасть в армию. Но лишь в августе 1942 года ему удалось включиться в оборонную работу на Абердинском полигоне (восточное побережье Америки). Центром полигона была баллистическая лаборатория, которую и возглавил Хаббл. Работа подразделения Хаббла оказалась, в частности, связанной и с челночными операциями американской бомбардировочной авиации в 1944 году. «Настоящим подвигом, - вспоминал Хаббл после войны, - было создание таблиц бомбометания для русских бомб, не располагая какими-либо данными, кроме качественного описания. Эти таблицы использовали на наших бомбардировщиках, когда они ложились на обратный курс после приземления на русской территории».
Хаббл честно выполнил свой долг и мог быть удовлетворен высокой оценкой его трудов, его наградили в 1946 году «Медалью за заслуги», специально учрежденной для гражданских лиц за выдающийся вклад в военные действия. Такую же награду в тот год получили Ферми, Оппенгеймер и другие физики - создатели атомного оружия.
Хаббл вернулся к мирному труду с твердым убеждением, что войн больше быть не должно. «Война с применением новых видов оружия, - говорил он об атомных бомбах и ракетах, - превратит цивилизацию в руины... Сейчас наш мир стал таким маленьким, столь достижимыми стали все его уголки, что никакому народу нельзя сохранить свою безопасность в одиночку. Даже если это против наших желаний, чтобы выжить, мы вынуждены сотрудничать друг с другом. Война или самоуничтожение - эти понятия мы должны считать синонимами».
После войны в обсерватории, куда вернулся Хаббл, возобновились работы по созданию двухсотдюймового (508 сантиметрового) телескопа. Хаббл возглавил комитет по разработке перспективных планов исследований на новом инструменте, был членом комитета по управлению объединившихся обсерваторий Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар. Главную задачу обсерватории Хаббл видел в решении космологической проблемы. «Можно с уверенностью предсказать, - убежденно говорил он, - что 200-дюймовик ответит нам, следует ли красное смещение считать свидетельством в пользу быстро расширяющейся Вселенной или оно обязано некоему новому принципу природы».
Хаббл не сомневался, что именно ему и предстоит главная работа в этом направлении на новом инструменте. Однако его коллеги считали, что задуманные Хабблом подсчеты слабых галактик не достаточно эффективное средство решения проблемы, общее значение которой сомнению никто не подвергал. Нужно было укрепить всю базу, на которой строились внегалактические исследования прежде всего, вести фотоэлектрические измерения слабых звезд, как стандартов фотометрии, искать цефеиды и иные индикаторы расстояний в далеких галактиках, решать другие не менее важные задачи и только потом браться за новое определение постоянной Хаббла. По существу, Хаббл был отстранен от активной работы на двухсотдюймовом рефлекторе, окончательно вступившем в строй в 1949 году. Но все-таки первые снимки на новом инструменте получил именно он.
Летом 1949 года Хаббл перенес тяжелый инфаркт. С трудом справившись с недугом, он снова вернулся к работе - искал в галактиках переменные и новые звезды, открывал сверхновые. Но активность его заметно упала, и публикаций за эти годы было мало. Последней серьезной работой Хаббла было выполненное вместе с молодым ученым Сендиджем исследование переменных звезд высокой светимости в туманностях Андромеды и Треугольника. Эти массивные молодые звезды интересны не только с точки зрения звездной эволюции, но и как возможные индикаторы расстояний до тех далеких галактик, где цефеиды наблюдать уже нельзя.
В мае 1953 года Хаббл посетил Англию, где на собрании Королевского астрономического общества он читал лекцию о законе красного смещения, рассказывал о перспективах исследований по космологии. По-видимому, он чувствовал себя вполне здоровым, и ничто не предвещало близкого конца.
Хаббл ушел из жизни от инсульта 28 сентября 1953 года совершенно неожиданно, когда в обеденный час вместе с женой он из обсерватории подъезжал на машине к своему дому.
На Земле нет памятников Хабблу. Никому не известно даже, где он похоронен, такова была воля его жены. Его именем назван кратер на Луне и астероид № 2069 . В честь одного из выдающихся астрономов двадцатого века Эдвина Хаббла в 1990 году был назван самый мощный телескоп, выведенный на космическую орбиту и значительно расширивший возможности астрономов.
