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.

---

Астрономы США, а вместе с ними и все астрономическое сообщество мира с нетерпением ожидали начала нового этапа в истории своей науки — вступления в строй гигантского 200-дюймового рефлектора. Вероятно, больше всех ждал этого события Хаббл.

К концу 40-х годов Хаббл несомненно был ведущей фигурой в мировой астрономии. Великие открытия, сделанные им на 100-дюймовом рефлекторе, получили всеобщее признание. Уже при жизни он стал подлинным классиком науки. К многочисленным довоенным научным почестям добавляются новые. В Англии его избирают почетным членом Колледжа королевы, он — член-корреспондент Французского института, почетный член Академии наук в Вене. Калифорнийский университет, вспомнив о его юридическом образовании, присуждает почетную степень доктора права.

Но членом нашей Академии наук Хаббл не был. Может быть в довоенные годы кого-то пугали следствия красного смещения. Но и без этого астрономам у нас не везло. В 1924 г., когда в Академию избрали немца Макса Вольфа и американцев Хейла и Кемпбелла, Хаббл только начинал свой славный путь. А затем наступил глухой перерыв и только в 1958 г. членом Академии стал физик и астроном швед Альвен.

Имя Хаббла становится известным не только ученым, но и широкой публике. В 1948 г. его портрет появляется на обложке массового журнала «Тайм». Среди тех, кого журнал так представлял своим читателям, Хаббл был первым астрономом. Лишь потом, уж много лет спустя, печатаются портреты Маартена Шмидта и Карла Сагана.

Вместе с другими американскими учеными Хаббл выступает в цикле лекций по радио. Он рассказывает слушателям о том, как человечество последовательно открыло для себя мир вне Земли: сначала Солнечную систему, затем мир звезд и, наконец, пространство за пределами нашей Галактики с несчетным множеством таких же огромных звездных систем. Особое внимание слушателей Хаббл обращает на две основные черты исследованной части Вселенной; однородность в среднем распределения галактик в пространстве, несмотря на их группировки и даже огромные скопления, и твердо установленный факт красного смещения, возможно, указывающего на расширение Вселенной.

Выступления Хаббла, Боуэна, Шепли, Рессела вошли в сборник «Ученые говорят». Главная мысль всех этих выступлений была единой: нужно и дальше развивать исследования Вселенной. И надежда на успех во многом связывалась ими с 200-дюймовым телескопом, строительство которого завершилось.

В апреле 1947 г. Хаббл читает в Пасадене публичную Моррисоновскую лекцию «200-дюймовый телескоп и некоторые проблемы, которые он может решать». Таких проблем немало, но Хаббл останавливается на трех. Не только широкой публике, но и астрономам хотелось бы получить ответ на вопрос существуют ли на Марсе тонкие загадочные каналы. Новый телескоп поможет решить эту задачу. Как миллион человеческих глаз соберет он свет и фотографировать Марс станет возможно с очень короткими экспозициями. А тогда среди множества негативов удастся отобрать самые удачные, сделанные при особом спокойствии атмосферы.

Очень важно для науки — получение детальных спектров небесных тел и изучение их химического состава. Здесь также телескоп-гигант должен сказать новое слово.

Но основное предназначение нового инструмента — решение задачи космологии. Хабблу удалось установить, что до границ, доступных 100-дюймовому рефлектору, красное смещение пропорционально расстоянию. Но нужно было идти вперед — проверить сохраняется ли зависимость и на больших расстояниях, продолжает ли пространство и дальше оставаться равномерно заполненным галактиками. Красное смещение приводит к ослаблению видимого блеска галактик. Но когда скорости составляют не более одной десятой скорости света, то и ослабление не превышает 10%. Гигантский рефлектор позволит вдвое расширить изучаемую область Вселенной и для самых далеких галактик ожидаемый эффект достигнет уже 40—50% и станет легко наблюдаемым.

«Мы можем с уверенностью предсказать, что 200-дюймовик ответит нам, следует ли красное смещение считать свидетельством в пользу быстро расширяющейся Вселенной или оно обязано некоему новому принципу природы. Каким бы ответ ни был, результаты следует приветствовать как еще один важный вклад в исследование Вселенной»,— отмечал Хаббл.

У широкой публики могло даже создаться впечатление, что новый телескоп предназначен исключительно для решения космологической проблемы. Это вызывало ревнивое чувство у других сотрудников обсерватории. Однажды специалисты по спектроскопии собрали пресс-конференцию, чтобы рассказать о своих работах. Хабблу о встрече не сообщили и он узнал о ней от знакомого репортера. Неожиданно для собравшихся он явился в библиотеку, где журналисты терпеливо слушали об очень важных, но далеко не увлекательных спектральных работах. Попросили сказать несколько слов и Хаббла. И он так рассказал о происхождении Вселенной, о выдающейся роли спектральных исследований Хьюмасона, что все остальное было забыто и только это и попало на страницы газет и журналов.

Хаббл был полон надежд. Еще год-другой и он примется за решение грандиозной задачи. Не без оснований Хаббл считал, что после смерти Хейла он становится фактическим хозяином нового телескопа. Но все сложилось совсем по-иному.

В начале 70-х годов Американский физический институт предпринял интереснейшее дело — было решено записать на ленту воспоминания множества ученых. Далеко не все остается в документах и часто важные решения формулируются при неофициальных встречах, когда ученые свободно обмениваются мнениями. Здесь вырабатывается стратегия поиска, кто-то со своими идеями выдвигается вперед, кто-то уходит на второй план, здесь выявляются истинные пружины событий в науке, неизвестные за пределами узкого круга участников таких непринужденных встреч.

Историки науки записали интервью с сотней американских астрономов. Если их изложить на бумаге, получится несколько томов интереснейших воспоминаний общим объемом в 10 000 страниц. Часть материалов пока остается закрытой, еще не пришло время, чтобы все сказанное стало достоянием гласности. Но большинство записей уже доступно историкам. Кое-что прояснилось и о последних годах жизни Хаббла.

В один из тихих дней 1948 г. в частном доме в Пасадене собрались Хаббл, Бааде, Боуэн, Толмен и еще несколько человек. Темой беседы был порядок работы 200-дюймового телескопа. Хаббл рассчитывал, что ему достанется львиная доля наблюдательного времени и в безлунные ночи он сможет определять звездные величины слабых галактик и делать их подсчеты, как намечали они с Толменом еще до войны. Но другие участники встречи твердо стояли на своем: план Хаббла в задуманном им виде не может дать ничего существенного в решении проблемы расширения Вселенной. Осторожно, стремясь не причинить боль, но в то же время решительно, они заявили Хабблу, что его план следует отвергнуть. С достоинством, внешне спокойно выслушал он своих коллег, как джентльмен, каким он и был в жизни. Но, вероятно, с ужасом он понял, что всем его надеждам пришел конец. Это не было трагедией в масштабах науки — никто не ставил под сомнение важность проблемы расширения Вселенной, расходились лишь в способах ее решения. Но это было огромной личной драмой человека, посвятившего ей двадцать лет жизни.

Никаких протоколов на встрече не составлялось и все случившееся могло бы так и остаться неизвестным. Кроме одного, уже все участники беседы ушли из жизни, ни словом не обмолвившись о том, как принималось важнейшее решение о путях современной астрономии. Лишь Мартин Шварцшильд, самый молодой среди тех, кто выступил против Хаббла, много лет спустя рассказал историкам, как все происходило.

Между тем работа по установке телескопа приближалась к концу. Во второй половине ноября 1947 г. зеркало из Пасадены перевезли в башню. Двадцать первого декабря впервые астрономы заглянули в окуляр 200-дюймового телескопа.

Еще через полгода состоялось официальное открытие инструмента. Торжества начались 1 июня 1948 г., когда приглашенные на церемонию собрались вместе в башне нового телескопа, превращенной в зал заседаний. Сначала рассказывалось об устройстве телескопа, его оптики и механики. Затем Вальтер Бааде говорил о программе работ нового гиганта: «...После первого крупного наступления на проблему строения Вселенной, которое началось Хабблом в 1925 г. и в течение последующих 20 лет продолжалось им в направлении космологической проблемы, мы ясно видим, где теперь находимся и куда должны идти дальше. Мы должны укрепить и расширить базу, на которой должна покоиться будущая структура внегалактических исследований». Это означало, что многое нужно начинать сначала: вести фотоэлектрическое расширение шкалы звездных величин предельно слабых звезд в ряде площадок неба и тем самым сделать ее надежной, продолжить поиск ярких звезд и особенно цефеид в далеких галактиках и по ним определять расстояния до 10 миллионов световых лет. И только потом, уже на прочной основе, вернуться к определению постоянной Хаббла. Немалые задачи выпадали и на долю галактической астрономии: следовало уточнить нуль-пункт зависимости период — светимость для цефеид. Для этого Бааде предложил изучать шаровые скопления нашей Галактики. С крупными телескопами в них можно дойти до слабых звезд-карликов, светимость которых хорошо известна по таким же объектам в окрестности Солнца. Тогда можно уверенно определить и светимости цефеид в скоплениях. Более того станут известными также светимости других членов скоплений — переменных типа RR Лиры. Их Бааде надеялся обнаружить и в туманности Андромеды с паломарским инструментом. По ним можно еще раз проверить светимость цефеид. Вот тогда в руках астрономов окажется действительно надежный космический метр.