Читать книгу "Карта Вселенной - Приямвада Натараджан"

Конечно, для рабочего метода Ливитт необходима была калибровка. Требовался образец цефеид, расстояние до которых можно было бы измерить с помощью другого независимого метода, например параллакса. К сожалению, во всем Млечном Пути на тот момент не было известно ни одной достаточно близкой цефеиды, расстояние до которой можно было бы измерить с помощью параллакса. Единственным путем решения проблемы была попытка воспользоваться статистикой, рассчитав параллаксы цефеид Млечного Пути. Началась охота за цефеидами. Харлоу Шепли, «золотой мальчик» Маунт-Вилсон, стал искать их в самых разных точках нашей Галактики и, отыскав, в 1920 г. сделал (неверный) вывод, что все туманности лежат в пределах нашей Галактики. Позже он использовал цефеиды в шаровых звездных скоплениях, чтобы показать, что Млечный Путь — это гигантская звездная система, которая значительно больше, чем кто-либо предполагал ранее. Таким было первое успешное практическое применение метода измерения расстояния с помощью переменных цефеид, и Шепли употребил его для вычисления размера нашей Галактики{18}.

Для расширения сферы применения метода Ливитт астрономам нужно было продолжить поиски данной конкретной категории звезд во внегалактических туманностях, чтобы оценить расстояние. Метод определения расстояния по цефеидам, изобретенный Ливитт, в скором времени сделался стандартным мерилом космоса. Так обстояли дела, когда амбициозный и энергичный Хаббл прибыл в Калифорнию, чтобы взглянуть через самый мощный в мире телескоп. Еще до окончания аспирантуры в Чикагском университете в 1917 г. с диссертацией под названием «Фотографические исследования тусклых туманностей» Хаббл получил приглашение на работу — на должность исследователя в обсерватории Маунт-Вилсон в Южной Калифорнии. Он отсрочил его на один год для участия в Первой мировой войне. В итоге он отложил свое возвращение на несколько лет, тем не менее рабочее место все еще его ожидало. В это время в эмпирической астрономии господствовали институты Западного побережья. Обсерватория Маунт-Вилсон под управлением Института Карнеги (Вашингтон) и Ликская астрономическая обсерватория на горе Гамилтона, принадлежащая Калифорнийскому университету, представляли собой авангард — в их распоряжении были лучшие телескопы и возможности. Наиболее мощными телескопами были 36-дюймовый телескоп-рефрактор Кроссли в Ликской обсерватории и 60-дюймовый рефрактор в Маунт-Вилсон. Хаббл не смог бы предугадать более благоприятный момент, ведь, когда он вернулся в астрономию, оставалось всего несколько недель до завершения работ по установке в Маунт-Вилсон нового 100-дюймового телескопа Хукера, который в скором времени должен был стать крупнейшим в мире{19}. В 30-летнем возрасте полный амбиций Хаббл получил доступ к лучшему оборудованию. Можно сказать, все звезды сошлись, так как два его потенциальных конкурента, Гебер Кертис и Шепли, как раз перед его приездом переехали из Калифорнии и вскоре, соответственно, освободили для него место. Кертис и Шепли увязли в спорах, являются ли туманности вселенными-островами, как наша собственная, или же они просто группы звезд, которые являются неотъемлемой частью нашей Галактики. Они расходились в вопросе о размерах Млечного Пути и расстояния до туманностей. Кертис не принимал уравнение период-светимость Ливитт, в то время как Шепли с успехом использовал его для определения размера Млечного Пути. Кертис, желавший фотографировать спиральные галактики с равными интервалами для поиска новых звезд и переменных — как в конце концов это сделал Хаббл, — вышел из борьбы, покинув Ликскую обсерваторию в 1920 г., чтобы стать директором обсерватории Аллегейни в Пенсильвании, где он не мог заниматься данной исследовательской программой. Тем не менее два года, в течение которых Хаббл и Шепли пересекались в Маунт-Вилсон, стали началом их соперничества, которое продолжалось на протяжении всей жизни. Затем Шепли уехал в Кембридж и после испытательного срока стал директором Гарвардской обсерватории. Несмотря на то что ученые не переносили друг друга, они поддерживали постоянную переписку — расчетливый и проницательный Хаббл всегда делился своими идеями и открытиями с влиятельным и авторитетным Шепли{20}.

Хаббл решил взяться за задачу измерения расстояния до туманностей. С помощью метода Ливитт он начал искать цефеиды. Для этого понадобились долгие одинокие ночи наблюдений вместе с ассистентом — приходилось сидеть на платформе рядом с телескопом, со 100-дюймовым зеркалом, и следить за звездами. Хаббл надевал теплую одежду и, как только телескоп фокусировался на нужном участке, зажигал трубку и сидел сгорбившись, наблюдая, как над ним медленно проплывают небеса. В одну из этих небесных вахт он, к своей радости, обнаружил цефеиду в туманности Андромеды (наша ближайшая из соседних галактик) и успешно вычислил, что расстояние до нее составляет 900 000 световых лет, а это в три раза превышает размер нашей Галактики, по расчетам Шепли, который использовал тот же метод внутри Млечного Пути{21}.

Это ясно показало, что туманность Андромеды является внешней галактикой, расположенной далеко за пределами нашей собственной. Хаббл продолжил работу, измерив расстояния до нескольких других туманностей, и выявил, что все они расположены вне пределов Млечного Пути. Таким образом, он установил существование настоящих внегалактических туманностей. Хаббл тщательно и терпеливо работал над своей программой исследования спиральных галактик. Его первым крупным открытием и заявкой на славу стало определение точных расстояний с помощью цефеид до туманности NGC 6822 (где он нашел 11 переменных звезд) и туманности Андромеды (в этот раз он выявил еще 11 переменных звезд), которое показало, что они находятся в 700 000 и 1 млн световых лет от нас соответственно. Эти громадные расстояния, значительно превосходящие размер нашей Галактики, подразумевали, что они были внешними по отношению к Млечному Пути. Хаббл оставил свой след в истории, раз и навсегда разрешив в 1925 г. злосчастный спор между Кертисом и Шепли.

Наша Галактика отнюдь не уникальна, она всего лишь одна из галактик, которых множество во Вселенной. На тот момент не только Земля воспринималась всего лишь как одна из планет, вращающихся вокруг Солнца, но и Млечный Путь стал просто одной из многочисленных галактик. Глубоко укоренившееся мнение, согласно которому мы занимаем во Вселенной особое место, рассеялось как дым. Это понимание стало началом другой, куда более радикальной, перестройки нашей карты знаний о космосе.

Репутация Хаббла после этого открытия надежно закрепилась в астрономическом сообществе. Воспользовавшись своей выучкой адвоката, он был крайне осторожным и внимательным наблюдателем, который неизменно просчитывал, как лучше представить свои результаты, — и редко спешил. Хаббл принимал все меры предосторожности, старательно добивался расположения возможных недругов и конкурентов и стремился подготовить железные аргументы для убеждения скептиков в истинности своих наблюдений. Кроме того, он никогда не пытался интерпретировать свои наблюдения в фокусе какой-либо конкретной теоретической модели — оставлял эту задачу на откуп теоретикам и другим специалистам. Продолжая определять расстояния до нескольких других галактик, Хаббл в итоге увидел зарождающуюся модель удаления галактик в зависимости от их расстояния до нас.