В воскресенье, 23 ноября 1924 года, 100 лет назад, читатели, просматривавшие шестую страницу «Нью-Йорк Таймс», нашли бы интригующую статьюсреди нескольких больших рекламных объявлений о шубах. Заголовок гласил: «Обнаружено, что спиральные туманности являются звёздными системами: доктор Хаббл подтверждает мнение, что они являются «островными вселенными», похожими на нашу» (да, тогда использовалась довольно странная терминология).
Американский астроном, о котором шла речь в статье, доктор Эдвин Пауэлл Хаббл, вероятно, был озадачен тем, что его имя было написано с ошибкой (в статье было Hubbel, а не, как правильно, Hubble). Но в статье подробно описывалось революционное открытие: Хаббл обнаружил, что две спиралевидные туманности, состоящие из газа и звёзд, которые, как считалось ранее, находились внутри нашей галактики Млечный Путь, располагались за её пределами.
Этими объектами на самом деле были галактики Андромеды и Треугольника, ближайшие крупные галактики к нашему Млечному Пути. Сегодня, согласно наблюдениям за десятками миллионов галактик, во Вселенной насчитывается до нескольких триллионов галактик.
За четыре года до этого в Вашингтоне состоялся Большой спор между американскими астрономами Харлоу Шепли и Гебером Кёртисом. Шепли недавно показал, что Млечный Путь больше, чем было измерено ранее. Он утверждал что внутри него могут находиться те самые "спиральные туманности". Кертис, с другой стороны, полагал, что за пределами Млечного Пути есть и другие галактики.
Оглядываясь назад и игнорируя некоторые детали, можно сказать, что Кёртис выиграл дебаты. Однако метод, который Шепли использовал для измерения расстояний в Млечном Пути, сыграл решающую роль в открытии Эдвина Хаббла и был унаследован от работы американского астронома Генриетты Свон Ливитт.
В 1893 году молодую Ливитт наняли в качестве "компьютера" (так называли тогда людей, выполнявших много однообразных вычислений) для анализа изображений, полученных с помощью телескопа в обсерватории Гарвардского колледжа, Массачусетс.
Ливитт искала звёзды, яркость которых меняется со временем. Из более чем тысячи переменных (изменяющихся) звёзд она выделила 25, которые относятся к типу, известному как цефеиды, и опубликовала результаты в 1912 году.
Из-за периодической смены яркости цефеид кажется, что они пульсируют. Ливитт обнаружил закономерность: цефеиды, которые пульсировали медленнее, были изначально ярче (светлее), чем те, которые пульсировали быстрее. Это было названо зависимостью «период — светимость».
Другие астрономы осознали значимость работы Ливитт: эту зависимость можно было использовать для вычисления расстояний до звёзд. Будучи студентом Принстонского университета, Шепли использовал зависимость периода от светимости для оценки расстояний до других цефеид в Млечном Пути. Так Шепли получил свою оценку размера нашей галактики.
Но для того, чтобы астрономы могли быть уверены в расстояниях внутри нашей галактики, им нужен был более прямой способ измерения расстояний до цефеид. Метод звёздного параллакса — это ещё один способ измерения космических расстояний, но он работает только для ближайших звёзд. Когда Земля вращается вокруг Солнца, ближайшая звезда кажется движущейся относительно более далёких звёзд. Это кажущееся движение известно как звёздный параллакс. По углу этого параллакса астрономы могут определить расстояние от звезды до Земли.
Датский исследователь Эйнар Герцшпрунг использовал звёздный параллакс, чтобы определить расстояния до нескольких ближайших звёзд-цефеид, что помогло откалибровать работу Ливитта.
В конечном итоге, методами измерения расстояний в космосе воспользовался молодой учёный Эдвин Хаббл. Однако, у него бы ничего не получилось без трудов его предшественников.
В 1917 году Весто Мелвин Слайфер измерил скорость движения 25 спиральных туманностей и обнаружил, что 23 из них удаляются от нас. Это не укладывалось в астрономическую модель. В 1929 году Хаббл создал модель расширяющейся Вселенной, которая теперь считается основной. Шведский астроном Кнут Эмиль Лундмарк увидел отдельные звёзды в рукавах туманности М33. Сотрудник обсерватории Джон Дункан заметил «пульсирующие точки света» в этой туманности. Хаббл получил детальные изображения туманности Андромеды с большой выдержкой и в октябре 1923 года обнаружил цефеиду — звезду, меняющую яркость каждые 31 день. Расстояние до неё составило почти миллион световых лет — далеко за пределами Млечного Пути.
Хаббл открыл ещё три цефеиды, подтверждая, что туманность Андромеды — галактика. Теперь известно, что там находится около 300 миллиардов звёзд, включая 35 тысяч цефеид.
Астроном даже немного пошутил над Харлоу Шепли, который считал туманности газовыми облаками. Шепли признал своё поражение: «Это письмо разрушило мою вселенную».
И вот, в возрасте 35 лет Эдвин Хаббл перевернул всю существовавшую на тот момент астрономическую науку, доказав, что мы живём не в единственной галактике во вселенной, а лишь в одной из многих. Но это было не единственное его открытие.
В 1912 году Весто Слайфер измерил лучевую скорость M 31 и выяснил, что она приближается к Земле со скоростью 300 км/с, что оказалось наибольшим значением из всех измеренных до этого. Это стало свидетельством того, что туманность находится вне Млечного Пути. Слайфер также обнаружил вращение галактики: на угловом расстоянии в 20 минут дуги от центра лучевая скорость отличалась на 100 км/с.
С сентября по декабрь 1913 года Слайфер занимался туманностью Андромеды, и благодаря формуле Допплера–Физо пришёл к выводу, что она ежесекундно приближается к нашей галактике на 300 км. Хотя у Андромеды есть
Хаббл объединил измерения Слайфера со своими оценками расстояния до каждой галактики и обнаружил закономерность: чем дальше от нас находится галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Это можно объяснить расширением Вселенной, которое следует за Большим взрывом.
А ещё, уже под конец карьеры, он активно выступал за то, чтобы астрономию признали разделом физики, дабы астрономы также смогли претендовать на Нобелевскую премию. И, собственно, успешно. Первую Нобелевскую премию по астрономии даже хотели присудить Хабблу в 1953 году, но он, к сожалению, умер 28 сентября этого года.
Вот так могут кардинальным образом меняться представления о вселенной за каких-то 100 лет. С тех пор было открыто множество галактик, и наш мир, в общем-то, оказался куда больше, чем мы себе представляли. Память Э. Хаббла была увековечена телескопом, названным в его честь, который по сей день продолжает служить науке (а ещё в честь него назвали астероид 2069). Но не нужно забывать и о вкладе других учёных, который привёл к этому великому открытию.