Едуин Пауъл Хъбъл — американски астроном, формулирал закона на Хъбъл
Едуин Пауъл Хъбъл (20 ноември 1889 г. – 28 септември 1953 г.) е американски астроном, чиито наблюдения и интерпретации коренно променят научната представа за Вселената. Роден е в Маршфийлд, Мисури, изучава астрономия и физика в Университета на Чикаго и е отличен студент, а след това е стипендиант Родос в Оксфорд. Най-известните му резултати са свързани с разпознаването на външни галактики и с установяването на общия космологичен ред в движението им.
Биография и кариера
Хъбъл работи главно в обсерваторията Mount Wilson край Лос Анджелис, където използва големия 100-инчов (Hooker) телескоп — най-мощния в света по това време. Там той извършва ключови фотометрични и спектрални наблюдения, които му позволяват да измери разстоянията до далечни обекти и да свърже тези разстояния с техните скоростни характеристики.
Откриване на извънгалактически обекти и методи за измерване
През 1925 г. Хъбъл дава убедителни доказателства, че съществуват галактики и извън нашата, Млечния път. Това се постига чрез откриването на пулсиращи променливи звезди от типа Цефеиди в спирални мъглявини (например в Андромеда), чиито периоди служат като "стълба" в космическата дистанционна скала. Измерванията на Цефеидите позволяват да се оцени реалното разстояние до тези галактики и така да се докаже, че те не са просто облачни структури в рамките на нашата галактика.
Класификация на галактиките
Хъбъл разработва и щателна система за морфологично класифициране на галактиките, известна като Хъбълова последователност (или "тюнинг-форк" диаграма). Тя разделя галактиките на елиптични, спирални (включително бар-разположени спирални) и неправилни и остава една от най-използваните схеми за описание на външния вид и структурата на галактиките.
Червено отместване, Доплеров ефект и разширяване на Вселената
Хъбъл показва, че галактиките се отдалечават една от друга. Той установява, че степента на Доплеровия ефект (червеното отместване) от дадена галактика нараства пропорционално на разстоянието до наблюдателя на Земята. По-просто казано, в светлинния спектър на по-отдалечените галактики линиите са изместени към по-дължите (червените) вълни — явление, наричано червено отместване, което се наблюдава в светлинния спектър.
Важно е да се уточни, че днешната интерпретация на тези "видими скорости" е свързана не просто с класическия Доплеров ефект, а с разширяването на метриката на самото пространство. Светлината, която пътува през такова разширяващо се пространство, бива разтеглена и показва червено отместване от типа на Хъбъл.
Законът на Хъбъл и неговото значение
През 1929 г. Хъбъл формулира т.нар. закон на Хъбъл, често записван в абстрактна форма като v = H0 · d, където v е относителната скорост на отдалечаване, d — разстоянието, а H0 — константата на Хъбъл (Hubble constant). Законът гласи, че колкото по-голямо е разстоянието между две галактики, толкова по-голяма е относителната им скорост на раздалечаване. Това откритие дава силен емпиричен аргумент за идеята, че Вселената като цяло се разширява и води до концепции за началото на разширяването (което по-късно ще бъде развито в рамките на модела на Големия взрив).
Въпреки че Жорж Леметр, белгийски свещеник и астроном, публикува математическата идея за космологично разширение две години по-рано, наблюдателната проверка и популяризирането на закона са свързани с Хъбъл, затова откритието носи неговото име. Освен това преди Хъбъл Весто Слифер е записал множество спектрални измествания на галактики — Хъбъл използва част от тези данни при конструирането на своята емпирична зависимост.
Исторически бележки и съвременни измервания
Първоначалната стойност на константата на Хъбъл, изведена от Хъбъл, е далеч по-голяма от съвременните оценки поради систематични грешки в определянето на разстояния. Сега H0 се измерва прецизно чрез няколко независими метода (цефеиди и супернови тип Ia, космичен микровълнов фон и др.) и съвременните резултати дават стойности в диапазона приблизително 67–74 км/s/Mpc, като съществува известно несъгласие между методите (т.нар. "тензия на H0"), което е активна тема в космологията.
Наследство
Откритията на Хъбъл полагат основите на съвременната космология и променят гледната точка за мащабите и еволюцията на Вселената. През 1990 г. в негова чест е изведен в орбита Космическият телескоп Хъбъл, който и до днес предоставя критично важни данни за астрономията — от изследвания на планети и звезди до наблюдения на най-отдалечените галактики и измервания, свързани с разширяването на Вселената.
Хъбъл остава една от ключовите фигури в астрономията на XX век: неговите наблюдения, методи и идеи продължават да формират рамките на съвременните изследвания на космоса.
Линии на поглъщане в оптичния спектър на свръхкуп от далечни галактики (вдясно) в сравнение с линиите на поглъщане в оптичния спектър на Слънцето (вляво). Стрелките показват червеното отместване. Дължината на вълната се увеличава към червеното и отвъд него (честотата намалява).
Четири основни постижения
Според Сандейдж Хъбъл е постигнал четири основни неща:
- Система за класификация на мъглявините - галактични (дифузни) и екстрагалактични (мъглявини в нашата галактика Млечен път и в други галактики извън нея).
- Хъбъл решава категорично въпроса за природата на галактиките (като други неща като Млечния път).
- Установено е, че разпределението на галактиките е хомогенно по отношение на разстоянието (галактиките са навсякъде във Вселената, а не на определено място).
- Установена е линейната зависимост между скоростта и разстоянието. Това откритие води до идеята за разширяващата се Вселена, която е в основата на съвременната космология.
Лично мнение на Хъбъл за данните
Самият Хъбъл не е смятал данните си от 1929 г. за доказателство за разширяваща се Вселена. Дори шест години по-късно Хъбъл пише:
"... ако червените премествания са премествания на скоростта, които измерват скоростта на разширяване, разширяващите се модели определено не съответстват на направените наблюдения... разширяващите се модели са принудително тълкуване на резултатите от наблюденията"
- — E. Хъбъл, Ap. J., 84, 517, 1936
"[Ако червените премествания са доплерово изместване] ... наблюденията в сегашния им вид водят до аномалията на затворена Вселена, странно малка и плътна, и може да се добави, подозрително млада. От друга страна, ако червените премествания не са Доплеров ефект, тези аномалии изчезват и наблюдаваният регион изглежда като малка, хомогенна, но незначителна част от една вселена, разширена неопределено както в пространството, така и във времето."
- — E. Хъбъл, Месечни известия на Кралското астрономическо дружество, 97, 513, 1937 г.
Инфлацията като обяснение на разширяването
Думите на Хъбъл бяха забравени и схващането за разширяването на Вселената се превърна в консенсус. До теоретичните разработки през 80-те години на ХХ век никой не е имал обяснение защо това изглежда така. На въпроса "Защо Вселената се разширява?" сега се дава отговор, като се разбират подробностите за това какво се е случило през първата инфлационна епоха (10-32 секунди) от съществуването на нашата Вселена.
Въпроси и отговори
В: Кой е бил Едуин Пауъл Хъбъл?
О: Едуин Пауъл Хъбъл е американски астроном.
В: Кога е роден и кога умира?
О: Роден е на 20 ноември 1889 г. и умира на 28 септември 1953 г.
В: Какво е неговото наследство?
О: Откритията му промениха научната представа за Вселената.
В: Какви изследвания е провеждал?
О: Провежда астрономически изследвания, свързани с галактиките, звездите и други небесни тела.
В: Къде е работил?
О: Работи в обсерваторията Маунт Уилсън в Калифорния.
В: Какви награди е получил за работата си?
О: Получава множество награди за приноса си към астрономията, включително Златен медал на Кралското астрономическо дружество през 1935 г. и медал "Брус" през 1938 г.
