Έντγουιν Χαμπλ

Dafato Team | 29 Μαρ 2022

Πίνακας Περιεχομένων

Σύνοψη

Ο Edwin Powell Hubble (Μάρσφιλντ, 20 Νοεμβρίου 1889 - Σαν Μαρίνο, 28 Σεπτεμβρίου 1953) ήταν Αμερικανός αστρονόμος.

Ο Hubble έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην καθιέρωση των τομέων της εξωγαλαξιακής αστρονομίας και της κοσμολογίας των παρατηρήσεων. Ο Hubble απέδειξε ότι πολλά αντικείμενα που προηγουμένως θεωρούνταν νέφη σκόνης και αερίων, τα οποία χαρακτηρίζονταν ως "νεφελώματα", ήταν στην πραγματικότητα γαλαξίες πέρα από τον Γαλαξία μας. Χρησιμοποίησε επίσης τις ισχυρές άμεσες ενδείξεις μεταξύ της φωτεινότητας και της περιόδου παλμού ενός κλασικού μεταβλητού κεφαίδη (που ανακαλύφθηκε το 1908 από την Henrietta Swan Leavitt) για να κλιμακώσει τις γαλαξιακές και εξωγαλαξιακές αποστάσεις.

Ο Χαμπλ παρείχε αποδείξεις ότι η ταχύτητα υποχώρησης ενός γαλαξία αυξάνεται με την απόστασή του από τη Γη, μια ιδιότητα που σήμερα είναι γνωστή ως "νόμος του Χαμπλ", παρά το γεγονός ότι είχε προταθεί και αποδειχθεί παρατηρησιακά δύο χρόνια νωρίτερα από τον Georges Lemaître. Ο νόμος Hubble-Lemaître υποδηλώνει ότι το σύμπαν διαστέλλεται. Δέκα χρόνια νωρίτερα, ο Αμερικανός αστρονόμος Vesto Slipher είχε αποδείξει ότι το φως από πολλά από αυτά τα νεφελώματα είχε έντονη ερυθρή μετατόπιση, ενδεικτικό υψηλών ταχυτήτων ύφεσης.

Το όνομα του Edwin Hubble είναι εύκολα αναγνωρίσιμο λόγω του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble, το οποίο τέθηκε σε τροχιά το 1990 για να μελετήσει το διάστημα χωρίς τις παραμορφώσεις που προκαλεί η ατμόσφαιρα.

Ο Χαμπλ γεννήθηκε στην πόλη Μάρσφιλντ του Μιζούρι στις 20 Νοεμβρίου 1889. Ήταν γιος της Virginia Lee Hubble (1864-1934) και του John Powell Hubble, στελέχους ασφαλιστικής εταιρείας. Το 1900, η οικογένεια μετακόμισε στο Wheaton του Ιλινόις. Στα νιάτα του, ο Χαμπλ ήταν γνωστός περισσότερο για τα ταλέντα του στον αθλητισμό, αν και είχε καλούς βαθμούς σε όλα σχεδόν τα μαθήματα του σχολείου, εκτός από την ορθογραφία. Ο Hubble ήταν αθλητής, παίζοντας μπέιζμπολ, ποδόσφαιρο και τρέχοντας στο σχολείο και το κολέγιο. Στο μπάσκετ έπαιξε σε διάφορες θέσεις. Το 1907, μάλιστα, ήταν αρχηγός της ομάδας μπάσκετ του Πανεπιστημίου του Σικάγο και έσπασε το ρεκόρ άλματος σε ύψος της πολιτείας του Ιλινόις.

Προπτυχιακές σπουδές

Οι σπουδές του Hubble στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο επικεντρώθηκαν στον τομέα της νομικής, γεγονός που τον οδήγησε στην απόκτηση πτυχίου Bachelor of Science το 1910. Ως υπόσχεση προς τον πατέρα του, συνέχισε τις νομικές σπουδές του, σπουδάζοντας τρία χρόνια νομικά στο Queen's College με υποτροφία Ρόδου, μία από τις πρώτες υποτροφίες στο πανεπιστήμιο. Στη συνέχεια σπούδασε λογοτεχνία και ισπανική γλώσσα για να αποκτήσει μεταπτυχιακό τίτλο σπουδών.

Το 1909 ο πατέρας του Χαμπλ μετακόμισε με την οικογένειά του από το Σικάγο στο Σέλμπιβιλ του Κεντάκι και αργότερα εγκαταστάθηκε στο Λούισβιλ του Κεντάκι. Ο πατέρας του πέθανε το 1913, ενώ ο Χαμπλ σπούδαζε ακόμη στην Αγγλία, και το καλοκαίρι του 1913 επέστρεψε στην πατρίδα του για να φροντίσει τη μητέρα του, τις δύο αδελφές του και τον μικρότερο αδελφό του, μαζί με τον άλλο του αδελφό, τον Γουίλιαμ. Προκειμένου να φιλοξενήσουν τον William και τον Edwin στο ίδιο σπίτι, η οικογένεια μετακόμισε σε άλλη διεύθυνση στο Louisville.

Ο Χαμπλ ήταν επίσης ένας υπάκουος γιος που, παρά το έντονο ενδιαφέρον του για την αστρονομία από την παιδική του ηλικία, συμφώνησε με το αίτημα του πατέρα του να εργαστεί στη νομική, αν και κατάφερε να παρακολουθήσει κάποια μαθήματα μαθηματικών και φυσικών επιστημών. Μετά το θάνατο του πατέρα του, ο Χαμπλ δεν είδε κανένα κίνητρο να εργαστεί στον τομέα της νομικής. Έτσι, συνέχισε να διδάσκει ισπανικά, φυσική και μαθηματικά στο λύκειο New Albany στο New Albany της Ιντιάνα, όπου ήταν επίσης προπονητής της ομάδας μπάσκετ. Μετά από ένα χρόνο διδασκαλίας, μπήκε στο μεταπτυχιακό σχολείο με τη βοήθεια ενός πρώην καθηγητή του Πανεπιστημίου του Σικάγο για να σπουδάσει αστρονομία στο Αστεροσκοπείο Yerkes, όπου πήρε το διδακτορικό του το 1917. Η διατριβή του είχε τίτλο "Φωτογραφικές έρευνες των αμυδρών νεφελωμάτων". Στο Yerkes, είχε πρόσβαση σε ένα από τα ισχυρότερα τηλεσκόπια της εποχής, το οποίο διέθετε ανακλαστήρα 61 εκατοστών.

Διδακτορικό

Αφού οι Ηνωμένες Πολιτείες κήρυξαν τον πόλεμο στη Γερμανία το 1917, ο Χαμπλ έσπευσε να ολοκληρώσει τη διατριβή του για να μπορέσει να καταταγεί. Στη συνέχεια κατατάχθηκε στο στρατό των Ηνωμένων Πολιτειών και τοποθετήθηκε στην 86η Μεραρχία Πεζικού, όπου υπηρέτησε στο 2ο Τάγμα του 343 Συντάγματος, φθάνοντας στο βαθμό του αντισυνταγματάρχη. Κρίθηκε ικανός να υπηρετήσει στο εξωτερικό στις 9 Ιουλίου 1918, αλλά η μεραρχία του δεν συμμετείχε ποτέ σε μάχη. Με το τέλος του Α' Παγκοσμίου Πολέμου, πέρασε ένα χρόνο στο Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ, όπου συνέχισε τις αστρονομικές του σπουδές.

Το 1919, ο Χαμπλ έλαβε πρόσκληση από τον Τζορτζ Έλερι Χέιλ, ιδρυτή και διευθυντή του αστεροσκοπείου, για μια θέση στο Αστεροσκοπείο Μάουντ Γουίλσον του Ινστιτούτου Κάρνεγκι κοντά στην Πασαντίνα της Καλιφόρνια. Ο Hubble παρέμεινε μέλος του προσωπικού του Mount Wilson μέχρι το θάνατό του το 1953. Λίγο πριν από το θάνατό του, ο Χαμπλ έγινε ο πρώτος αστρονόμος που χρησιμοποίησε το νέο, γιγαντιαίο ανακλαστήρα του τηλεσκοπίου Χέιλ στο Αστεροσκοπείο Παλομάρ κοντά στο Σαν Ντιέγκο.

Ο Χαμπλ εργάστηκε επίσης ως πολίτης για τον στρατό, στο Aberdeen Proving Ground στο Μέριλαντ κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, ως επικεφαλής του τμήματος βαλλιστικής του ειδικού ερευνητικού εργαστηρίου βαλλιστικής. Το έργο του διευκολύνθηκε από την ανάπτυξη διαφόρων εξωτερικών βαλλιστικών οργάνων, με πιο εντυπωσιακή εξέλιξη την κάμερα υψηλής ταχύτητας, η οποία κατέστησε δυνατή τη μελέτη των χαρακτηριστικών των βομβών και των βλημάτων χαμηλής ταχύτητας κατά την πτήση. Τα αποτελέσματα των μελετών του πιστώθηκαν με τη σημαντική βελτίωση του σχεδιασμού, της απόδοσης και της στρατιωτικής αποτελεσματικότητας των βομβών και των πυραύλων. Για το έργο του εκεί, του απονεμήθηκε το μετάλλιο της Λεγεώνας της Αξίας.

Από τη γνωστή σχέση μεταξύ της περιόδου και της φωτεινότητας των Κηφείδων γενικά και της φαινομενικής φωτεινότητας των Κηφείδων της Ανδρομέδας, ο Hubble μπόρεσε να υπολογίσει την απόσταση μεταξύ της Ανδρομέδας και του Γαλαξία μας το 1923, καταλήγοντας σε μια τιμή σχεδόν 1 εκατομμυρίου ετών φωτός. Παρόλο που αυτή ήταν μια λανθασμένη τιμή για την απόσταση της Ανδρομέδας, επειδή η τρέχουσα τιμή είναι λίγο πάνω από 2 εκατομμύρια έτη φωτός, το Hubble έδειξε ότι ήταν πολύ πέρα από τα όρια του γαλαξία μας, ο οποίος έχει διάμετρο 100.000 έτη φωτός. Έτσι αποδείχθηκε ότι η Ανδρομέδα ήταν ένας ανεξάρτητος γαλαξίας. Η ανακάλυψη δεν αναφέρθηκε στον Τύπο, αλλά τον επόμενο χρόνο μοιράστηκε με έναν ερευνητή δημόσιας υγείας το βραβείο των 1.000 δολαρίων που του έδωσε η Αμερικανική Ακαδημία για την Προώθηση της Επιστήμης. Ο Hubble απέδειξε την ύπαρξη εξωγαλαξιακών νεφελωμάτων που αποτελούνται από ανεξάρτητα αστρικά συστήματα. Την επόμενη χρονιά ανακάλυψε αρκετούς γαλαξίες και έδειξε ότι αρκετοί από αυτούς ήταν παρόμοιοι με τον Γαλαξία μας. Το φωτεινό σημείο στον ουρανό ήταν στην πραγματικότητα ένα αστρικό σύστημα τόσο μεγάλο όσο αυτό στο οποίο βρίσκονται ο Ήλιος και η Γη. Τότε ονομάστηκαν γαλαξίες, κατ' αναλογία με το όνομα του Γαλαξία μας.

Μετά από αυτές τις ανακαλύψεις, άρχισε να ερευνά τη δομή των γαλαξιών και να τους ταξινομεί ανάλογα με το σχήμα τους, όπως σπειροειδείς ή ελλειπτικοί. Αργότερα, θα αρχίσει να μελετά τις αποστάσεις των γαλαξιών από τον Γαλαξία μας και τις ταχύτητές τους στο διάστημα. Το 1929, έδειξε ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται ο ένας από τον άλλο με μεγάλη ταχύτητα και ότι η ταχύτητα αυξάνεται με την απόσταση. Η σχέση μεταξύ της ταχύτητας και της απόστασης από τη Γη είναι γνωστή ως νόμος του Hubble και ο λόγος των δύο τιμών είναι γνωστός ως σταθερά του Hubble.

Αυτή η μετατόπιση των γαλαξιών θα χρησιμεύσει ως βάση, το 1946, για να θεμελιώσει ο Τζορτζ Γκάμοου τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης. Αναλύοντας την ερυθρή μετατόπιση στις παρατηρήσεις του, ανέπτυξε τη θεωρία της διαστολής του σύμπαντος και ανακοίνωσε ότι η ταχύτητα ενός νεφελώματος σε σχέση με ένα άλλο είναι ανάλογη της μεταξύ τους απόστασης (η λεγόμενη σταθερά Hubble). Με άλλα λόγια, ο Hubble μελέτησε το φως που εκπέμπεται από μακρινούς γαλαξίες, παρατηρώντας ότι το μήκος κύματος σε ορισμένες περιπτώσεις ήταν μεγαλύτερο από αυτό που λαμβάνεται στο εργαστήριο. Το φαινόμενο αυτό εμφανίζεται όταν η πηγή και ο παρατηρητής κινούνται: όταν απομακρύνονται η μία από την άλλη, το μήκος κύματος που βλέπει ο παρατηρητής αυξάνεται και μειώνεται όταν η πηγή και ο παρατηρητής πλησιάζουν. Αν ένας γαλαξίας πλησιάζει, το φως μετατοπίζεται στο μπλε χρώμα, ενώ αν απομακρύνεται, το φως μετατοπίζεται στο κόκκινο χρώμα (φαινόμενο Doppler). Σε κάθε περίπτωση, η σχετική μεταβολή του μήκους κύματος είναι ανάλογη της ταχύτητας με την οποία κινείται η πηγή.

Αφού τιμήθηκε με το χρυσό μετάλλιο της Βασιλικής Αστρονομικής Εταιρείας του Λονδίνου το 1940 και με το Προεδρικό Μετάλλιο Αξίας των Ηνωμένων Πολιτειών το 1946, ο Hubble συνέχισε να χρησιμοποιεί το τηλεσκόπιο Hale, το οποίο ολοκληρώθηκε το 1948 στο όρος Palomar στην Pasadena, για τη μελέτη αμυδρών αστρικών αντικειμένων.

Γαλαξίες

Οι γαλαξίες διαφέρουν πολύ μεταξύ τους, αλλά η μεγάλη πλειονότητα έχει λίγο πολύ κανονικό σχήμα όταν τους βλέπουμε ως προβολή στον ουρανό, και χωρίζονται σε δύο γενικές κατηγορίες: σπείρες, ραβδωτές σπείρες και ελλειπτικές. Ορισμένοι γαλαξίες δεν έχουν καθορισμένο σχήμα και ονομάζονται ακανόνιστοι.

Σπειροειδείς γαλαξίες (S): Οι σπειροειδείς γαλαξίες, όταν εξετάζονται από μπροστά, έχουν σαφή σπειροειδή δομή. Ο δικός μας Γαλαξίας είναι μια τυπική σπείρα. Έχουν πυρήνα, δίσκο, φωτοστέφανο και σπειροειδείς βραχίονες. Υποδιαιρούνται στις κατηγορίες Sa, Sb και Sc, ανάλογα με το βαθμό ανάπτυξης και περιέλιξης των σπειροειδών βραχιόνων και το μέγεθος του πυρήνα σε σχέση με το δίσκο.

Πού:

Σπειροειδείς γαλαξίες με ραβδώσεις (SB): Περίπου οι μισοί από όλους τους δισκοειδείς γαλαξίες έχουν μια ραβδωτή δομή που διατρέχει τον πυρήνα τους. Ονομάζονται ραβδωτά, και στην ταξινόμηση του Hubble αναγνωρίζονται με τα αρχικά SB. Οι φραγμένοι γαλαξίες υποδιαιρούνται επίσης στις κατηγορίες SB0, SBa, SBb και SBc. Στις σπείρες με ράβδους, οι βραχίονες ξεκινούν συνήθως από τα άκρα της ράβδου. Το φαινόμενο του σχηματισμού της ράβδου δεν είναι ακόμη καλά κατανοητό, αλλά πιστεύεται ότι η ράβδος είναι η απάντηση του συστήματος σε μια περιοδική βαρυτική διαταραχή (όπως ένας συνοδός γαλαξίας), ή απλά η συνέπεια μιας ασυμμετρίας στην κατανομή της μάζας στο δίσκο του γαλαξία. Ορισμένοι αστρονόμοι πιστεύουν επίσης ότι η μπάρα είναι τουλάχιστον εν μέρει υπεύθυνη για το σχηματισμό της σπειροειδούς δομής, καθώς και για άλλα εξελικτικά φαινόμενα στους γαλαξίες.

Ελλειπτικοί γαλαξίες (Ε): Οι ελλειπτικοί γαλαξίες έχουν σφαιρικό ή ελλειψοειδές σχήμα και δεν έχουν σπειροειδή δομή. Έχουν λίγο αέριο, λίγη σκόνη και λίγα νεαρά αστέρια. Μοιάζουν με τον πυρήνα και την άλω των σπειροειδών γαλαξιών. Οι ελλειπτικοί γαλαξίες ποικίλλουν σε μεγάλο βαθμό σε μέγεθος, από υπεργίγαντες έως νάνους. Οι μεγαλύτεροι ελλειπτικοί έχουν διάμετρο εκατομμυρίων ετών φωτός, ενώ οι μικρότεροι έχουν διάμετρο μόνο μερικές χιλιάδες έτη φωτός. Οι γιγάντιοι ελλειπτικοί γαλαξίες, οι οποίοι έχουν μάζες έως και 10 τρισεκατομμύρια ηλιακές μάζες, είναι σπάνιοι, αλλά οι νάνοι ελλειπτικοί γαλαξίες είναι ο πιο συνηθισμένος τύπος γαλαξία. Ο Χαμπλ υποδιαιρεί τους ελλειπτικούς σε κατηγορίες από Ε0 έως Ε7, ανάλογα με το βαθμό επιπεδότητας τους. Φανταστείτε να κοιτάτε μια κυκλική πλάκα από μπροστά- έτσι μοιάζει ένας γαλαξίας Ε0. Τώρα γείρετε την πλάκα έτσι ώστε να φαίνεται όλο και πιο ελλειπτική και λιγότερο κυκλική- αυτή η σταδιακή ισοπέδωση αντιπροσωπεύει την ακολουθία από το Ε0 στο Ε7. Σημειώστε ότι ο Χαμπλ βασίστηκε στην ταξινόμηση του γαλαξία με βάση την εμφάνισή του και όχι το πραγματικό του σχήμα. Για παράδειγμα, ένας γαλαξίας Ε0 μπορεί να είναι είτε ένας πραγματικά σφαιρικός ελλειπτικός είτε ένας πιο επίπεδος ελλειπτικός από μπροστά, ενώ ένας Ε7 πρέπει να είναι ένας πιο επίπεδος ελλειπτικός από το πλάι. Όμως κανένα ελλειπτικό δεν θα φαίνεται ποτέ τόσο επίπεδο όσο ένα σπειροειδές από το πλάι.

Ακανόνιστοι γαλαξίες: Ο Hubble κατέταξε στους ακανόνιστους γαλαξίες εκείνους που στερούνται κυκλικής ή περιστροφικής συμμετρίας και έχουν χαοτική ή ακανόνιστη δομή. Πολλοί ακανόνιστοι αστέρες φαίνεται να υφίστανται σχετικά έντονη αστροπαραγωγική δραστηριότητα, με την εμφάνισή τους να κυριαρχείται από φωτεινά νεαρά άστρα και ακανόνιστα κατανεμημένα νέφη ιονισμένου αερίου.

Η ταξινόμηση του Hubble, παρά τα χρόνια που πέρασαν, εξακολουθεί να χρησιμοποιείται. Στη δεκαετία του 1930 ένας τακτικός επισκέπτης της κατοικίας του Hubble στην Pasadena ενημέρωσε τον Hubble ότι υπήρχε μια κίνηση στην Αγγλία, από την πλευρά της Επιτροπής του Βραβείου Νόμπελ, προς την κατεύθυνση μιας πιθανής τροποποίησης του καταστατικού που διέπει το βραβείο, ώστε να μπορέσει ο Hubble να έχει το νομικό καθεστώς της απονομής της υψηλότερης τιμής στις φυσικές επιστήμες. Η δεκαετία του 1940 πλησίαζε και η κατάσταση με το βραβείο Νόμπελ του Χαμπλ δεν είχε επιλυθεί- όταν αποφασίστηκε ότι ο Χαμπλ θα λάβει το βραβείο Νόμπελ, ήταν ήδη πολύ αργά, καθώς είχε μόλις πεθάνει.

Ο Hubble παντρεύτηκε την Grace Lillian Leib (1889-1980) στις 26 Φεβρουαρίου 1924. Η Grace ήταν κόρη του John Burke, αντιπροέδρου της First National Bank και σημαντικού μέλους της τοπικής κοινότητας. Η Γκρέις σπούδασε αγγλική φιλολογία στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ. Ο πρώτος της σύζυγος ήταν ο γεωλόγος Earl Leib, ο οποίος πέθανε σε ένα τραγικό ατύχημα το 1921. Την ίδια χρονιά, συνοδεύοντας έναν φίλο της στο Αστεροσκοπείο Mount Wilson, γνώρισε τον νεαρό αστρονόμο Edwin Hubble, τον οποίο παντρεύτηκε με μια απλή τελετή στο σπίτι της. Το ζευγάρι δεν είχε παιδιά.

Θάνατος

Ο Χαμπλ έπαθε καρδιακή προσβολή τον Ιούλιο του 1949, ενώ βρισκόταν σε διακοπές στο Κολοράντο. Η σύζυγός του ανέλαβε τη φροντίδα και άλλαξε τη διατροφή του, ώστε να μπορεί να συνεχίσει να εργάζεται. Ο Edwin Hubble πέθανε στις 28 Σεπτεμβρίου 1953, σε ηλικία 63 ετών, στο Σαν Μαρίνο από εγκεφαλική φλεβική θρόμβωση. Δεν κηδεύτηκε και η σύζυγός του δεν αποκάλυψε ποτέ πού θάφτηκε.

Αφιερώματα

Διαστημικά τηλεσκόπια

Αστρονόμοι από τις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής

Άλλα σχετικά άρθρα

Πηγές

  1. Έντγουιν Χαμπλ
  2. Edwin Powell Hubble