Edwin Hubble

Rezumat

Edwin Powell Hubble (20 noiembrie 1889 – 28 septembrie 1953) a fost un astronom american. A jucat un rol crucial în stabilirea domeniilor astronomiei extragalactice și cosmologiei observaționale.

Hubble a demonstrat că multe obiecte despre care anterior se credea că sunt nori de praf și gaz și care erau clasificate ca „nebuloase” erau de fapt galaxii dincolo de Calea Lactee. El a folosit relația directă și puternică dintre luminozitatea unei variabile Cefeide clasice și perioada de pulsație (descoperită în 1908 de Henrietta Swan Leavitt) pentru scalarea distanțelor galactice și extragalactice.

Hubble a adus dovezi că viteza de recesiune a unei galaxii crește odată cu distanța acesteia față de Pământ, o proprietate cunoscută în prezent sub numele de „legea lui Hubble”, deși fusese propusă cu doi ani mai devreme de Georges Lemaître. Legea lui Hubble implică faptul că universul este în expansiune. Cu un deceniu înainte, astronomul american Vesto Slipher furnizase primele dovezi că lumina din multe dintre aceste nebuloase era puternic deplasată spre roșu, ceea ce indica viteze mari de recesiune.

Numele lui Hubble este cel mai cunoscut datorită telescopului spațial Hubble, care a fost numit în onoarea sa și al cărui model este expus în mod proeminent în Marshfield, Missouri, orașul său natal.

Edwin Hubble s-a născut în Marshfield, Missouri, din Virginia Lee Hubble (născută James) (1864-1934) și John Powell Hubble, un director de asigurări, și s-a mutat în Wheaton, Illinois, în 1900. În tinerețe, s-a remarcat mai mult pentru abilitățile sale atletice decât pentru cele intelectuale, deși a obținut note bune la toate materiile, cu excepția ortografiei. Edwin a fost un atlet talentat, jucând baseball, fotbal și alergând pe pistă atât în liceu, cât și la facultate. A câștigat șapte locuri întâi și un loc trei într-o singură întâlnire de atletism din liceu în 1906 și a jucat o varietate de poziții pe terenul de baschet, de la centru la fundaș. Hubble a condus echipa de baschet a Universității din Chicago la primul titlu al conferinței în 1907.

Studii universitare de licență

Studiile lui Hubble la Universitatea din Chicago s-au concentrat asupra matematicii, astronomiei și filozofiei, ceea ce a dus la obținerea unei diplome de licență în științe în 1910. Hubble a devenit, de asemenea, membru al frăției Kappa Sigma. Bursier Rhodes, a petrecut trei ani la The Queen’s College, Oxford, studiind jurisprudența în loc de științe (ca o promisiune făcută tatălui său pe moarte), iar mai târziu a adăugat studii de literatură și spaniolă, obținând în cele din urmă diploma de master.

În 1909, tatăl lui Hubble și-a mutat familia din Chicago în Shelbyville, Kentucky, pentru ca familia să poată locui într-un oraș mic, stabilindu-se în cele din urmă în apropiere de Louisville. Tatăl său a murit în iarna anului 1913, în timp ce Edwin se afla încă în Anglia. În vara următoare, Edwin s-a întors acasă pentru a avea grijă de mama sa, de cele două surori și de fratele său mai mic, împreună cu fratele său William. Familia s-a mutat din nou pe Everett Avenue, în cartierul Highlands din Louisville, pentru a-i găzdui pe Edwin și William.

Hubble a fost, de asemenea, un fiu ascultător, care, în ciuda interesului său intens pentru astronomie încă din copilărie, a acceptat cererea tatălui său de a studia dreptul, mai întâi la Universitatea din Chicago și apoi la Oxford. În acest timp, a urmat și câteva cursuri de matematică și științe. După moartea tatălui său în 1913, Edwin s-a întors în Midwest de la Oxford, dar nu a avut motivația de a practica dreptul. În schimb, s-a apucat să predea spaniolă, fizică și matematică la liceul New Albany High School din New Albany, Indiana, unde a fost și antrenor al echipei de baschet pentru băieți. După un an de predare la liceu, a intrat la școala de absolvire cu ajutorul fostului său profesor de la Universitatea din Chicago pentru a studia astronomia la Observatorul Yerkes al universității, unde a obținut doctoratul în 1917. Teza sa de doctorat a fost intitulată „Photographic Investigations of Faint Nebulae”. La Yerkes, a avut acces la unul dintre cele mai puternice telescoape din lume la acea vreme, care avea un reflector inovator de 61 cm (24 inch).

Studii de doctorat

După ce Statele Unite au declarat război Germaniei în 1917, Hubble s-a grăbit să își termine teza de doctorat pentru a se putea înrola în armată. Hubble s-a înrolat voluntar în armata Statelor Unite și a fost repartizat în nou creata Divizie 86, unde a servit în Batalionul 2, Regimentul 343 Infanterie. A ajuns la rangul de maior și a fost declarat apt pentru serviciul de peste mări la 9 iulie 1918, dar Divizia 86 nu a participat niciodată la lupte. După încheierea Primului Război Mondial, Hubble a petrecut un an la Universitatea Cambridge, unde și-a reluat studiile de astronomie.

În 1919, lui Hubble i s-a oferit un post de angajat la Observatorul Mount Wilson al Carnegie Institution for Science, de lângă Pasadena, California, de către George Ellery Hale, fondatorul și directorul observatorului. Hubble a rămas în cadrul personalului de la Mount Wilson până la moartea sa, în 1953. Cu puțin timp înainte de moartea sa, Hubble a devenit primul astronom care a folosit telescopul Hale cu reflector gigantic de 5,1 m (200 inch), recent finalizat, la Observatorul Palomar de lângă San Diego, California.

Hubble a lucrat, de asemenea, ca civil pentru armata americană la Aberdeen Proving Ground din Maryland în timpul celui de-al Doilea Război Mondial, ca șef al secției de balistică externă a Laboratorului de cercetare balistică, în timpul căruia a condus un volum mare de cercetări în domeniul balisticii externe, care a crescut puterea de foc efectivă a bombelor și proiectilelor. Activitatea sa a fost facilitată de dezvoltarea personală a mai multor echipamente pentru instrumentele utilizate în balistica exterioară, cea mai remarcabilă dezvoltare fiind camera cu ceas de mare viteză, care a făcut posibilă studierea caracteristicilor bombelor și proiectilelor cu viteză mică în zbor. Rezultatele studiilor sale au fost recunoscute ca fiind cele care au îmbunătățit considerabil proiectarea, performanța și eficiența militară a bombelor și rachetelor. Pentru activitatea sa, a primit distincția Legiunea de Merit.

Universul merge dincolo de galaxia Calea Lactee

Sosirea lui Edwin Hubble la Observatorul Mount Wilson, California, în 1919, a coincis aproximativ cu finalizarea Telescopului Hooker de 100 de inch (2,5 m), pe atunci cel mai mare din lume. La acea vreme, viziunea predominantă asupra cosmosului era că universul era format în întregime din galaxia Calea Lactee. Cu ajutorul telescopului Hooker de la Mount Wilson, Hubble a identificat variabilele Cefeide (un tip de stea care este folosit ca mijloc de determinare a distanței față de galaxie – a se vedea și lumânare standard) în mai multe nebuloase spiralate, printre care nebuloasa Andromeda și Triangulum. Observațiile sale, făcute în 1924, au dovedit în mod concludent că aceste nebuloase erau mult prea îndepărtate pentru a face parte din Calea Lactee și că erau, de fapt, galaxii întregi în afara galaxiei noastre, suspectate de cercetători cel puțin încă din 1755, când a apărut Istoria generală a naturii și teoria cerului de Immanuel Kant. Această idee a fost combătută de mulți dintre cei care făceau parte din mediul astronomic al vremii, în special de Harlow Shapley, de la Universitatea Harvard. În ciuda opoziției, Hubble, pe atunci un om de știință în vârstă de 35 de ani, și-a publicat pentru prima dată descoperirile în The New York Times la 23 noiembrie 1924, apoi le-a prezentat celorlalți astronomi la reuniunea din 1 ianuarie 1925 a Societății Astronomice Americane. Rezultatele obținute de Hubble pentru Andromeda nu au fost publicate oficial într-o revistă științifică evaluată de colegi până în 1929.

Descoperirile lui Hubble au schimbat în mod fundamental viziunea științifică asupra universului. Susținătorii afirmă că descoperirea de către Hubble a nebuloaselor din afara galaxiei noastre a ajutat la deschiderea drumului pentru viitorii astronomi. Deși unii dintre colegii săi mai renumiți pur și simplu și-au bătut joc de rezultatele sale, Hubble a sfârșit prin a-și publica descoperirile despre nebuloase. Această lucrare publicată i-a adus un premiu intitulat Premiul Asociației Americane și cinci sute de dolari din partea lui Burton E. Livingston de la Comitetul pentru Premii.

Hubble a conceput, de asemenea, cel mai frecvent utilizat sistem de clasificare a galaxiilor, grupându-le în funcție de aspectul lor în imagini fotografice. El a aranjat diferitele grupuri de galaxii în ceea ce a devenit cunoscut sub numele de secvența Hubble.

Redshift crește odată cu distanța

Hubble a continuat să estimeze distanțele la 24 de nebuloase extragalactice, folosind o varietate de metode. În 1929, Hubble a examinat relația dintre aceste distanțe și vitezele lor radiale determinate de deplasările spre roșu. Se știe acum că distanțele sale estimate sunt toate prea mici, cu un factor de până la aproximativ 7. Acest lucru s-a datorat unor factori precum faptul că există două tipuri de variabile Cefeide sau confundarea norilor de gaz strălucitori cu stelele strălucitoare. Cu toate acestea, distanțele sale erau mai mult sau mai puțin proporționale cu distanțele reale și, combinând distanțele sale cu măsurătorile deplasărilor spre roșu ale galaxiilor efectuate de Vesto Slipher și de asistentul său Milton L. Humason, a descoperit o relație aproximativ liniară între distanțele galaxiilor și vitezele lor radiale (corectate pentru mișcarea solară), o descoperire care mai târziu a devenit cunoscută sub numele de legea lui Hubble.

Acest lucru înseamnă că, cu cât distanța dintre două galaxii este mai mare, cu atât mai mare este viteza relativă de separare a acestora. Dacă se interpretează astfel, măsurătorile lui Hubble asupra a 46 de galaxii conduc la o valoare a constantei Hubble de 500 km

Cu toate acestea, motivul deplasării spre roșu a rămas neclar. Georges Lemaître a prezis pe baze teoretice, pe baza ecuațiilor lui Einstein pentru relativitatea generală, relația deplasare spre roșu-distanță și a publicat un suport observațional pentru aceasta, cu doi ani înainte de descoperirea legii lui Hubble. Deși a folosit termenul „viteze” în lucrarea sa (și „viteze radiale aparente” în introducere), el și-a exprimat ulterior îndoiala cu privire la interpretarea acestora ca viteze reale. În 1931, i-a scris o scrisoare cosmologului olandez Willem de Sitter în care își exprima opinia cu privire la interpretarea teoretică a relației deplasare spre roșu-distanță:

„Atât eu, cât și domnul Humason, suntem profund sensibili la aprecierea dvs. amabilă a lucrărilor despre vitezele și distanțele nebuloaselor. Noi folosim termenul de viteze „aparente” pentru a sublinia caracteristicile empirice ale corelației. Interpretarea, credem noi, ar trebui lăsată în seama dumneavoastră și a celor foarte puțini alții care au competența de a discuta cu autoritate despre această chestiune.”

În prezent, „vitezele aparente” în cauză sunt considerate de obicei ca fiind o creștere a distanței proprii care apare ca urmare a expansiunii universului. Lumina care călătorește printr-o metrică în expansiune va suferi o deplasare spre roșu de tip Hubble, un mecanism oarecum diferit de efectul Doppler (deși cele două mecanisme devin descrieri echivalente legate printr-o transformare de coordonate pentru galaxiile apropiate).

În anii 1930, Hubble a fost implicat în determinarea distribuției galaxiilor și a curburii spațiale. Aceste date păreau să indice că universul era plat și omogen, dar exista o deviere de la planeitate la deplasări mari spre roșu. Potrivit lui Allan Sandage,

„Hubble credea că datele sale de numărare oferă un rezultat mai rezonabil în ceea ce privește curbura spațială dacă corecția deplasării spre roșu se face presupunând că nu există recesiune. Până la sfârșitul scrierilor sale, el și-a menținut această poziție, favorizând (sau cel puțin menținând deschis) modelul în care nu există o expansiune adevărată și, prin urmare, că deplasarea spre roșu „reprezintă un principiu al naturii nerecunoscut până acum”.”

Au existat probleme metodologice cu tehnica de studiu a lui Hubble, care a arătat o abatere de la planeitate la deplasări spre roșu mari. În special, tehnica nu a luat în considerare schimbările de luminozitate ale galaxiilor datorate evoluției galaxiilor.Anterior, în 1917, Albert Einstein a constatat că teoria relativității generale pe care tocmai o dezvoltase indica faptul că universul trebuie să fie în expansiune sau în contracție. Incapabil să creadă ceea ce îi spuneau propriile ecuații, Einstein a introdus o constantă cosmologică (un „factor de fudge”) în ecuații pentru a evita această „problemă”. Când Einstein a aflat de deplasările spre roșu ale lui Hubble, și-a dat seama imediat că expansiunea prezisă de relativitatea generală trebuie să fie reală și, mai târziu, a spus că schimbarea ecuațiilor sale a fost „cea mai mare gafă a vieții”. De fapt, se pare că Einstein l-a vizitat odată pe Hubble și a încercat să îl convingă că universul se extinde.

Hubble a descoperit și asteroidul 1373 Cincinnati pe 30 august 1935. În 1936 a scris The Observational Approach to Cosmology (Abordarea observațională a cosmologiei) și The Realm of the Nebulae (Tărâmul nebuloaselor), în care a explicat abordările sale privind astronomia extragalactică și viziunea sa asupra istoriei acestui subiect.

În decembrie 1941, Hubble a raportat în fața Asociației Americane pentru Progresul Științei că rezultatele unui studiu de șase ani realizat cu telescopul Mt. Wilson nu susțineau teoria universului în expansiune. Potrivit unui articol din Los Angeles Times care relata observațiile lui Hubble, „Nebuloasele nu puteau fi distribuite uniform, așa cum arată telescopul că sunt, și totuși să se potrivească cu ideea exploziei. Explicațiile care încearcă să ocolească ceea ce vede marele telescop, a spus el, nu reușesc să reziste. Explozia, de exemplu, ar fi trebuit să înceapă cu mult timp după ce a fost creat Pământul și, posibil, chiar după ce a apărut aici prima formă de viață.” (Estimarea lui Hubble a ceea ce numim acum constanta lui Hubble ar plasa Big Bang-ul în urmă cu numai 2 miliarde de ani).

Hubble s-a căsătorit cu Grace Lillian (Burke) Leib (1889-1980), fiica lui John Patrick și Luella (Kepford) Burke, la 26 februarie 1924.

Hubble a fost crescut ca un creștin protestant, dar unele dintre declarațiile sale ulterioare sugerează incertitudine.

Probleme de sănătate și deces

Hubble a suferit un atac de cord în iulie 1949, în timp ce se afla în vacanță în Colorado. A fost îngrijit de soția sa și a continuat cu o dietă modificată și cu un program de lucru. A murit din cauza unei tromboze cerebrale (un cheag de sânge în creier) la 28 septembrie 1953, în San Marino, California. Nu a fost organizată nicio înmormântare pentru el, iar soția sa nu a dezvăluit niciodată locul de înmormântare.

Acuzații privind prioritatea lui Lemaître

În 2011, revista Nature a relatat afirmații potrivit cărora Hubble ar fi jucat un rol în redactarea unor părți cheie din traducerea lucrării lui Lemaître din 1927, care a enunțat ceea ce astăzi se numește Legea lui Hubble și a oferit, de asemenea, dovezi observaționale pentru aceasta. Istoricii citați în articol s-au arătat sceptici cu privire la faptul că aceste redactări au făcut parte dintr-o campanie menită să asigure că Hubble și-a păstrat prioritatea. Cu toate acestea, astronomul de observație Sidney van den Bergh a publicat un articol care sugerează că, deși omisiunile ar fi putut fi făcute de un traducător, este posibil ca ele să fi fost deliberate.

În noiembrie 2011, astronomul Mario Livio a raportat în Nature că documentele din arhiva Lemaître au demonstrat că redactarea a fost într-adevăr efectuată de Lemaître însuși, care se pare că nu a văzut prea mult rost în a include conținut științific care fusese deja raportat de Hubble. Totuși, acest lucru nu înlătură faptul că Lemaître a publicat în franceză, fără astfel de omisiuni, cu doi ani înaintea lui Hubble.

Tentativă de obținere a Premiului Nobel

La acea vreme, Premiul Nobel pentru Fizică nu recunoștea lucrările realizate în astronomie. Hubble și-a petrecut o mare parte din ultima parte a carierei sale încercând să obțină ca astronomia să fie considerată un domeniu al fizicii, în loc să fie o știință proprie. El a făcut acest lucru în mare parte pentru ca astronomii – inclusiv el însuși – să poată fi recunoscuți de către Comitetul Premiului Nobel pentru contribuțiile lor valoroase la astrofizică. Această campanie nu a avut succes în timpul vieții lui Hubble, dar, la scurt timp după moartea sa, Comitetul Premiului Nobel a decis ca lucrările astronomice să fie eligibile pentru premiul pentru fizică. Cu toate acestea, premiul nu este unul care poate fi acordat postum.

Ștampilă

La 6 martie 2008, Serviciul Poștal al Statelor Unite a lansat un timbru de 41 de cenți în onoarea lui Hubble pe o coliță intitulată „American Scientists”, desenată de artistul Victor Stabin.

Adesea numit „pionier al stelelor îndepărtate”, astronomul Edwin Hubble (1889-1953) a jucat un rol esențial în descifrarea naturii vaste și complexe a universului. Studiile sale meticuloase asupra nebuloaselor spiralate au dovedit existența altor galaxii în afară de Calea Lactee. Dacă nu ar fi murit subit în 1953, Hubble ar fi câștigat în acel an Premiul Nobel pentru Fizică.

(Rețineți că afirmația că ar fi câștigat Premiul Nobel în 1953 este probabil falsă, deși a fost nominalizat pentru premiu în acel an).

Printre ceilalți oameni de știință de pe foaia „American Scientists” se numără Gerty Cori, biochimist, Linus Pauling, chimist, și John Bardeen, fizician.

Alte apariții notabile

În documentarul Cosmos din 1980: A Personal Voyage, realizat de astronomul Carl Sagan, viața și activitatea lui Hubble sunt prezentate pe ecran în episodul 10: „The Edge of Forever”.

Piesa de teatru Creation’s Birthday, scrisă de fizicianul Hasan Padamsee de la Cornell, spune povestea vieții lui Hubble.

sursele

  1. Edwin Hubble
  2. Edwin Hubble
  3. ^ „Biography of Edwin Hubble (1889–1953)”. NASA. Archived from the original on June 30, 2011. Retrieved June 21, 2011.
  4. ^ Redd, Nola Taylor. „Famous Astronomers | List of Great Scientists in Astronomy”. SPACE.com. Perch. Retrieved April 6, 2018.
  5. «Nasce o astrônomo norte-americano Edwin Powell Hubble». History. Consultado em 9 de novembro de 2020
  6. https://web.archive.org/web/20110630015230/http://hubble.nasa.gov/overview/hubble_bio.php
  7. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор
  8. https://web.archive.org/web/20110630015230/http://hubble.nasa.gov/overview/hubble_bio.php