Основательно изменил понимание Вселенной, подтвердив существование других галактик, а не только нашей (Млечный Путь). Также рассматривал идею о том, что величина эффекта Допплера (в данном случае называемом «Красное смещение»), наблюдаемого в световом спектре удалённых галактик, возрастает пропорционально расстоянию до той или иной галактики от Земли. Эта пропорциональная зависимость стала известна как Закон Хаббла (на два года ранее это же открытие сделал бельгийский учёный Жорж Леметр). Интерпретация Красного смещения как Допплеровского эффекта была ранее предложена американским астрономом Весто Слайфером, чьими данными пользовался Эдвин Хаббл. Однако Эдвин Хаббл всё же сомневался в интерпретации этих данных, что привело к созданию теории Метрического расширения пространства (Metric expansion of space, Расширение Вселенной), состоящего в почти однородном и изотропном расширении космического пространства в масштабах всей Вселенной.
Основные труды Эдвина Хаббла посвящены изучению галактик. В 1922 году предложил подразделить наблюдаемые туманности на внегалактические (галактики) и галактические (газо-пылевые). В 1924-1926 годах обнаружил на фотографиях некоторых ближайших галактик звёзды, из которых они состоят, чем доказал, что они представляют собой звёздные системы, подобные нашей Галактике (Млечный Путь). В 1929 году обнаружил зависимость между красным смещением галактик и расстоянием до них (Закон Хаббла). В 1935 году открыл астероид № 1373, названный им «Цинцинатти» (1373 Цинцинатти).
В честь Хаббла назван астероид № 2069, открытый в 1955 году (2069 Хаббл), а также знаменитый космический телескоп «Хаббл», выведенный на орбиту в 1990 году.
Биография
Эдвин Хаббл родился в семье страхового управляющего Джона Пауэлла Хаббла и Вирджинии Лии Джеймс, в городе Маршфилд, штат Миссури. В 1900 году они переехали в город Уитон, штат Иллинойс. В ранние годы, Эдвин Хаббл был более известен своими атлетическими заслугами, чем интеллектуальными, хотя и получал вполне хорошие оценки по всем предметам в школе, за исключением пожалуй грамматики. Он семь раз занимал первое место и один раз третье (в 1906 году) в школьных соревнованиях для старшеклассников по лёгкой атлетике. В том же году он установил рекорд по прыжкам в высоту среди старшеклассников штата Иллинойс. Другим его увлечением была рыбная ловля нахлыстом, а также любительский бокс.
Эдвин Хаббл учился в Чикагском университете, где сконцентрировался на математике, астрономии, философии, что дало ему степень бакалавра в 1910 году. Он также состоял членом студенческого объединения под названием Каппа Сигма (Kappa Sigma Fraternity), и в 1948 году был назван «Человеком года» Каппы Сигмы. Три года он проучился в Королевском колледже (The Queen’s College) - одном из составных колледжей при Оксфордском университете в Англии, куда был принят после получения степени бакалавра и став одним из первых обладателей Стипендии Родса Оксфордского университета. В колледже Эдвин первоначально изучал юриспруденцию вместо науки (которую он пообещал изучать своему умирающему отцу), а затем добавил изучение литературы и Испанского языка, что дало ему возможность получить академическую степень магистра. Некоторые его приобретённые британские манеры и стиль одежды остались с ним на всю жизнь, иногда раздражая американских коллег.
Отец Эдвина в 1909 году перевёз семью из Чикаго в Шелбивилл, штате Кентукки, затем чтобы семья смогла жить в маленьком городке неподалёку от Луисвилл - самого крупного города штата. Отец умер зимой 1913 года, в то время когда Эдвин был всё ещё в Англии. Летом 1913 года Эдвин вернулся домой, чтобы заботиться о матери, двух сёстрах и младшем брате, как это сделал Вильям, другой брат Эдвина. Семья ещё раз переехала, на этот раз на Эверетт Авеню в окрестностях Луисвилла, чтобы разместить Эдвина и Вильяма.
По возвращении из в США, Эдвин преподавал Испанский язык, физику и математику в Старшей школе города Нью-Олбани, штате Индиана, а также тренировал волейбольную команду мальчиков. Ранние биографы Эдвина Хаббла единодушно отмечали, что Эдвин успешно прошёл регулярную экзаменовку по юриспруденции и немного практиковал в области законов в городе Луисвилл, но нет ни одного свидетельства того, что он хоть раз занимался судебным делом. После года преподавания в старшей школе, он вернулся к астрономии в Йеркской Обсерватории при Чикагском Университете, где и получил докторскую степень (Ph.D) в 1917 году. Свою диссертацию он озаглавил «Фотографические исследования слабых (далёких) туманностей» (Photographic investigations of faint nebulae).
В период Первой Мировой Войны, Эдвин Хаббл служил в Армии США, где довольно скоро дослужился до звания майора.
В 1919 году Джордж Эллери Хейл, основатель и директор Маунт-Вилсон обсерватории при Институте Карнеги, предложил Эдвину Хабблу гражданскую должность в штате Калифорния, неподалёку от города Пасадина, где он и проработал до самой смерти.
В период Второй Мировой Войны, Эдвин Хаббл служил в Армии США на Абердинском испытательном полигоне. За свою работу там он получил орден «Легион Почёта». Незадолго до смерти Эдвина Хаббла, гигантский 200-дюймовый (?5.1-метровый) телескоп-рефлектор Хейл Паломарской обсерватории был закончен, и Эдвин Хаббл стал первым астрономом, который его использовал. Эдвин Хаббл активно продолжал свои исследования в Маунт-Вилсони Паломарской обсерваториях до самой смерти.
В июле 1949 года, когда Эдвин Хаббл проводил свой отпуск в штате Колорадо, у него случился сердечный приступ. После этого заботилась о нём его жена Грейс Хаббл, и он продолжил свои работы уже согласно определённому расписанию и соблюдая предписанную диету. Он умер от церебрального тромбофлебита (случайный тромб в мозге) 28 сентября 1953 года, в городе Сан Марино, штат Калифорния. Эдвин Хаббл завещал не организовывать официальную церемонию похорон, и похоронить его в никому неизвестном месте. Грейс Хаббл, согласно завещанию Эдвина, никому не поведала тайну его захоронения.
Открытия
Вселенная простирается дальше нашей галактики Млечного Пути
Прибытие Эдвина Хаббла в Маунт-Вилсон, штат Калифорния, в 1919 году примерно совпало с завершением работ по созданию 100-дюймового (?2.5 метрового) телескопа Хукера, на ту пору самого крупного телескопа в мире. В те времена превалирующим научным видением Вселенной было её представление как целиком и полностью состоящей только из единственной галактики Млечного Пути. Используя телескоп Хукера в Макунт-Вилсон, Эдвин Хаббл идентифицировал цефеиды (класс пульсирующих переменных звёзд) в нескольких спиральных туманностях, включая Туманность Андромеды и Треугольник. Его наблюдения, сделанные в 1922-1923 годах, убедительно подтвердили, что эти туманности были слишком далеки, чтобы быть частью Млечного Пути, и являлись в действительности отдельными галактиками за пределами нашей собственной. Эта идея была оспорена очень многими учёными в астрономических кругах того времени, в частности, Харлоу Шепли - учёным из Гарвардского университета. Но вопреки оппозиции, Эдвин Хаббл, на ту пору 35-летний учёный, представил свои открытия в печатном виде на собрании Американского астрономического сообщества 1 января 1925 года. Эти открытия фундаментальным образом изменили научное видение Вселенной.
Эдвин Хаббл также продумал наиболее используемую ныне Морфологическую систему классификации галактик, сгруппировав их в соответствии с их изображениями на фотоснимках. Он расположил разные группы галактик в последовательность, которая теперь известна как Последовательность Хаббла.
Красное смещение увеличивается с расстоянием
Комбинируя свои собственные измерения расстояний до галактик, основанные на соотношении период-светимость для цефеид, полученные Генриеттой Суон Ливитт, с измерениями Красного смещения для галактик, полученные Весто Слайфером и Милтоном Хьюмасоном, Эдвин Хаббл обнаружил прямую зависимость (пропорциональность) величин Красного смещения объектов и расстояний до них. Хотя и был значительный разброс значений (ныне известный по причине пекулярной скорости), Эдвин Хаббл всё же смог определить основную тенденцию 46 галактик и получить значение Постоянной Хаббла, равной 500 км/c/Мпк, которое значительно выше ныне принятого значения по причине ошибок калибровки расстояний до них. В 1929 году, Эдвин Хаббл сформулировал эмпирический Закон Красного смещения для галактик, ныне известный просто как Закон Хаббла, который, если интерпретировать красное смещение как меру скорости удаления, согласуется с решениями Эйнштейновских уравнений общей теории относительности для гомогенных изотропных расширяющихся пространств. Хотя основные концепции, лежащие в основе теории расширяющейся Вселенной были хорошо известны и понятны и ранее, это утверждение, сделанное Эдвином Хабблом и Милтоном Хьюмасоном, привело к гораздо большему и широкому признанию этой точки зрения, которая утверждает, что чем больше расстояние между какими-либо двумя галактиками, тем выше скорость их взаимного удаления (то есть тем быстрее они разлетаются друг от друга).
Это наблюдение было первым наглядным подтверждением теории Большого Взрыва, которая была предложена Жоржем Леметром в 1927 году. Наблюдаемые скорости далёких галактик, взятые вместе с космологическим принципом, показали, что Вселенная расширяется таким образом, который согласуется с моделью Фридмана - Леметра, построенной на основе Общей теории относительности. В 1931 году, Эдвин Хаббл написал письмо датскому космологу Виллему де Ситтеру, в котором высказал своё мнение по поводу теоретической интерпретации соотношения «Красное смещение - Расстояние»:
В наше время, «действительные скорости» понимаются как результат увеличения интервала, которое происходит в из-за расширения пространства. Свет, летящий сквозь расширяющееся пространство, будет испытывать красное смещение Хаббловского типа - совершенно иное явление, отличное от эффекта Допплера (хотя оба явления стали эквивалентными описаниями, сходными при преобразовании систем координат для ближних галактик).
В 1930 году, Эдвин Хаббл участвовал в определении распределения галактик в пространстве и его искривлённости. Те данные, казалось, свидетельствовали о том что Вселенная плоская и гомогенная, но всё же было заметное отклонение от плоского типа в случаях с большой величиной Красного смещения. Согласно Аллану Сэндиджу:
С Хаббловской методикой исследований были методологические проблемы, которые показали отклонения от плоского типа в случаях с большой величиной Красного смещения. В частности, методика не учитывала изменения светимости галактик, связанные с эволюцией галактик. Ранее, в 1917 году, Альберт Эйнштейн обнаружил, что его только что разработанная Общая теория относительности указывает на то, что Вселенная должна либо расширяться, либо сжиматься. Будучи не в состоянии поверить в то, что его собственные уравнения говорили ему, Альберт Эйнштейн ввёл в свои уравнения «космологическую постоянную» (которая, по сути, являлась искусственно введенным «фактором подгонки» данных под правильный и/или объяснимый ответ), чтобы избежать возникшую «проблему» с расширением/сжатием. Когда Альберт Эйнштейн узнал про открытия Эдвина Хаббла, он сказал, что изменения, которые он внёс в свои уравнения, были «самой большой ошибкой (самым грубым просчётом) в [его] жизни».
Другие открытия
Эдвин Хаббл открыл астероид 1373 Цинциннати 30 августа 1935 года. Примерно в это же время, он написал «Наблюдательский подход к космологии» (The Observational Approach to Cosmology) и «Царство Туманностей» (The Realm of the Nebulae).
Нобелевская премия
Эдвин Хаббл потратил большую часть последних лет своей карьеры пытаясь сделать астрономию частью (подразделом) физики, вместо того чтоб рассматривать её как отдельностоящую науку. Он делал это в основном с тем, чтобы астрономы, включая его самого, могли быть восприняты Нобелевским комитетом за свой весомый вклад в астрофизику. Эта кампания не увенчалась успехом во времена жизни Эдвина Хаббла, но вскоре после его смерти Нобелевский комитет решил, что работы в области астрономии будут подпадать под критерии вручения Нобелевских премий по физике (однако, премия не может присуждаться посмертно).
Почтовая марка
6 марта 2008 года Почтовая служба США выпустила почтовую марку стоимостью 41 цент, чествующую Эдвина Хаббла на странице, озаглавленной «Американские учёные». Цитата оттуда гласит:
Награды
- Медаль Кэтрин Брюс в 1938 году.
- Медаль Бенджамина Франклина в 1939 году.
- Золотая медаль Королевского астрономического общества в 1940 году.
- Орден «Легион Почёта» за выдающийся вклад в исследования баллистики в 1946 году.
Эдвин Пауэлл Хаббл известен во всем мире. Человек, благодаря которому представление о Вселенной расширилось до невероятных границ, обладал множеством талантов и огромной страстью к астрономии.
Имя Эдвина Пауэлла Хаббла – одно из величайших в современной науке. Человек, обладавший множеством талантов, посвятил свою жизнь астрофизике. Будущий гений астрономии родился 20 ноября 1889 года в городе Маршфилд (штат Миссури, США). Его отец руководил страховой компанией. С 1898 г. семья живет в Чикаго. В школе Эдвин хорошо учился, но особо отличался спортивными успехами – бейсбол, баскетбол и футбол давались ему с легкостью. Он одержал семь побед в легкоатлетических соревнованиях, а в 1906 году он побил рекорд штата по прыжкам. Кроме этого он увлекался боксом.
После выпуска из школы в 1906 году Эдвин поступает в Чикагский университет и начинает всерьез увлекаться теоретической наукой, особенно его занимала физика. Получив стипендию по физике и работая в качестве ассистента лаборатории, Эдвин Хаббл оставался активным спортсменом, был членом университетской команды по баскетболу. В 1910 году Хаббл закончил 1 ступень университетского образования со степенью бакалавра математики и астрономии. За свои спортивные и научные достижения он получает международную стипендию Родса для обучения в Оксфордском университете, где он выбрал курс юриспруденции, сдержав обещание, данное тяжело больному отцу. Дополнительно он прошел курс обучения литературе и испанскому языку. После получения степени магистра Эдвин Хаббл возвращается из Англии домой в США и в 1913 году начинает преподавать в школе в городе Нью-Албани, Индиана.
Кроме преподавания физики, математики и испанского языка, Хаббл тренирует школьную команду по баскетболу. Несмотря на свою популярность среди учеников, он всё же решает посвятить себя научным исследованиям в астрономии и через год в возрасте 25 лет вновь поступает в Чикагский университет.
Эдвин Хаббл пишет диссертацию на основе научных наблюдений, проведенных в Йерской обсерватории при университете. Тема диссертации – далёкие туманности. Он также получил интересное предложение о работе в обсерватории недалеко от города Пасадена, Калифорния, но вынужден был отказаться из-за начавшейся I мировой войны. Эдвин Хаббл получает докторскую степень по астрономии и в 1917 году уходит добровольцем на армейскую службу.
В годы войны он служил в чине майора во Франции и Англии. Вернувшись в Америку весной 1919 года, Эдвин Хаббл сразу же, еще оставаясь в военной форме, приступил к работе в обсерватории Маунт-Вилсон. В этой обсерватории он сделал множество своих научных открытий и проработал здесь до конца жизни. Именно в этой обсерватории состоялось одно из решающих открытий мирового значения – во Вселенной существуют огромное количество галактик, а не только Млечный Путь, как считалось ранее. Благодаря работе с самым мощным телескопом того времени – телескопом Хукера – Хаббл установил, что Туманность Андромеды и галактика Треугольник являются отдельными галактиками и находятся вне нашей. Конечно, после таких заявлений на учёного посыпались критические замечания, но Эдвин Хаббл опубликовал результаты своей работы в Нью-Йорк Таймс 24 ноября 1924 года, а в январе 1925 года представил полноценный труд Американскому астрономическому обществу с подробными комментариями и доказательствами. Это открытие кардинально изменило все представления о Вселенной, существующие ранее. Чуть позже, в 1936 году, Хаббл составил классификацию галактик, получившую название Последовательность Хаббла, которая до сих пор актуальна и широко используется астрофизиками.
Продолжая работу в обсерватории, Эдвин Хаббл углубился в изучение такой загадочной для того времени вещи, как расстояние между наблюдаемыми объектами. Установив, что существуют галактики вне Млечного Пути, Хаббл задумался – а как далеко от нас они находятся? Используя значения спектрального смещения, или Красного смещения, которое определяет радиальную скорость галактик, удалось выявить расстояние до галактик и отдельных звёзд, излучающих свет.
В 1929 году он сделал еще одно поразительное открытие: существует зависимость между скоростью удаления от нас галактик и расстоянием от них до Земли. Наблюдая и анализируя поведение 46 галактик, Хаббл смог вычислить примерную величину коэффициента этой зависимости. Этот коэффициент получил название Постоянной Хаббла, значение которой на самом деле не является константой, но в каждый момент наблюдения для всех объектов во Вселенной значение остается одинаковым. Например, в 2013 году Постоянная Хаббла наиболее точно выражается как 67,80±0,77 (км/с)/Мпк; это означает, что, например, две галактики, находящиеся в 1 мегапарсеке друг от друга, в среднем, разлетаются со скоростью примерно 70 км в секунду.
Открытия, сделанные Хабблом, удивительным образом согласовывались с теорией относительности Эйнштейна и Теорией Большого Взрыва. Великий Эйнштейн лично посетил Эдвина Хаббла в его обсерватории, чтобы выразить свое уважение к ученому и его открытиям.
Хаббл неустанно проводил наблюдения в обсерватории до лета 1942 года, когда он ушел на армейскую службу на Абердинский полигон, где проводились технические и научные работы в интересах обеспечения войск современными технологиями. За выдающийся вклад в баллистические исследования он был награжден орденом «Легион Почета».
Открытия, сделанные учеными-астрономами, имели огромное значение для науки и человечества. После II Мировой войны Эдвин Хаббл развернул целую кампанию, пытаясь убедить научное сообщество в том, что астрономия является подразделом физики. Это позволило бы астрономам и ему самому бороться за Нобелевскую премию для признания своих грандиозных открытий. К сожалению, при жизни Хаббл не добился успеха. Лишь после смерти ученого Нобелевский комитет установил новые правила, и астрономические открытия так же стали подпадать под положение о награждении Нобелевской премией за достижения в астрофизике. Несомненно, что Эдвин Хаббл заслуженно оказался бы первым астрономом, удостоенным главной научной награды, но посмертно эта премия не присуждается.
Эдвин Пауэлл Хаббл умер в возрасте 67 лет от кровоизлияния в мозг 28 сентября 1953 года. До последних своих дней ученый продолжал наблюдения в обсерваториях Маунт-Вилсон и Паломар. Он завещал похоронить его в неизвестном никому месте, не устраивая официальных похорон. Его супруга Грейс Хаббл выполнила его волю.
В его честь был назван уникальный орбитальный телескоп-рефлектор, запущенный на околоземную орбиту в 1990 году. Хаббл был бы в восторге, если бы узнал это, ведь, как он выразился в 1948 году в радиопередаче BBC в Лондоне, «для астронома всегда главное – это надежда найти что-то совершенно неожиданное».
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.
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).
24 апреля 1990 года
на орбиту Земли был запущен орбитальный телескоп "Хаббл"
, сделавший за почти четверть века своего существования немало великих открытий, проливших нам свет на Вселенную, ее историю и тайны. И сегодня мы расскажем про эту ставшую к нашему времени легендарной орбитальную обсерваторию, ее историю
, а также про некоторые важные открытия
, сделанные с ее помощью.
История создания
Идея размещения телескопа , где его работе ничего не будет мешать, появилась еще в межвоенные годы в работах немецкого инженера Германа Оберта, но теоретическое обоснование этому выдвинул в 1946 году американский астрофизик Лейман Спитцер. Его так захватила идея, что он посвятил ее реализации большую часть своейнаучной карьеры.Первый орбитальный телескоп был запущен Великобританией в 1962 году, а соединенными Штатами Америки – в 1966. Успехи этих аппаратов окончательно убедили мировую научную общественность в необходимость постройки большой космической обсерватории, способной заглянуть даже в самую глубь Вселенной.
Работа над проектом, который со временем превратился в телескоп «Хаббл», началась в 1970 году, но долгое время финансирование не было достаточным для успешной реализации задумки. Бывали периоды, когда американские власти вообще приостанавливали финансовые потоки.
Подвешенное состояние закончилось в 1978 году, когда Конгресс США выделил на создание орбитальной лаборатории 36 миллионов долларов. Тогда же началась активная работа по проектированию и строительству объекта, к которой подключились многие научные центры и технологические компании, всего тридцать два учреждения по всему миру.
Изначально планировалось вывести телескоп на орбиту в 1983, потом эти сроки перенесли на 1986. Но катастрофа космического челнока «Челленджер» 28 января 1986 вынудила еще раз пересмотреть дату запуска объекта. В результате «Хаббл» отправился в Космос 24 апреля 1990 на шаттле «Дискавери».
Эдвин Хаббл
Уже в начале восьмидесятых годов проектируемый телескоп получил имя в честь Эдвина Пауэлла Хаббла – великого американского астронома, внесшего огромный вклад в развитие нашего понимания, о том, что такое Вселенная, а также какой должна быть астрономия и астрофизика будущего.
Это именно Хаббл доказал, что во Вселенной есть и другие галактики, помимо Млечного пути, а также заложил основу теории Расширения Вселенной.
Эдвин Хаббл умер в 1953 году, но стал одним из основателей американской школы астрономии, ее самым известным представителем и символом. Недаром в честь этого великого ученого назван не только телескоп, но и астероид.
Самые значимые открытия телескопа «Хаббл»
В девяностых годах двадцатого века телескоп «Хаббл» стал одним из самых знаменитых и упоминаемых в прессе рукотворных объектов. Фотографии, сделанные этой орбитальной обсерваторией, печатали на первых полосах и обложках не только научные и научно-популярные журналы, но и обычная пресса, в том числе, желтые газеты.
Открытия, сделанные при помощи «Хаббла», значительно перевернули и расширили человеческое представление о Вселенной и продолжают это делать до сих пор.
Телескоп сфотографировал и отправил на Землю более миллиона снимков с высоким разрешением, позволяющих заглянуть в такие глубины Вселенной, куда невозможно забраться иным способом.
Одним из первых поводов у СМИ заговорить о телескопе «Хаббл» стали его снимки кометы Шумейкеров-Леви 9, которая в июле 1994 года столкнулась с Юпитером. Примерно за год до падения при наблюдении за этим объектом орбитальная обсерватория зафиксировала его разделение на несколько десятков частей, которые затем и падали в течение недели на поверхность планеты-гиганта.
Размеры «Хаббла» (диаметр зеркала – 2,4 метра) позволяет ему проводить исследования в самых разных областях астрономии и астрофизики. К примеру, с его помощью были сделаны снимки экзопланет (планет, находящихся за пределами Солнечной системы), наблюдать за агонией старых звезд и рождением новых, находить загадочные черные дыры, исследовать историю Вселенной, а также проверять актуальные научные теории, подтверждая их или опровергая.
Модернизация
Несмотря на запуск и других орбитальных телескопов, «Хаббл» продолжает оставаться главным инструментом звездочетов нашего времени, постоянно поставляя им новую информацию из самых отдаленных уголков Вселенной.Однако со временем в эксплуатации «Хаббла» начали возникать проблемы. К примеру, уже в первую неделю работы телескопа оказалось, что у главного его зеркала есть дефект, не позволяющий добиться ожидаемой резкости изображений. Так что пришлось прямо на орбите установить на объект систему оптической коррекции, состоящую из двух внешних зеркал.
Для ремонта и модернизации орбитальной обсерватории «Хаббл» было проведено четыре экспедиции к ней, в рамках которой на телескоп устанавливалось новое оборудование –камеры, зеркала, солнечные батареи и другие приборы, позволяющие улучшить работу системы и расширять сферу действий обсерватории.