Научный прорыв, который превратил Млечный Путь из «всей Вселенной» в одну из миллиардов галактик.
В начале XX века астрономы считали, что наша Галактика — это и есть вся Вселенная. Спиральные туманности, заметные в телескопы, воспринимались как газовые облака внутри Млечного Пути.
Интересно, что еще в XVIII веке философ Иммануил Кант выдвинул идею «островных вселенных», но его гипотеза оставалась чисто умозрительной. К концу XIX века астрономы, такие как Уильям Хаггинс, анализируя спектры туманностей, обнаружили, что некоторые из них состоят из звезд, а не газа. Однако технологические ограничения не позволяли подтвердить их природу.
В 1920 году на заседании Национальной академии наук США разгорелся «Великий спор» между Харлоу Шепли и Гебером Кертисом. Шепли, используя цефеиды для измерения расстояний, определил размер Млечного Пути в 300 000 световых лет (позже скорректировано до 100 000). Он утверждал, что спиральные туманности, включая Андромеду, — это часть нашей Галактики.
Кертис, напротив, ссылался на наблюдения новозеландского астронома Джона Коуча Адамса, который заметил в Туманности Андромеды вспышки, похожие на сверхновые. Если бы эти вспышки были такими же яркими, как в Млечном Пути, туманность должна находиться далеко за его пределами. Спор завершился вничью, но именно он задал вектор для будущих исследований.
Хаббл: От юриста до астронома-революционера
Эдвин Хаббл начал свою карьеру как учитель и юрист, но страсть к звездам перевесила. В 1914 году он бросил юридическую практику и отправился в Чикагский университет, а затем в Оксфорд для изучения астрономии. Его путь прервала Первая мировая война, где он служил майором артиллерии. В 1919 году, едва демобилизовавшись, Хаббл присоединился к обсерватории Маунт-Вилсон, где его ждал телескоп Хукера — самый мощный инструмент эпохи с зеркалом 2,5 метра.
В октябре 1923 года, наблюдая Туманность Андромеды, Хаббл заметил переменную звезду, которую идентифицировал как цефеиду. Эти звезды, открытые Генриеттой Ливитт в 1912 году, имели четкую зависимость «период-светимость», что позволяло определять расстояния. Рассчитав, что цефеида в Андромеде находится на расстоянии 900 000 световых лет (современные данные — 2,5 млн), Хаббл понял: это отдельная галактика. Его статья 1925 года «Туманность Андромеды как звездная система» стала сенсацией. Интересно, что за год до этого шведский астроном Кнут Лундмарк уже оценил расстояние до Андромеды в 500 000 световых лет, но его работа осталась незамеченной из-за скепсиса научного сообщества.
Технология как двигатель открытий
Телескоп Хукера, созданный на средства мецената Джона Хукера, был вершиной инженерной мысли. Его зеркало из пирексового стекла, отполированное до микроскопической точности, собирало в 60 раз больше света, чем человеческий глаз. Это позволило Хабблу различать отдельные звезды в туманностях, что раньше было невозможно. Фотопластинки того времени, покрытые эмульсией с нитратом серебра, требовали экспозиции в несколько часов, но именно они зафиксировали исторические кадры.
Важно отметить, что еще в 1917 году Весто Слайфер из обсерватории Лоуэлла измерил красное смещение Туманности Андромеды, обнаружив, что она движется к Млечному Пути со скоростью 300 км/с. Позже, анализируя данные Слайфера и других, Хаббл связал скорость удаления галактик с расстоянием до них, открыв закон расширения Вселенной.
Открытие Хаббла перевернуло космологию. В 1927 году бельгийский священник и физик Жорж Леметр, опираясь на работы Хаббла и Эйнштейна, предложил теорию «первичного атома», позже названную Большим Взрывом. Сам Хаббл до конца жизни скептически относился к этой идее, предпочитая термин «расширяющаяся Вселенная».
К 1936 году Хаббл составил первую классификацию галактик, разделив их на эллиптические, спиральные и неправильные. Сегодня мы знаем, что в наблюдаемой Вселенной около 2 трлн галактик, а Млечный Путь и Андромеда через 4,5 млрд лет столкнутся, в результате они образуют гигантскую «Млекомеду».
Современный контекст: Наследие Хаббла в эпоху JWST
Телескоп имени Хаббла (HST), запущенный в 1990 году, продолжил дело своего тезки, измерив постоянную Хаббла с точностью до 10%. Однако данные 2020-х годов ввели астрономов в новый кризис: расхождения в оценках постоянной Хаббла между методами («напряженность Хаббла») указывают на возможные пробелы в Стандартной модели космологии.
Телескоп JWST, запущенный в 2021 году, обнаружил галактики, существовавшие уже через 200 млн лет после Большого Взрыва. Их необычная яркость ставит под вопрос модели формирования галактик. Интересно, что методы, которые использует JWST — анализ спектров и поиск стандартных «свечей» — восходят к работам Хаббла и Ливитт.
Великий спор 1920 года — не просто исторический курьез. Он отражает суть науки: прогресс рождается в столкновении идей. Шепли, хотя и ошибался о туманностях, первым составил трехмерную карту Млечного Пути. Кертис, защищая «островные вселенные», вдохновил поколение астрономов на поиски.
Хаббл показал, что даже революционные открытия — лишь ступеньки к новым загадкам. Сегодня, глядя на снимки JWST, мы видим галактики, чей свет шел к нам 13 млрд лет. Но, как говорил Хаббл: «Научное исследование — это беседа с природой, а не монолог». И эта беседа продолжается.
-----
Смотрите нас на youtube. Еще больше интересных постов на научные темы в нашем Telegram.
Заходите на наш сайт, там мы публикуем новости и лонгриды на научные темы. Следите за новостями из мира науки и технологий на странице издания в Google Новости