Александр Шаров - Человек, открывший взрыв Вселенной. Жизнь и труд Эдвина Хаббла

• Название: Человек, открывший взрыв Вселенной. Жизнь и труд Эдвина Хаббла
• Автор: Александр Шаров
• Издательство: Наука
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1989
• ISBN: 5-02-014076-7

Описание жизни и деятельности великого ученого нашего столетия  Эдвина-Пауэла Хаббла (1889—1953), автора замечательных открытий, определивших лицо современной астрономии. Его исследования утвердили концепцию островной Вселенной, состоящей из звездных систем-галактик, подобных Галактике, в которой мы живем. Главным достижением Хаббла явилось открытие закона красного смещения линий в спектрах далеких галактик, свидетельствующего о расширении Вселенной. Рассказывается также об исследованиях, продолживших дело Хаббла: о теории горячей Вселенной, о физике процессов в расширяющейся Вселенной, открытии реликтового излучения, о замыслах новых наблюдений для уточнения картины строения и эволюции Вселенной.

При написании биографии ученого использовался ряд материалов, никогда ранее не публиковавшихся.

---

Еще в 1920 г. сторонник теории островной Вселенной Кертис предупреждал: «Если в ближайшую четверть столетия научными исследованиями надежно будет установлено, что движение или вращение спиральных туманностей в среднем составляет в год 0,01" или больше, от теории островных вселенных безусловно придется отказаться».

Проблема решилась раньше — пришлось отказаться от результатов ван Маанена, теория же островных вселенных стала краеугольным камнем наших представлений об окружающем мире.

Исследование туманностей Андромеды и Треугольника продолжалось, накопился богатый наблюдательный материал, чтобы подвести итоги.

В 1926 и 1929 гг. Хаббл публикует два фундаментальных исследования. Они назывались почти одинаково — «Спиральная туманность как звездная система» — и отличались лишь тем, что после этих слов следовало: в первом случае — «Мессье 33» (туманность Треугольника), а во втором— «Мессье 31» (туманность Андромеды). Это были крупные работы, по нескольку десятков страниц, где Хаббл изложил все полученные им результаты.

Он убедительно показал, что так называемые «туманные» звезды в М 33 это самые обычные звезды. Среди них удалось найти переменные и к уже известным трем добавить еще сорок две. Тридцать пять переменных оказались типичными цефеидами, блеск которых менялся с периодами от 13 до 70 дней. Хабблу посчастливилось отметить вспышки двух новых звезд. Ярчайшие постоянные звезды относились к голубым или белым и их функция светимости, распределение объектов по блеску, была такой же, как и функция светимости подобных звезд в нашей Галактике, в окрестностях Солнца. В спиральных рукавах обнаружились и светлые диффузные туманности, а связь между их размерами ж блеском возбуждающих их звезд не отличалась от галактической. Значит, и там были высокотемпературные звезды классов О и В. Используя последние данные о зависимости период—светимость для цефеид, Хаббл оценил расстояние туманности Треугольника в 263 000 парсеков, тогда ее диаметр составлял 4600 парсеков.

Такой же, но еще большей звездной системой с диаметром 64 000 парсеков, оказалась и туманность Андромеды, удаленная от нас, согласно Хабблу, на 275 000 парсеков.

Исследование туманности Андромеды опиралось на огромный материал — 350 негативов, снятых на 60- и 100-дюймовых маунтвилсоновских рефлекторах. За пять прошедших лет две трети снимков получил сам Хаббл. Туманность Андромеды в своих внешних частях разложилась на множество звезд. Лишь центральная часть все еще представлялась диффузной и только через два десятилетия, уже не Хабблу, а Бааде довелось окончательно установить ее звездную природу. Среди звездного населения Хаббл нашел такие же объекты, как и в Галактике и в туманности Треугольника. Из пятидесяти обнаруженных переменных сорок относились к цефеидам с периодами от 10 до 48 дней. Только, у одной блеск колебался почти с полугодовой периодичностью. Теперь в результате поисков Хаббла новых звезд в туманности Андромеды (вместе с замечательной сверхновой 1885 г.) насчитывалось уже 85. Новые звезды группировались к центру туманности Андромеды, и ежегодно их появлялось около 30. В максимуме блеска они становились такими же яркими, как и ярчайшие постоянные звезды. Расстояние туманности Андромеды, определенное по цефеидам, позволило оценить их истинную светимость.

Весной 1928 г. Хаббл отправился в Англию. В последний раз он был там четыре года назад и рассказывал британским коллегам о классификации галактик. Девятого марта Хаббл побывал на заседании Английского королевского астрономического общества, увиделся с Эддингтоном, Смартом, Джинсом и другими. Хаббла встретили тепло. Президент доктор Фил липе сказал: «В этот вечер среди нас находится выдающийся астроном из обсерватории Маунт Вилсон доктор Хаббл. Мы с большим вниманием следим за интересными работами, которые он выполнил относительно далеких туманностей. Я уверен, мы будем рады, если он обратится к нам с речью».

Полная работа Хаббла о туманности Андромеды еще не появилась (он сдал в печать ее в декабре) и всем хотелось узнать подробности. Хаббл решил рассказать только о новых звездах. Быть может, потому, что о новых на этом заседании должен был говорить англичанин Стреттон, а возможно, и потому, что год назад вместе с Дунканом они изучили расширение оболочки самой яркой галактической новой нашего столетия, вспыхнувшей в созвездии Орла в 1918 г. Зная угловое расширение оболочки и ее лучевую скорость, Хаббл и Дункан определили расстояние новой и ее абсолютную величину. Три года спустя, они вернулись к изучению звезды еще раз и опубликовали еще одну статью.

Хаббл рассказывал о множестве новых, уже открытых в туманности Андромеды, о частоте их вспышек, видимом распределении. Интересно, что в среднем новые оказались заметно слабее, чем- звезда в Орле. Но тогда на это различие Хаббл внимания не обратил. «Не думаю,— заметил королевский астроном,— чтобы кто-то из нас получил сотни фотографий, необходимых для достижения подобного результата. Это огромная награда за трудную работу, проделанную доктором Хабблом».

«Я также хотел бы выразить восхищение и добавить мои поздравления»,— откликнулся и Джине.

«Уверен, что все мы высочайшим образом оцениваем замечательную работу, осуществленную доктором Хабблом»,— такими словами заключил выступление Хаббла президент общества.

Королевское общество приняло Хаббла в свои члены. Это было его первым официальным признанием за рубежом.

В этом же году в серии брошюр Американского астрономического общества Хаббл опубликовал краткий очерк о новых звездах. Не стоило бы и останавливаться на совсем популярной статье, если бы не несколько строк в ней. В статье Хаббл упомянул о расширяющихся туманностях вокруг Новых Орла и Водолея. Третьим подобным объектом он назвал Крабовидную туманность.

«В истории астрономической науки Крабовидная туманность сыграла совершенно исключительную роль,— писал через полстолетия наш выдающийся астрофизик И. С. Шкловский.— Недаром среди астрономов бытует шутка, что современную астрофизику можно разделить на две части: физику Крабовидной туманности и... все остальное. Эта туманность, например, была первым отождествленным космическим радиоисточником (не считав Солнца, конечно). Она же была первым отождествленным космическим рентгеновским источником. Внутри нее находится самый короткопериодический и во всех отношениях замечательный пульсар. Наконец, ее оптическое свечение в непрерывном спектре имеет совершенно особую, до того времени нигде в Космосе не встречающуюся природу».

Уже в начале двадцатых годов обратили внимание на то, что туманность близка на небе к яркой «звезде-гостье» 1054 г. в созвездии Тельца, описанной в китайских и японских хрониках. Удалось установить, что туманность расширяется, и надежно измерить скорость этого расширения. В одной из своих статей Дункан на фотографии туманности даже изобразил стрелками угловые перемещения деталей и показал, какой она станет через 500 лет. Но почему-то до Хаббла решительно никто не подумал углубиться в прошлое и выяснить, когда же разлет туманности начался. Зная скорость расширения, Хаббл без труда подсчитал, что туманность возникла примерно 900 лет назад, т. е. в эпоху, когда вспыхнула «звезда-гостья», которую ныне мы знаем как сверхновую. Теперь Крабовидная туманность и Сверхновая оказались связанными друг с другом не только положением на небе, но и хронологически.

Вывод Хаббла был столь очевиден, что, вероятно, поэтому он не придал ему особенного значения. Нигде больше о своем результате он не вспоминал, а до глубоких следствий -из сделанного отождествления было еще очень далеко.

В июле Хаббл вместе со спектроскопистами Артуром Кингом и Чарльзом Сент-Джоном представляли обсерваторию Маунт Вилсон на III съезде Международного астрономического союза в Лейдене. На этот раз президент комиссии 28 по туманностям Слайфер не приехал и ее работой руководил Хаббл. Комиссия подчеркнула фундаментальное различие между галактическими (диффузными и планетарными) и внегалактическими туманностями. Теперь, после работ Хаббла, в этом ни у кого сомнений не оставалось. Но детальная классификация внегалактических туманностей и на этот раз принята не была, хотя уже всем стало ясно, что среди них есть и спиральные, и эллиптические объекты.

Как самый авторитетный исследователь туманностей Хаббл был избран президентом комиссии.

Кончился съезд и вместе со своими коллегами Хаббл отправился в поездку по научным ж техническим центрам Голландии, Германии и Англии. Надо было заботиться о строительстве нового 200-дюймового рефлектора и его оснащении.

Зимой 1932 г. Хаббл закончил последнюю работу, посвященную туманности Андромеды. Ею он как бы прощался с ближайшими космическими соседями, устремляясь к более далеким звездным системам. Правда, через 5—6 лет вместе с Бааде и Хьюмасоном Хаббл обнаружил в галактиках Местной группы 60 новых цефеид, но результаты так и не опубликовал.