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.

---

С какими чувствами разъезжались участники конференции, воспоминаний не сохранилось. И все же несомненно, что они невольно могли задумываться о том, когда доведется встретиться им вместе следующий раз, понимая, что обстановка в Европе становится мрачней и мрачней.

Вскоре американские астрономы съехались вместе еще раз. В начале августа в Калифорнийском университете происходил 62 съезд Американского астрономического общества. Этот последний предвоенный съезд был особенно многолюдным. Американские астрономы продолжали собираться и в последующие годы, но многие из них, занятые тогда совсем не научными заботами, приезжать уже не могли.

На съезде Хаббл выступил с небольшим сообщением о пересеченных спиралях, указывая на их сходство с нормальными галактиками. Ни по каким физическим характеристикам, кроме бара—перемычки, они не отличались от обычных. Тогда естественно было предположить, что бар мог образоваться под воздействием не внутренних, а внешних сил. Однако связи ориентации баров с соседними галактиками подметить не удалось. Совсем неясным оставался и вопрос об участии бара во вращении галактики.

На съезде Хаббла выбрали вице-президентом Общества на 1939—1941 гг.

Многие участники съезда посетили обсерватории Тихоокеанского побережья — Ликскую, Маунт Вилсон и Маунт Паломар. В Пасадене они увидели 200-дюймовое зеркало. Тем, кто работал на Йерксской обсерватории вероятно было особенно интересно, что кассегреновское отверстие в исполинском зеркале в точности равнялось размеру объектива знаменитого 40-дюймового рефрактора. На горе Паломар перед гостями предстали законченная башня нового телескопа, где уже шла его монтировка, и башня будущей 48-дюймовой камеры Шмидта. В один из вечеров гости наблюдали на 60- и 100-дюймовых телескопах на Маунт Вилсон. И хотя обычно большой рефлектор совершенно закрыт для посторонних, на этот раз было сделано исключение. Гости друг за другом карабкались по лестнице на наблюдательную площадку, где их ждал Хаббл, показывавший в ньютоновском фокусе Марс и известную планетарную туманность в Водолее — «Сатурн». Астрономы хорошо знают «визит-эффект». Гостям не повезло — изображения были довольно скверными и разглядеть что-то на диске Марса на этот раз не удалось.

Хаббл интенсивно работал. Вместе с Бааде он изучает интересные объекты, только что открытые Шепли. «В 1938 г. мы были очень удивлены,— писал Шепли,— когда на гарвардских пластинках неожиданно и совсем случайно обнаружили два небесных объекта совершенно нового типа. Казалось, что вся последовательность галактик была уже известна, все формы давно полностью описаны — это спирали со многими разновидностями спиральных форм, сфероидальные и неправильные галактики. Объекты, открытые в Скульпторе и Печи, не укладывались естественным образом в существующий ряд и не были его логическим дополнением. Напротив, они вносили некоторые сомнения в нарисованную нами картину — внушали подозрения, что быть может мы не так уж далеко продвинулись в познании мира галактик, как это воображали».

На одном из снимков Шепли обнаружил россыпь примерно двух тысяч маленьких точек на площади менее, чем в один градус. Этот рой в Скульпторе поразительно напоминал какой-то дефект на пластинке. Но контрольные снимки показали, что точки — реальные небесные светила. Что это было — скопление далеких очень слабых галактик или звезд? Для исследования новых объектов требовались крупные телескопы и Бааде и Хаббл на 100-дюймовом рефлекторе получили серию негативов. Распределение звезд, а ими и оказались члены Системы Скульптора, удивительно равномерно. В ней нет ядра, нет звездных скоплений, звезд-сверхгигантов и диффузных туманностей. Она совсем не походила на NGG 6822 — галактику, детально исследованную Хабблом много лет назад. В Системе Скульптора удалось обнаружить 40 переменных. Две из них вероятно принадлежали к цефеидам. Отсюда следовало, что она удалена на 84 000 парсеков и находится вне пределов нашей Галактики. Это была слабая карликовая галактика поперечником примерно в 1000 парсеков.

Похожей на нее оказалась и удаленная более чем вдвое и большая по размерам Система Печи. Местная группа галактик пополнилась двумя новыми сочленами с необычными, характеристиками.

Вместе с Бааде Хаббл предпринимает и другую большую работу — фотографирование неба в низких галактических широтах, вдоль Млечного Пути. Их цель — точнее наметить границы зоны избегания галактик и нащупать участки, свободные от межзвездного поглощения — окна, где удалось бы проникнуть как можно дальше и полнее изучить структуру и население нашей звездной системы. План был обширным: в шести полосах .по широте надо было через каждые 5° снимать звездные поля на протяжении 100° по долготе. Часть материала получить удалось, но работа опубликована так никогда и не была. В полосе Млечного Пути прозрачные окна обнаружились. Одно из них, так называемое окно Бааде в Стрельце, позволило достигнуть района галактического центра.

В 1939 г. Хаббл берется за рассмотрение двух интересных проблем — определения масс и направления вращения галактик. Как и в случае двойных звезд, найти массы можно у пар близких галактик, движущихся вокруг общего центра тяжести. К тому времени лучевые скорости у ряда двойных галактик уже были измерены. Хаббл тщательно анализирует материалы Хьюмасона, но убеждается, что ошибки лучевых скоростей слишком велики. Удалось оценить лишь верхний предел — 1010 масс Солнца. Вместе с Хьюмасоном Хаббл начинает программу более точных измерений. Отчет Обсерватории за 1940—1941 гг. сообщает, что уже у 20 пар галактик стало возможным определить относительные движения, но и для тесных и для широких систем они были невелики. Это говорило о том, что средняя масса галактик не могла превышать 1010 масс Солнца.

Охладел ли Хаббл к теме или отложил работу на время — неизвестно, но упоминания о ней со страниц отчетов исчезают. Так ничего и не опубликовав, больше он к ней не возвратился.

Вероятнее всего, мысли Хаббла в это время уже были заняты грозными событиями, развернувшимися в Европе, и из намеченного он мог завершить лишь изучение направления вращения рукавов спиральных галактик.

Казалось бы, задача в принципе простая: достаточно для галактики, видимой почти с ребра, измерить лучевые скорости на ее концах и узнать, какой стороной она наклонена к наблюдателю. Проблема направления спиральных рукавов — отнюдь не частная, она связана с более общей проблемой — что такое спирали, как и почему они возникают. Естественно предположить, что рукава закручиваются, т. е. на удалении от вращающейся центральной части галактики они отстают. Однако, теория, которую уже с 1926 г. разрабатывал Линдблад, утверждала обратное: спиральные рукава лидируют, в их вращении предшествует вогнутая сторона. Указать на ориентацию галактики в пространстве могла полоса темного пылевого вещества, но такие галактики редки и на первых порах Хаббл нашел только три из тысячи. Затем их число удалось довести до 15. Выяснилось, что все они вращаются в одну сторону, т. е. либо закручиваются, либо раскручиваются. Выбрать же единственный вариант позволили ему всего четыре галактики. У них полоса поглощения удачно проектировалась на яркую центральную часть и тем самым определяла положение плоскости галактики относительно наблюдателя. Ответ был однозначным: рассмотренные спиральные галактики имеют закручивающиеся рукава. Отсюда можно было предположить, что это же свойственно всем галактикам вообще.

Впервые о своих результатах Хаббл вместе с Мейолом рассказали в Вашингтоне на годичном собрании Национальной академии наук в апреле 1941 г. Но прошло немало времени прежде, чем Хаббл подготовил подробную статью. Она поступила в «Астрофизикл джорнэл» в январе 1943 г., когда ее автор уже покинул обсерваторию. Судьба распорядилась так, что эта статья стала предпоследней научной, а не популярной или обзорной работой Хаббла. Впереди были годы войны, уже второй в его жизни.

Тридцатого января 1933 г. престарелый президент Германии Гинденбург поручил формирование правительства Адольфу Гитлеру, главарю «национал-социалистской немецкой рабочей партии». Подавление буржуазно-демократических свобод, кровавый террор, человеконенавистническая расовая теория, бредовые идеи мирового господства — вот с чем пришли к власти немецкие фашисты. Свободомыслящая, не желавшая примириться с гитлеровскими порядками интеллигенция загонялась в концлагеря. Один за другим покидали страну те, кого нацисты еще не успели схватить. Перебирается за океан и Альберт Эйнштейн.

Тридцать третий год стал началом непосредственной подготовки новой мировой войны. Гитлер задумал практически осуществить свою программу, изложенную в книге «Майн кампф». В марте 1936 г. части немецкой армии оккупируют демилитаризованную Рейнскую зону, летом начинают помогать Франко в борьбе с Республиканской Испанией. Весной 1938 г. без единого выстрела аннексирована Австрия. Мюнхенский сговор с Англией и Францией развязал руки Германии для новых актов агрессии. Германия присоединяет к себе Судетскую область Чехословакии, а затем и вся страна перестает существовать как суверенное государство.