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.

---

В 1935 г. по рекомендации Национальной академии наук США Колумбийский университет удостоил Хаббла золотой медали им. Барнарда. Это было редким знаком внимания, присуждаемым раз в пять лет. У Хаббла и Барнарда было нечто общее — оба они были астрономами-наблюдателями и свои основные результаты оба получили с помощью фотографии.

А через два года на долю Хаббла выпала совсем нежданная награда. Четвертого августа 1937 г. он открыл новую комету, получившую обозначение кометы 1937 g. Она была седьмой в данном году и пятой из числа новых. Комета совсем непримечательная, слабая и без хвоста наблюдалась несколькими обсерваториями. Тихоокеанское астрономическое общество присудило Хабблу золотую медаль, 165-ю награду за открытие новых комет.

В марте 1938 г. уходящий в отставку президент Тихоокеанского астрономического общества доктор Джефферс вручил золотую медаль Кетрин Вольф Брюс, очередному тридцать третьему лауреату. Им был Эдвин Хаббл.

Так получилось, что медаль Брюс до недавнего времени считалась самой высокой наградой в астрономии. Строго следуя завещанию Альфреда Нобеля, Нобелевский комитет до конца 60-х годов не присуждал премии астрономам. И только последние двадцать лет позиция комитета изменилась — астрономию приравняли в правах к физике и лауреатами стали Ганс Бете, Ханнес Альвен, Мартин Райл и Энтони Хьюиш, Арно Пензиас и Роберт Вилсон, Субраманьян Чандрасекар и Уильям Фаулер. Живи Хаббл дольше или измени комитет свой подход раньше, он несомненно был бы среди них.

Учредительница медали мисс Брюс никогда не занималась наукой, но, несомненно, была выдающейся женщиной. Одной из первых в США она получила высшее образование, знала латынь, немецкий, французский и итальянский языки, профессионально рисовала и почему-то особенно стремилась поддержать астрономию. Тогда наука была предельно бедна. Даже если удавалось построить крупный телескоп, на все остальное денег обычно не хватало, и рядовая обсерватория затруднялась подписаться, скажем, на «Астрофизикл джорнэл». А мисс Брюс в тридцать обсерваторий Америки и Европы послала от 50 до 50 000 долларов. Только за последние десять лет жизни (она скончалась в 1900 г. в возрасте 84 лет) ее пожертвования на астрономию составили 175 000 долларов. С 1897 г. она предоставила средства на золотую медаль своего имени «за выдающееся служение астрономии», а через год первым лауреатом стал американец Саймон Ньюком.

Медаль Брюс, по существу, стала международной наградой. По предложению Холдена, первого директора Ликской обсерватории и первого президента Тихоокеанского общества, каждый год руководители обсерваторий — трех иностранных — Гринвичской, Парижской и Кордобской, и трех американских — Гарвардской, Йерксской и Ликской представляли к награде не более трех кандидатов, и только из них выбирался самый достойный. В списке награжденных Хабблу предшествовал Герцшпрунг, а следовал за ним Шепли, люди, чей вклад в астрономию велик и несомненен, как и вклад самого Хаббла.

Приветственный адрес в честь награжденного подготовил Харальд Бебкок. В нем говорилось: «Главное, о чем следует здесь сказать, это то, что доктор Хаббл впервые установил надежную шкалу расстояний до объектов, наблюдаемых на 100-дюймовом рефлекторе и находящихся далее Магеллановых Облаков. Объем пространства, ставший ныне предметом исследования, в миллиард раз превышает объем поддававшейся количественному анализу всего лишь двадцать лет назад», Бебкок продолжал: «Я не стану пытаться обсуждать космологическое значение наблюдений доктора Хаббла. Несомненно они оказали сильное воздействие на представления величайших физиков-теоретиков и астрономов, побудили к глубинам философских размышлений и, что вероятно, самое важное, ясно указали на необходимость еще большей инструментальной мощи. Не будет преувеличением сказать, что убедительные данные, полученные им на 100-дюймовом телескопе — это могущественный аргумент в пользу создания 200-дюймового рефлектора».

Вечером 21 марта 1938 г. после награждения Хаббл выступил с публичной лекцией «Природа туманностей». Почему-то он не стад говорить ни о мире бесчисленных далеких галактик, ни об их движениях, чем он занимался последние годы. Он как бы вернулся к истокам и рассказывала туманности Андромеды и ее спутниках, их структуре и населении, ядрах, шаровых звездных скоплениях, цефеидах, новых звездах и замечательной сверхновой 1885 г,., ярких звездах постоянного блеска. Пожалуй, самое интересное для истории астрономии заключалось в том;, что уже тогда, в 1938 г., Хаббл стоял буквально рядом с открытием удвоения шкалы внегалактических расстояний. К этому времени в туманности Андромеды обнаружилось уже около 120 новых звезд и оказалось, что с принятым Хабблом расстоянием новые звезды в максимуме блеска примерно на величину слабее своих аналогов в нашей Галактике. Группы одинаковых по своей природе объектов в двух звездных системах существенно различались друг от друга. Хаббл был явно озабочен. «Таким образом,— говорил он в своей лекции,— эти очевидные противоречия имеют исключительное значение. Они либо указывают на внутренние различия между группами, либо на ошибки в интерпретации имеющихся данных. Прогресса не может быть до тех пор, пока вопрос не решится».

И тут в сторону от правильного решения Хаббла увел его коллега Вальтер Бааде. Он обратил внимание на то, что снимки туманности Андромеды на больших рефлекторах делались довольно редко, не чаще нескольких раз в месяц. Поэтому для оценки звезды в максимуме кривые блеска обычно приходилось несколько экстраполировать, учитывая скорость падения блеска, определенную тогда, когда от максимума звезда была уже далека. Но яркие новые звезды в нашей Галактике значительно быстрее слабели сразу же после максимума и лишь затем скорость падения их блеска уменьшалась. Если все это учесть, новые в туманности Андромеды и Галактике, как будто бы должны стать одинаковыми.

Такие рассуждения тогда казались верными, но только в 1953—1955 гг., когда молодой американец Халтон Арп получил в свое распоряжение 60-дюймовый рефлектор и смог фотографировать туманность Андромеды каждую ночь, обнаружилось большое разнообразие новых звезд. Среди них были и очень быстрые, яркие в максимуме блеска, и медленные, значительно слабее. Так просто, как думалось Бааде, вопрос не решался.

Связь между блеском новых и скоростью их угасания, найденная Арпом,— в сущности иное выражение другой давно и хорошо известной зависимости: чем меньшие сроки требуются звезде, чтобы ослабеть на три звездные величины, тем она абсолютно ярче. Эту зависимость справедливо связывают с именем американского астронома Мак-Лафлина. Еще в 1939 г. он указал, что галактические новые, наблюдавшиеся простым глазом, в среднем быстрее, чем все новые в целом, а в 1945 г. представил зависимость уже в окончательной форме в абсолютных звездных величинах. Но все-таки первым подметил ее Хаббл. Явно опираясь на данные о новых в туманности Андромеды, он в своей лекции заявил: «Яркие новые, по-видимому, ослабевают значительно быстрее слабых».

Хаббл уже давно подметил, что и шаровые скопления в туманности Андромеды тоже слабее, чем в Галактике. Но это противоречие его особенно не тревожило. Он думал, что в разных галактиках шаровые скопления действительно могут быть различными. Об этом как будто бы свидетельствовали скопления в Магеллановых Облаках.

Противоречия удалось разрешить Бааде четырнадцать лет спустя совсем по-другому. Оказалось, что туманность Андромеды на самом деле дальше и несоответствие светимостей объектов в двух галактиках объясняется только этим. Хаббл успел застать этот важный шаг в установлении новой шкалы расстояний, но о том, как сам был близок к открытию и как упустил его, он не говорил ни в одной своей статье.

Прошло меньше года и заслуги Хаббла перед наукой отметил также Франклиновский институт, присудив ему медаль Франклина. В журнале Института Хаббл публикует доклад о движении нашей Галактики среди туманностей, сделанный им после церемонии вручения награды.

К середине 30-х годов Хаббл стал одним из самых известных астрономов Соединенных Штатов и всего мира. Казалось бы, теперь его мог бы увлечь водоворот руководящих должностей, представительства, заседаний. Но все это Хабблу было чуждо — он любил науку и ей отдавал все свои силы. Сендидж вспоминал: «Обычно он не очень-то активно принимал участие в формальной деятельности, как поступают многие другие ученые-профессионалы. Хотя он и был членом Американского астрономического общества, он никогда не занимал там никаких постов, никогда не ходил на заседания. Он держал себя весьма отчужденно, в стороне от научных споров и контактов. И, я думаю, он не делал никаких попыток, чтобы стать политиком в науке, в астрономии, как, например, Харлоу Шепли или Отто Струве, стать каким-то лидером».