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.

---

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.

Просматривая лучшие снимки туманности Андромеды, Хаббл заменил многочисленные диффузные объекты. Круглые, достаточно концентрированные, но все же непохожие на звезды, они находились и на фоне туманности, и далеко за ее пределами. Самые яркие выглядели незвездными непосредственно в окуляре телескопа даже лучше, чем на фотографиях. Несколько объектов в фокусе инструмента внимательно рассмотрел и Хьюмасон. У одного удалось измерить и лучевую скорость. Она оказалась отрицательной и была близка к скорости самой туманности. Все говорили о том, что обнаруженные объекты — это шаровые скопления в составе туманности Андромеды. Но, по-видимому, какие-то сомнения у Хаббла оставались, и новые объекты он именовал «предварительно идентифицированными шаровыми скоплениями». История науки показала, что такая осторожность была излишней. Но тогда, в начале 30-х гг., и де Ситтеру, и Шепли, внимательно изучившим труд Хаббла, казалось, что новые объекты могут быть не шаровыми, а рассеянными скоплениями. Шепли, все еще верившего в результаты ван Маанена, очень смущало то, что, признав скопления шаровыми, мы с неизбежностью должны были удалить спиральные галактики на расстояния в миллионы световых лет.

Хаббл тщательно изучает 140 найденных, им скоплений — измеряет звездные величины, размеры, характеризует степень их компактности. Практически во всем они походили на скопления нашей Галактики. Хаббл лишь отметил, что в среднем они были заметно слабее галактических. Тогда он еще не мог предполагать, что расстояние туманности Андромеды, казалось бы вполне надежное, через четверть столетия придется серьезно увеличить.

Как и в нашей Галактике, шаровые скопления группировались к центру звездной системы. Но некоторые из них обнаруживались и очень далеко, до двух с половиной градусов от центра туманности Андромеды. А это означало, что по скоплениям она простиралась не менее чем на 30 кпк. Нашлись шаровые скопления и в северном спутнике туманности — NGG 205.

Полтора десятка подобных объектов Хаббл обнаружил в туманности Треугольника, удаленной от нас примерно на такое же расстояние, как и туманность Андромеды. Уже тогда он отметил их две интересных особенности: по сравнению со скоплениями в туманности Андромеды они были примерно на полторы звездных величины слабее и самые яркие имели голубой цвет. Сейчас стало ясно, что в галактиках шаровые скопления возникали в разное время; либо почти все в эпоху формирования самих галактик — более красные объекты, либо продолжали возникать немногие миллионы лет назад — голубые.

Прошло более пятидесяти лет. Еще при жизни Хаббла число известных скоплений в туманности Андромеды Бааде удвоил. Много новых объектов прибавилось в ней и в туманности Треугольника в последние годы, когда их поиски стали вестись с телескопами системы Ричи— Кретьена, дающими четкие изображения на большом поле. И каждый последующий автор неизменно отдает должное тому, кто первым начал изучение шаровых скоплений в галактиках Местной группы.

Красное смещение. Предшественники

 Открытия, большие и малые, всегда имеют свою предысторию. И это не случайно. «...Наука последовательна, систематична по существу, обладает „внутренней логикой", каждый последующий шаг в науке опирается на предыдущий» (С. И. Вавилов). Так было и с законом красною смещения — главным открытием Хаббла, доказывающим расширение Вселенной.

В 1893—1894 гг. в тогда еще маленьком городке Флагстаффе в Аризонской пустыне богатый американец Персиваль Ловелл построил частную обсерваторию. История знает несколько примеров, когда детские и юношеские интеллектуальные увлечения ярко разгорались в душе вполне сложившегося человека, заставляя его отбросить все прожитое и целиком отдаться науке. Вспомним хотя бы Генриха Шлимана, упорно искавшего легендарную Трою,— сначала торговца, банкира и даже купца первой гильдии в Петербурге, а уже потом археолога. Нечто подобное произошло и в жизни Ловелла, в детстве любителя астрономии. В судьбах этих двух людей есть даже немало общего: оба преуспевающие бизнесмены, оба побывали во многих странах, нажили изрядный капитал и затем отдали его на любимое дело. Оба решили изменить привычную жизнь, и сделали это в возрасте, когда менять ее, говоря по-житейски, уже было поздно.

Под влиянием удивительных открытий Скиапарелли Ловелл стал убежденным сторонником идеи существования разумной жизни на Марсе. Для ее подтверждения и была создана новая обсерватория. В 1897 г. в деревянной цилиндрической башне установили достаточно крупный по тем временам 24-дюймовый рефрактор. Поблескивающий латунными деталями, сейчас инструмент выглядит старомодным и даже неуклюжим, а тогда он казался верхом совершенства.

В 1901 г. на обсерваторию пришел работать Весто Мелвин Слайфер, только что получивший степень бакалавра в университете штата Индиана. Ловелл и Слайфер во многом были непохожими. Один — яркий, темпераментный, мастер блестящего слова. Другой — сосредоточенный, тщательный в работе, замкнутый, не особый любитель публичных выступлений.

Не будучи астрономом по образованию, Ловелл, тем не менее, хорошо представлял себе значение недавно зародившейся астроспектроскопии и для своей обсерватории заказал превосходный спектрограф.

Особенно большие надежды связывались тогда с возможностью определять лучевые скорости. Энтузиаст этого дела и также любитель астрономии англичанин сэр Уильям Хеггинс в преддверии XX века писал: «В недалеком будущем этот метод работы без сомнения займет важное место в астрономии и, по-видимому, именно благодаря ему в грядущем столетии будут сделаны многие важные открытия».

 Весной 1902 г. со спектрографом начал работать Слайфер. Ловелла интересовал не только Марс, но также и проблема происхождения Солнечной системы, и несколько лет спустя он предложил Слайферу сделать попытку установить вращение туманности Андромеды, в которой в ту пору видели как бы прообраз планетной семьи в процессе формирования согласно схеме Мультона — Чемберлина.

К этому некоторые основания были. В 1888 г. в библиотеке Королевского астрономического общества в Лондоне была выставлена для обозрения фотография туманности Андромеды, снятая Исааком Робертсом. На фотографии обнаружились такие детали, о которых не подозревал ни один человек, наблюдавший до тех пор туманность визуально в телескоп. В некотором роде она напоминала Сатурн — в ее центре находилось яркое сгущение без четких очертаний, вокруг которого при достаточном воображении виделись более или менее симметричные диффузные кольца. Роберте первым высказал предположение о том, что туманность Андромеды — пример зарождающейся солнечной системы.

Слайфер решил задачу, поставленную Ловеллом: вращение туманности Андромеды было установлено. Но на этом пути он сделал более важное открытие и в его замечательном научном наследии первая небольшая заметка о спектре туманности занимает особое место. Семнадцатого сентября 1912 г. с экспозицией почти в семь часов Слайфер получил спектр туманности Андромеды и впервые измерил ее лучевую скорость.

Результат оказался столь неожиданным, что Слайфер до конца года снял еще несколько спектрограмм и только после подтверждения решился его опубликовать. Лучевая скорость составляла — 300 км/с. Туманность Андромеды приближалась к нам со скоростью, еще невиданной ни у одного небесного объекта. Неизвестно, какие предчувствия охватывали Слайфера, когда он заканчивал свою заметку, но ее последние слова оказались пророческими. Он писал: «Расширение работы на другие объекты может дать результаты фундаментальной важности».

Когда Слайфер рассказал Ловеллу о своем успехе, тот воскликнул: «Похоже, что Вы сделали великое открытие. Проверьте для подтверждения еще несколько туманностей». Профессор Джон Миллер своему бывшему университетскому воспитаннику написал: «Думается мне, что Вы нашли золотую жилу и, старательно работая, сможете сделать вклад такого же значения, как вклад Кеплера, но только совсем в ином роде». Вскоре Слайфер получил спектр туманности NGC 4594 в Деве. Ее скорость оказалась равной 1000 км/с.