Закрити
На краю галактики
11 Вересня 2012, 10:19 , Переглядів: 4369
FacebookTwitterLivejournal
На краю галактики Фото: http://sciencefestival.livejournal.com На краю галактики

У кінці XVIII століття німецькі вчені Іммануїл Кант і Йоганн Ламберт висловили сміливе припущення, що Чумацький Шлях - всього лише одна з багатьох зоряних систем у нескінченному Всесвіті. Підтвердити цю гіпотезу довго не було технічних можливостей. Лише в середині XIX століття ірландський астроном У. Парсонс за допомогою найбільшого у той час телескопа виявив, що багато туманностей мають спіральну форму. Відкриття спектрального аналізу і застосування його до астрономічних об'єктів показало, що спектр туманностей аналогічний звичайним спектрами зірок. Це навело вчених на здогадку, що туманності можуть являти собою далекі зоряні системи.

Тим не менш до кінця XIX століття більшість вчених продовжувало вважати, що Чумацький Шлях є єдиною зоряною системою у Всесвіті і що сам Всесвіт має обмежені розміри. На початку нового століття вдосконалення оптичних приладів дозволило землянам глибше заглянути в глибини космосу. У деяких з спіральних туманностей астрономи бачили яскраві спалахи нових зірок. Спектральний аналіз показував, що туманності можуть рухатися з фантастичними швидкостями - порядку тисячі кілометрів в секунду. Однак виміряти безпосереднє переміщення туманностей на тлі неба виявилося неможливо. З цього випливав висновок, що вони знаходяться на відстанях, які у багато разів перевищують відстані до далеких зірок Чумацького Шляху.

Але яка ця вселенська дистанція? Чи розташовані спіральні туманності порівняно близько - всього в сотнях і тисячах світлових років від Землі? Або до них "летіти" мільйони світлових років? На початку 20-х років астрономи розбилися на два ворогуючі табори, і кожен науковий конгрес супроводжувався гарячими суперечками з цієї проблеми. Вирішити їх судилося американцеві Едвіну Пауеллу Хабблу.

Він народився в Маршфілді, штат Міссурі. Батько Едвіна, службовець однієї з чиказьких страхових компаній, був людиною релігійною і сувороюм. Діти в родині виховувалися в умовах найсуворішої дисципліни.

У 1906 році Едвін вступив до Чиказького університету і став працювати в лабораторії відомого фізика Р. Малліка. Однак незабаром юнак охолов до обраної спеціальності - фізики - і поїхав у Старий Світ. В Оксфордському університеті він почав старанно вивчати римське право. З дипломом юриста Хаббл повернувся на батьківщину. Однак його адвокатська практика тривала всього рік.

Юриспруденцію молода людина теж "розлюбила". Новою любов'ю непостійного Хаббла стала астрономія. Він повернувся до Чиказького університету і влаштувався асистентом у Йеркську обсерваторію. Здається, Едвін нарешті знайшов себе. Зірки і туманності заворожували і вабили його. Але на Землі спалахнула Перша світова війна, і астронома призвали в діючу армію. Знову була Європа, Західний фронт. До зірок астроном повернувся тільки в 1918 році.

Він продовжив дослідження в Маунт-вільсонівській астрономічній обсерваторії в Каліфорнії, де був встановлений найбільший у світі телескоп. Перші свої праці Хаббл присвятив фотографічному методу вивчення слабких туманностей. Він назвав їх позагалактичними (що знаходяться за межами нашої Галактики) і підтвердив їх зоряну природу.

У 1924 році Хаббл повідомив про відкриття змінних зірок в кількох спіральних туманностях, у тому числі у великій спіральної туманності в сузір'ї Андромеди і в Трикутнику. Вивчення фотографій, зроблених за допомогою 250-сантиметрового рефлектора, однозначно підтверджувало відкриття астронома. Наявність в туманностях цефеїд (пульсуючих змінних зірок - надгігантів) мало дуже важливе значення.

Ще в кінці XIX століття було помічено, що період зміни блиску зірок цього типу безпосередньо пов'язаний з їх абсолютною яскравістю (світністю або істинною силою світла). З цього випливало, що, вимірявши період, з яким ці зірки змінювали свою яскравість, легко було розрахувати відстань до них. Це Хаббл і зробив. Виявилося, що відстань до цефеїди в туманності Андромеди становить близько 2 мільйонів світлових років. Значить, зоряна система лежить далеко за межами Галактики.

Таким чином, астроном довів, що спіральні галактики - це гігантські зоряні системи, оскільки відстань до туманностей від Землі в десятки разів перевищує розміри Чумацького Шляху. Сумнівів у тому, що Галактика не самотня у Всесвіті, більше не залишалося.

Але дослідник, якого це відкриття зробило знаменитим, не зупинився на досягнутому. В кінці 20-х він вивчив безліч позагалактичних туманностей - інших галактик. Хаббл знайшов, що далеко не всі вони мають спіралевидну форму, і класифікував галактики за чотирма основними типами.

Крім звичайних спіральних галактик є аналогічні об'єкти, крізь ядра яких проходить як би стрижень. Вони отримали назву пересічених спіральних галактик. Третій вид об'єктів взагалі не схожий на спіралі: галактики мають вигляд безструктурних плям. Вони отримали назву "еліптичні галактики".

Нарешті, Хаббл виділив галактики, які не можуть бути зараховані ні до одного з трьох попередніх типів, оскільки володіють незвичайною формою. Ці дивні за своїм виглядом галактики були названі неправильними галактиками. До їх числа відносяться і дві найближчі до нашого Чумацького Шляху - Мала і Велика Магелланові хмари, які можна неозброєним оком спостерігати в Південній півкулі.

У 1925 році Хаббл опублікував складену ним першу детальну класифікацію галактик за їхньою формою та іншими особливостями. Згодом вийшла монографія Хаббла "Царство туманностей".

Хаббл не обмежився класифікацією галактик за їх зовнішнім виглядом. Він досліджував спектри багатьох позагалактичних об'єктів і проаналізував їх. У випромінюваннях далеких галактик вчений зауважив дивне явище: червоне зміщення. Це означає, що спектральні лінії зміщені до червоного кінця спектра.

У 1929 році Хаббл дійшов висновку, що існує прямий взаємозв'язок між червоним зсувом у спектрах галактик і відстанню до них. Самі близькі галактики мають найменше червоне зміщення - значить, вони повільно віддаляються від нас. Більш далекі галактики володіють набагато більшими значеннями червоного зміщення і, отже, рухаються від нас набагато швидше. Цей зв'язок між відстанню і швидкістю розбігання астроном зобразив у вигляді графіка. Він наочно ілюструє закон Хаббла.

Суть цього закону можна сформулювати наступним чином: оскільки всі галактики стають все далі і далі одна, від одної, то наш Всесвіт повиннен розширюватися! Самим безпосереднім виведенням з фундаментальної роботи Хаббла є те, що Всесвіт розширюється в результаті Великого Вибуху, що сталося приблизно 18 мільярдів років тому.

Дослідник не тільки відкрив лінійну залежність між променевими швидкостями руху галактик і відстанями до них, але й визначив чисельне значення коефіцієнта цієї залежності - постійної Хаббла.

У 1927 році Едвін Хаббл був обраний членом Національної академії наук у Вашингтоні. Протягом наступних десятиліть завдяки працям самого Хаббла і його колег X. Шаплен і В. Бааде стали швидко розширюватися межі тієї частини Всесвіту, куди заглянули очій людини. На фотопластинках астрономи зуміли розгледіти мільйони галактик, що йдуть все далі і далі від Чумацького Шляху.

Під час Другої світової війни Хаббл знову був призваний в армію. На цей раз він керував групою спостереження в системі ППО. По закінченні війни великий астроном повернувся в Маунт-вільсонівську обсерваторію і одночасно взяв безпосередню участь у проектуванні обсерваторії на горі Паломір з найбільшим у світі рефлектором: діаметр дзеркала становив 508 сантиметрів.

Останньою гіпотезою, висунутою Хабблом, була наступна: наша Галактика і безліч її сусідів утворюють зоряну систему більш високого порядку з центром в сузір'ї Діви, і це надскупчення галактик - також одне з багатьох. Ця гіпотеза знайшла підтвердження ще за життя великого астронома.

Хаббл помер в 1953 році, ще до перших польотів автоматичних апаратів і людей в космос.

У 60-і роки астрономи підтвердили багато з припущень Едвіна Хаббла. Вони виявили, що в центрах галактик часто відбуваються жахливі катастрофи - Великі Вибухи. Вони, звичайно, менше, ніж вибух Всесвіту, але все ж ... Виявилося, що більшість галактик містить кульові зоряні скупчення, що складаються з сотень тисяч зірок, що обертаються навколо центру по дуже витягнутих еліптичних орбітах. Таку структуру Хаббл також припускав.

Спостережна космологія з часів першовідкривача червоного зсуву пішла далеко вперед. Сучасні телескопи дозволяють вимірювати блиск, колір і червоні зміщення галактик в обсязі простору, який перевищує в 10 мільйонів разів область, досліджену класифікатором галактик. Нові види приймачів випромінювання, які встановлюються на повітряних кулях, ракетах і космічних апаратах, розширили доступну астрономам область електромагнітного випромінювання до дуже широких меж.

Спостереження кінця XX століття дозволили виявити особливості структури Всесвіту, про які Хаббл і його сучасники не мали ні найменшого уявлення. Але разом з тим вони підкріпили головну гіпотезу Хаббла: просторовий розподіл, рух і "демографічні" характеристики галактик однакові у всіх галузях і напрямах.

Джерело: http://iomn.net
Видалити Відміна
Забанити Відміна