Кто открыл расширение Вселенной: Хаббл или Леметр
Обнаружение расширения Вселенной стало действительно прорывным открытием, которое даже сумели подтвердить экспериментально. И благодарить за это стоит Эдвина Хаббла! Или нет?
Эйнштейн махнул рукой
Вы можете совершенно не разбираться в физике, но все равно должны были слышать об Альберте Эйнштейне и его общей теории относительности. Если говорить самым простым языком, то в центре теории находится принцип «относительности». То есть, все природные законы остаются одинаковыми относительно статичного или перемещающегося с неизменной скоростью тела.
Эта теория позволила избавиться от проблем в физике XX века, спрогнозировала существование черных дыр, показала, что световые лучи искривляются возле массивных тел, а также позволила совершенно по-новому взглянуть на пространство-время и подтолкнула ученых к новым важным открытиям.
Но в 1917 году Эйнштейн стал догадываться, что его теория предлагает два варианта для Вселенной: сжатие или расширение. Возможно, ученый был просто не готов развивать столь глобальную тему или не поверил в выводы собственных уравнений, но решил аккуратно обойти эту проблему. По сути, он создал искусственную космологическую постоянную. Впоследствии, Эйнштейн назовет этот поступок крупнейшей ошибкой.
Эдвин Хаббл и разбегающиеся галактики
Графическое представление сингулярности Вселенной
Многие прорывные открытия возникают в качестве суммирования и доказывания уже известных теорий или предположений. Можно сказать, что Эдвин Хаббл не придумал что-то с нуля, а внимательно изучил и объединил различные известные показатели. Например, богатую научную базу удалось получить от Генриетты Левитт, изучавшей переменные звезды – цефеиды.
Слайфер и Хьюмасон сумели измерить показатель красного смещения для галактик (сдвиг спектральных линий в красную сторону). Внимательность Хаббла позволила зафиксировать связь, а если говорить точнее, то зависимость, между дистанциями к объектам и значением красного смещения. Эта тенденция просматривалась для 46 галактик.
Таким образом, удалось вычислить постоянную Хабба (из-за ранних ошибок это значение намного выше современного) и закон Хаббла – Вселенная расширяется, а галактики разбегаются. Это произошло в 1929 году. Эти выводы подкрепляли уравнения Эйнштейна и вписывались в общую теорию относительности, поэтому были приняты научным сообществом и закрепились за Хабблом. Но стоит ли считать его первым?
Вклад Жоржа Леметра
Перед нами весьма необычный человек, так как был не только математиком и астрономом, но и священником. Можно сказать, что это один из первопроходцев в применении общей теории относительности. В 1927 году вышла его статья, где были представлены расчеты, приближенные к «постоянной Хаббла», появившейся лишь спустя 2 года.
Кроме того, Леметр был первым, кто четко утверждал, что далекие объекты представлены не звездами, а целыми системами, хотя слово «галактика» пока не употреблялось, но автор подразумевал именно его. Однако интересно, что в своих расчетах Леметр все же использовал данные Хаббла, с которым успел познакомиться еще в 1926 году.
Леметр был знаком с Альбертом Эйнштейном, поэтому последний читал его работу. Напомним, что еще в 1922 году советский математик А. Фридман предсказал вселенское расширение. Эйнштейн также читал эту работу и раскритиковал (он все еще не верил). При первом ознакомлении он повторил это и со статьей Леметра, но в более легкой форме.
Почему Хаббл, а не Леметр?
Если Леметр на 2 года опередил Хаббла, то почему большая часть почестей досталась второму? В некоторых источниках ссылаются на скромность Леметра, который не хотел добиваться справедливости и что-то доказывать. Но все не совсем так.
Начнем с фактора географии. Распространение работы Леметра и известность о нем касались только Европы. Его статью не переводили на другие языки и говорят, что сначала она затерялась и не произвела особого впечатления. То есть, он не обзавелся внушительной базой исследователей, которые бы распространили эту идею.
Хаббл жил в США, писал на английском и довольно быстро обзавелся сторонникам. Важно отметить, что Эйнштейн вспомнил о работе Леметра уже после ознакомления с доказательной базой Хаббла и начал активно продвигать первую статью (Леметра), так как наконец-то поверил в правдивость выводов.
Постскриптум
Всегда сложно определить первенство в научной среде. Многие ученые долгие годы работают, выдвигают теории и находят новые данные. Затем появляется тот, кому удается сделать прорыв за счет суммирования и доказательной базы. Большинство экспертов считают, что в конкретном случае Леметр был одним из тех, кто догадывался о расширении, но доказать его сумел именно Хаббл.
Однако в новостях все чаще поговаривают о необходимости переименовать закон. И это не просто слухи, а предварительное решение Международного астрономического союза. Возможно, в скором будущем появится закон Хаббла-Леметра. Суть не меняется, но это дань работе ученых. Но может тогда следует добавить еще и Фридмана?
Источник
Эдвин Пауэлл Хаббл — человек, открывший космос.
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».
Источник
Школьная Энциклопедия
Nav view search
Навигация
Искать
Эдвин Хаббл
Подробности Категория: Исследователи Вселенной Опубликовано 25.12.2012 13:31 Просмотров: 8072
Астронома Эдвина Хаббла называют «пионером далеких звезд». Его исследования спиральных туманностей подтвердили существование других галактик, отличных от нашей галактики Млечный Путь.
Биография
Э́двин Па́уэлл Хаббл, американский астроном, родился 20 ноября 1889 г. в городе Маршфилд, штат Миссури, в семье страхового управляющего. В школьные годы Эдвин Хаббл более интересовался спортом: легкой атлетикой, любительским боксом, а также рыбной ловлей.
Но во время учебы в Чикагском университете увлекся математикой, астрономией и философией. Продолжил образование в Королевском колледже при Оксфордском университете, где изучил юриспруденцию, а также испанский язык и литературу.
Первое время по возвращении в США он преподавал испанский язык, физику и математику в Старшей школе города Нью-Олбани, штате Индиана, а также тренировал волейбольную команду мальчиков, а затем вернулся к астрономии в Йеркской обсерватории при Чикагском университете, где и получил докторскую степень в 1917 году. Но началась Первая мировая война, и занятия астрономией были прерваны – Хаббла призвали в действующую армию, где он получил звание майора.
В 1919 году ему предложили гражданскую должность в Маунт-Вилсон обсерватории при институте Карнеги в штате Калифорния, неподалёку от города Пасадина, где он и проработал до самой смерти.
Во время 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 Паломарской обсерватории был закончен, и Эдвин Хаббл стал первым астрономом, который его использовал.
Умер в сентябре 1953 г.
Открытия и достижения Э. Хаббла в астрономии
Его труды положили начало современной внегалактической астрономии. В 1924 г. Хаббл при помощи телескопа с диаметром зеркала 260 см на обсерватории Маунт-Вилсон доказал, что Туманность Андромеды и некоторые другие туманности имеют звездное строение и находятся далеко за пределами Млечного Пути. То есть Хаббл установил, что наша Галактика – не единственная звездная система во Вселенной. В те времена Вселенную представляли как целиком и полностью состоящей только из единственной галактики Млечного Пути.
Используя телескоп Хукера в Маунт-Вилсон, Эдвин Хаббл идентифицировал цефеиды (класс пульсирующих переменных звёзд) в нескольких спиральных туманностях, включая Туманность Андромеды и Треугольник. Его наблюдения 1922-1923 гг. 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. Но, вопреки оппозиции, Эдвин Хаббл, которому на ту пору было 35 лет, представил свои открытия в печатном виде на собрании Американского астрономического сообщества 1 января 1925 года. Эти открытия фундаментальным образом изменили научное видение Вселенной.
Хаббл исследовал множество туманностей, которые он сам назвал внегалактическими. Теперь их называют галактиками. Оказалось, что далеко не все галактики имеют спиральную форму. Многие из них имеют эллиптическую или неправильную формы. В 1925 г. Хаббл составил первую подробную классификацию галактик по их формам и другим особенностям.
Классификация галактик Хаббла (Последовательность галактик)
Эту классификацию Хаббл предложил в 1936 г. С тех пор предложены более подробные классификации, но классификация Хаббла всё ещё актуальна.
- E0—E7 — эллиптические галактики, имеют относительно равномерное распределение звёзд без явного ядра. Цифра показывает эксцентриситет: галактики E0 практически шарообразны, с увеличением номера развивается уплощение. Число показывает форму проекции на плоскость наблюдения, а не реальную форму галактики, которую трудно установить.
- S0 — линзообразные галактики дискообразной формы с явно выраженным центральным балджем (выпуклостью), но без наблюдаемых рукавов.
- Sa, Sb, Sc, Sd — спиральные галактики, состоящие из балджа и внешнего диска, содержащего рукава. Буква показывает, насколько плотно расположены рукава.
- SBa, SBb, SBc, SBd — спиральные галактики с перемычкой, в которых центральный балдж пересекает яркий бар (перемычка), от которого отходят рукава.
- Irr — неправильные галактики, которые не могут быть отнесены ни к одному из перечисленных классов. Галактики типа IrrI содержат остатки спиральной структуры, а IrrII имеют совершенно неправильную форму.
Сам Хаббл считал эту последовательность эволюционной. По его мнению, эволюция происходила от эллиптических к спиральным галактикам. С тех пор эллиптические галактики называют ранним классом, а спиральные — поздним.
Эдвин Хаббл открыл астероид 1373 Цинциннати в 1935 году.
Закон Хаббла
В 1929 г. Хаббл обнаружил, что между лучевыми скоростями движения галактик и расстояниями до них существует линейная зависимость (закон Хаббла). Хаббл определил численное значение коэффициента этой зависимости (постоянная Хаббла). Это открытие стало наблюдательной основой теории расширяющейся Вселенной.
Расширение Вселенной — явление, состоящее в почти однородном и изотропном (одинаковость физических свойств во всех направлениях) расширении космического пространства в масштабах всей Вселенной. Экспериментально расширение Вселенной наблюдается в виде выполнения закона Хаббла. Началом расширения Вселенной наука считает так называемый Большой взрыв. Теоретически явление было предсказано и обосновано А. Фридманом на раннем этапе разработки общей теорией относительности из общефилософских соображений об однородности и изотропности Вселенной.
Закон Хаббла 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 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).
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».
О Нобелевской премии
Эдвин Хаббл потратил много лет своей карьеры, пытаясь сделать астрономию подразделом физики, а не рассматривать её как отдельную науку. Он делал это с тем, чтобы астрономы, включая его самого, могли быть восприняты Нобелевским комитетом за свой весомый вклад в астрофизику. Эта идея Хаббла не увенчалась успехом во времена его жизни, но вскоре после его смерти Нобелевский комитет решил, что работы в области астрономии будут подпадать под критерии вручения Нобелевских премий по физике. Но премия не может присуждаться посмертно. Поэтому, к сожалению, Э. Хаббл ее не получил.
Космический телескоп «Хаббл»
Косми́ческий телеско́п «Хаббл» — автоматическая обсерватория на орбите вокруг Земли, названная в честь Эдвина Хаббла. Телескоп «Хаббл» — совместный проект НАСА и Европейского космического агентства; он входит в число Больших обсерваторий НАСА.
На картинке – фотографии с телескопа «Хаббл»: Трехраздельная туманность. Эта туманность обозначается также M20. Ее можно легко найти на небе с помощью бинокля в созвездии Стрельца. Мощный процесс звездообразования создал не только многоцветие, но и хаос. Красное свечение обусловлено высокоэнергичным излучением, которое возбуждает межзвездный водород. Темные пылевые волокна, пронизывающие M20 , образовались в атмосферах холодных гигантских звезд и в остатках вспышек сверхновых. Пока еще остается неизвестным, какая яркая молодая звезда освещает голубую отражательную туманность. M20 находится на расстоянии 3 тысяч световых лет от нас. Диаметр этой туманности составляет 50 световых лет.
Размещение телескопа в космосе даёт возможность регистрировать электромагнитное излучение в диапазонах, в которых земная атмосфера непрозрачна — в первую очередь, в инфракрасном диапазоне. Благодаря отсутствию влияния атмосферы, разрешающая способность телескопа в 7-10 раз больше, чем у аналогичного телескопа, расположенного на Земле.
На картинке: старт шаттла «Дискавери» с телескопом «Хаббл» на борту.
Источник