Александр Фомин - 100 знаменитых ученых

В 1913 году, получив в Англии степень бакалавра права, Эдвин вернулся в США. Однако адвокатской практикой он занимался недолго – любовь к астрономии все-таки взяла верх. Эдвин отправился в Чикаго и поступил на работу в Иеркскую обсерваторию. Эта обсерватория располагала лучшим по тем временам оборудованием – 100-сантиметровым [104] Имеется в виду объектив. телескопом и 60-сантиметровым телескопом-рефлектором. Хаббл занял должность ассистента директора обсерватории Э. Фроста и приступил к активной научно-исследовательской работе. За непродолжительное время молодой ученый открыл 512 новых туманностей. На 1917 год он запланировал подготовить докторскую диссертацию «Фотографические исследования слабых туманностей». В том же 1917 году Хаббл получил приглашение от Эллери Хейла, директора обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии. Хейл предложил Эдвину работу на самом большом в то время 250-сантиметровом рефлекторе. «К сожалению, не могу принять Ваше предложение. Ухожу на войну», – такой неожиданный ответ получил директор обсерватории. Соединенные Штаты Америки вступили в Первую мировую войну. Хаббл за ночь дописал свою диссертацию, на следующее утро защитил ее и добровольцем пошел в армию. После учебного лагеря он получил звание капитана, был назначен командиром батальона в дивизии «Черный ястреб», в составе которой его направили во Францию. К окончанию войны Хаббл имел чин майора.

После демобилизации Эдвин Хаббл все же принял предложение Эллери Хейла и приступил к работе в Иеркской обсерватории. Он возобновил изучение туманностей. В 1922 году вышла его работа «Общее исследование диффузных галактических туманностей», в которой он заложил основы классификации туманностей, в частности, разделил все туманности на галактические (газово-пылевые туманности, находящиеся в нашей галактике) и внегалактические (находящиеся вне Млечного Пути), то есть собственно другие галактики. Для галактических туманностей Хаббл рассмотрел механизмы свечения. Он показал, что планетарные туманности светятся за счет переизлучения туманностью интенсивного ультрафиолетового излучения, испускаемого центральной звездой. Свечение же диффузных туманностей (туманностей неправильной формы), согласно исследованиям Хаббла, вызвано отражением света близлежащих звезд.

В 1923 году ученый приступил к подробному изучению туманности в созвездии Андромеды. На снимке, сделанном 4 октября, он обнаружил вспышки двух новых звезд и одну небольшую звезду. Сравнив этот снимок с другими, Хаббл обнаружил, что небольшая звезда является цефеидой [105] Цефеиды – пульсирующие переменные звезды-сверхгиганты, имеющие изменяющийся периодически блеск. Название цефеиды получили от звезды Цефея – типичной звезды подобного рода. . К тому времени цефеиды Млечного Пути были уже довольно неплохо изучены. По известной уже зависимости периода пульсации цефеид от их светимости (мощности излучения) можно было установить светимость открытой Хабблом звезды. А сравнение светимости с видимым блеском звезды давало возможность рассчитать расстояние до нее и, следовательно, до туманности Андромеды. Хаббл приблизительно оценил это расстояние в 1 миллион световых лет (по современным данным – 2 миллиона). Хотя в своих расчетах Хаббл и ошибся в два раза – полученное им расстояние намного превышало размеры нашей Галактики. Подобные данные Хаббл получил еще для двух туманностей. Фактически ученый поставил точку в споре о природе спиральных туманностей, окончательно доказав, что они являются самостоятельными звездными системами, подобными Млечному Пути. Стало понятно, что Вселенная является пространством, заполненным звездными островами – галактиками. Доклад о результатах своих исследований Хаббл сделал 1 января 1925 года на заседании Американского астрономического общества. За эту работу он был награжден премией Ассоциации развития науки. С этого момента имя Эдвина Хаббл а стало известно во всем научном мире.

В дальнейшем Хаббл продолжил изучать строение галактик. Вскоре он предложил их классификацию, в основу которой были положены морфологические особенности. Ученый разделил галактики на спиральные, эллиптические и неправильные. Следует отметить, что на классификации Хаббла базируется и современная классификация галактик. Естественно, что глобальные исследования Хаббла привели и к множеству частных открытий. Ученый обнаруживал новые звезды, цефеиды, шаровые скопления, газовые туманности.

В середине января 1929 года Эдвин Хаббл опубликовал небольшую работу «О связи между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей». В ней содержалась информация о важнейшей закономерности, известной ныне как закон Хаббла. Остановимся на нем подробнее. Астрономам был известен такой парадоксальный факт: длины волн, излучаемых атомами далеких галактик, несколько больше, чем длина волн, излучаемых такими же атомами, находящимися на Земле. Хаббл первым предположил, что это наблюдение является следствием эффекта Доплера [106] Эффект Доплера – изменение длины волны, наблюдаемое при движении источника волн относительно их приемника. . Это означало, что галактики движутся в направлении от Млечного Пути. Но Хаббл на этом не остановился. К тому времени он получил информацию о расстоянии до 46 галактик. Хаббл сравнил расстояния со скоростью движения галактик, вычисленной благодаря эффекту Доплера. Результат оказался потрясающим: чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она движется.

Закон Хаббла по своему значению не уступает, например, законам Кеплера. Закон этот удивителен, но следствия его еще удивительней. Оказывается, Вселенная расширяется, более того, закон Хаббла позволяет предполагать возраст Вселенной (ведь имеется возможность примерно подсчитать, когда это расширение началось). По современным представлениям Вселенная появилась около 15 миллиардов лет назад. Поскольку скорость движения галактик не может превышать скорость света, можно сделать вывод и о максимальных размерах Вселенной – 15 миллиардов световых лет. Кроме этого, закон Хаббла является основой различных моделей появления и развития Вселенной.

К этому времени Эдвин Хаббл был уже известным и титулованным ученым. В 1927 году он был избран в Национальную академию США, стал действительным членом Королевского астрономического общества Великобритании. Опубликование же работы «О связи между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей» буквально вознесло его на вершину научного Олимпа. Ученого приглашали читать лекции в университеты всего мира. Основываясь на материалах своих лекций, Хаббл опубликовал две книги: «Мир туманностей» (1935) и «Наблюдательный подход к космологии» (1937). В 1940 году американский ученый получил Золотую медаль Королевского астрономического общества.