Összegzés

Edwin Powell Hubble (1889. november 20. - 1953. szeptember 28.) amerikai csillagász. Meghatározó szerepet játszott az extragalaktikus csillagászat és a megfigyeléses kozmológia megalapozásában.

Hubble bebizonyította, hogy számos, korábban por- és gázfelhőnek hitt és "ködnek" minősített objektum valójában a Tejútrendszeren túli galaxisok. A klasszikus Cepheida-változók fényessége és pulzációs periódusa közötti erős közvetlen kapcsolatot (amelyet 1908-ban Henrietta Swan Leavitt fedezett fel) használta fel a galaktikus és extragalaktikus távolságok skálázására.

Hubble bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy egy galaxis recessziós sebessége a Földtől való távolsággal növekszik, amely tulajdonságot ma Hubble-törvényként ismerünk, bár ezt a törvényt két évvel korábban Georges Lemaître már felvetette. A Hubble-törvény azt jelenti, hogy a világegyetem tágul. Egy évtizeddel korábban Vesto Slipher amerikai csillagász szolgáltatta az első bizonyítékot arra, hogy számos ilyen köd fénye erősen vöröseltolódott, ami nagy visszahúzódási sebességre utal.

Hubble nevét leginkább a Hubble-űrteleszkópról ismerik, amelyet az ő tiszteletére neveztek el, és amelynek egy modelljét szülővárosában, a Missouri állambeli Marshfieldben állították ki.

Edwin Hubble Virginia Lee Hubble (született James) (1864-1934) és John Powell Hubble biztosítási ügyvezető gyermekeként született a Missouri állambeli Marshfieldben, majd 1900-ban az Illinois állambeli Wheatonba költözött. Fiatalabb korában inkább sportolói képességeiről, mint intellektuális képességeiről volt híres, bár a helyesírás kivételével minden tantárgyból jó jegyeket szerzett. Edwin tehetséges atléta volt, baseballozott, futballozott és futott a középiskolában és a főiskolán is. Hét első helyet és egy harmadik helyet szerzett egyetlen középiskolai atlétikai versenyen 1906-ban, és a kosárlabdapályán is többféle poszton játszott a centertől a dobóhátvédig. Hubble 1907-ben a Chicagói Egyetem kosárlabdacsapatát az első Big Ten Konferencia bajnoki címig vezette.

Egyetemi tanulmányok

Hubble tanulmányai a Chicagói Egyetemen a matematikára, a csillagászatra és a filozófiára koncentrálódtak, és 1910-re a természettudományok bachelor fokozatát szerezte meg. Hubble a Kappa Sigma Testvériség tagja is lett. Rhodes-ösztöndíjasként három évet töltött az oxfordi The Queen's College-ban, ahol tudományok helyett jogtudományt tanult (haldokló apjának tett ígéretként), majd később irodalom és spanyol szakos tanulmányokat is folytatott, és végül megszerezte a mesterdiplomát.

1909-ben Hubble apja Chicagóból a Kentucky állambeli Shelbyville-be költözött, hogy a család egy kisvárosban élhessen, végül a közeli Louisville-ben telepedett le. Apja 1913 telén halt meg, amikor Edwin még Angliában tartózkodott. A következő nyáron Edwin hazatért, hogy édesanyjáról, két nővéréről és öccséről, valamint testvéréről, Williamről gondoskodjon. A család ismét az Everett Avenue-ra költözött, Louisville Highlands negyedébe, hogy Edwin és William elférjen.

Hubble kötelességtudó fiú is volt, aki annak ellenére, hogy gyermekkora óta intenzíven érdeklődött a csillagászat iránt, engedett apja kérésének, hogy jogot tanuljon, először a Chicagói Egyetemen, majd később Oxfordban. Ez idő alatt néhány matematikai és természettudományos kurzust is felvett. Apja 1913-ban bekövetkezett halála után Edwin visszatért Oxfordból a Középnyugatra, de nem volt meg benne a motiváció, hogy ügyvédként praktizáljon. Ehelyett spanyol nyelvet, fizikát és matematikát tanított az Indiana állambeli New Albany középiskolájában, ahol a fiú kosárlabdacsapat edzője is volt. Egy év középiskolai tanítás után a Chicagói Egyetem korábbi professzorának segítségével beiratkozott a doktori iskolába, hogy csillagászatot tanuljon az egyetem Yerkes Obszervatóriumában, ahol 1917-ben megszerezte a doktori fokozatot. Disszertációjának címe "A halvány ködök fotográfiai vizsgálata" volt. A Yerkesben hozzáférhetett a világ akkori egyik legnagyobb teljesítményű távcsövéhez, amely egy innovatív 24 hüvelykes (61 cm) reflektorral rendelkezett.

Doktori tanulmányok

Miután az Egyesült Államok 1917-ben hadat üzent Németországnak, Hubble sietett befejezni doktori disszertációját, hogy csatlakozhasson a hadsereghez. Hubble önként jelentkezett az Egyesült Államok hadseregébe, és az újonnan létrehozott 86. hadosztályhoz osztották be, ahol a 343. gyalogezred 2. zászlóaljában szolgált. Őrnagyi rangig emelkedett, és 1918. július 9-én tengerentúli szolgálatra alkalmasnak találták, de a 86. hadosztály soha nem látott harcot. Az első világháború befejezése után Hubble egy évet a Cambridge-i Egyetemen töltött, ahol felújította csillagászati tanulmányait.

1919-ben George Ellery Hale, az obszervatórium alapítója és igazgatója felajánlotta Hubble-nak, hogy a kaliforniai Pasadena közelében található Carnegie Institution for Science Mount Wilson Obszervatóriumában dolgozzon. Hubble 1953-ban bekövetkezett haláláig a Mount Wilson csillagvizsgáló munkatársa maradt. Nem sokkal halála előtt Hubble volt az első csillagász, aki használhatta az újonnan elkészült óriási, 200 hüvelykes (5,1 m) reflektoros Hale-teleszkópot a kaliforniai San Diego melletti Palomar Obszervatóriumban.

Hubble civilként a második világháború alatt a marylandi Aberdeen Proving Groundon, a Ballisztikai Kutató Laboratórium külső ballisztikai részlegének vezetőjeként is dolgozott az amerikai hadseregnek, amely során nagy mennyiségű külső ballisztikai kutatást irányított, amely növelte a bombák és lövedékek hatékony tűzerőjét. Munkáját elősegítette, hogy személyesen fejlesztett ki számos, a külső ballisztikában használt műszerhez szükséges berendezést, amelyek közül a legkiemelkedőbb fejlesztés a nagysebességű órakamera volt, amely lehetővé tette a bombák és a kis sebességű lövedékek repülés közbeni jellemzőinek tanulmányozását. Tanulmányainak eredményei nagyban hozzájárultak a bombák és rakéták tervezésének, teljesítményének és katonai hatékonyságának javításához. Az ott végzett munkájáért megkapta az Érdemrend légiója kitüntetést.

Az univerzum túlmutat a Tejútrendszeren

Edwin Hubble 1919-ben érkezett a kaliforniai Mount Wilson Obszervatóriumba, nagyjából egybeesett a 100 hüvelykes (2,5 m) Hooker-távcső, a világ akkori legnagyobb távcsövének befejezésével. Abban az időben az volt az uralkodó nézet a kozmoszról, hogy a világegyetemet teljes egészében a Tejútrendszer galaxis alkotja.

A Wilson-hegyi Hooker-távcső segítségével Hubble azonosította a Cepheid-változókat, a Henrietta Leavitt által felfedezett standard gyertyát. A látszólagos fényességük és a belső fényességük összehasonlítása adja meg a Földtől való távolságukat. Hubble számos ködben talált Cepheidákat, köztük az Androméda-ködben és a Triangulum-ködben. Az 1924-ben végzett megfigyelései meggyőzően bizonyították, hogy ezek a ködök túl messze vannak ahhoz, hogy a Tejútrendszer részei legyenek, és valójában egész galaxisok a miénken kívül, ezért ma már nem tekintjük őket ködnek.

Ezt már 1755-ben feltételezték, amikor Immanuel Kant Általános természetrajz és az égbolt elmélete című műve megjelent. Ezt a hipotézist a korabeli csillagászati intézményrendszerben sokan ellenezték, különösen a Harvard Egyetemen működő Harlow Shapley. Az ellenállás ellenére az akkor harmincöt éves Hubble 1924. november 23-án a The New York Timesban publikálta először megállapításait, majd az Amerikai Csillagászati Társaság 1925. január 1-jei ülésén bemutatta azokat más csillagászoknak. Hubble Andromédára vonatkozó eredményeit hivatalosan csak 1929-ben publikálták lektorált tudományos folyóiratban.

Hubble felfedezései alapvetően megváltoztatták a világegyetemről alkotott tudományos képet. A támogatók azt állítják, hogy Hubble a galaxisunkon kívüli ködök felfedezése segített a jövő csillagászainak utat nyitni. Bár néhány nevesebb kollégája egyszerűen kigúnyolta az eredményeit, Hubble végül mégis publikálta a ködökkel kapcsolatos felfedezéseit. E publikált munkájáért megkapta az Amerikai Egyesület díja címet és ötszáz dollárt Burton E. Livingstontól, a Díjbizottságtól.

Hubble dolgozta ki a galaxisok osztályozásának leggyakrabban használt rendszerét is, amely a galaxisokat aszerint csoportosítja, ahogyan azok a fényképfelvételeken megjelennek. A galaxisok különböző csoportjait a Hubble-sorozat néven ismertté vált rendszerbe rendezte.

A vöröseltolódás a távolsággal nő

Hubble ezután 24 extra-galaktikus köd távolságát becsülte meg különböző módszerekkel. 1929-ben Hubble megvizsgálta a távolságok és a vöröseltolódásokból meghatározott radiális sebességek közötti kapcsolatot. Ma már tudjuk, hogy az általa becsült távolságok mind túl kicsik voltak, körülbelül 7-szeresükkel. Ez olyan tényezőknek volt köszönhető, mint például az, hogy kétféle Cepheid-változó létezik, vagy hogy a fényes gázfelhőket összekeverte a fényes csillagokkal. Távolságai azonban többé-kevésbé arányosak voltak a valódi távolságokkal, és a távolságait Vesto Slipher és asszisztense, Milton L. Humason által a galaxisok vöröseltolódásának méréseivel kombinálva nagyjából lineáris kapcsolatot talált a galaxisok távolságai és (a Nap mozgásával korrigált) radiális sebességük között, ami később Hubble-törvényként vált ismertté.

Ez azt jelentette, hogy minél nagyobb a távolság két galaxis között, annál nagyobb a relatív távolságuk. Ha így értelmezzük, akkor Hubble 46 galaxisra vonatkozó mérései alapján a Hubble-állandó értéke 500 km

A vöröseltolódás oka azonban tisztázatlan maradt. Georges Lemaître elméleti alapon, Einstein általános relativitáselméletére vonatkozó egyenletei alapján megjósolta a vöröseltolódás-távolság összefüggést, és két évvel a Hubble-törvény felfedezése előtt megfigyelésekkel is alátámasztotta azt. Bár dolgozatában a "sebességek" kifejezést használta (és a bevezetőben a "látszólagos radiális sebességek" kifejezést), később kétségeit fejezte ki azzal kapcsolatban, hogy ezeket valódi sebességként értelmezze. 1931-ben levelet írt Willem de Sitter holland kozmológusnak, amelyben kifejtette véleményét a vöröseltolódás-távolság összefüggés elméleti értelmezéséről:

"Humason úr és én is mélyen átérezzük, hogy nagyra értékeli a ködök sebességéről és távolságáról szóló tanulmányokat. A "látszólagos" sebességek kifejezést használjuk, hogy hangsúlyozzuk az összefüggés empirikus jellemzőit. Az értelmezést, úgy érezzük, önre és arra a nagyon kevés más személyre kell bízni, aki kompetens a kérdés hiteles megvitatására."

Ma a szóban forgó "látszólagos sebességeket" általában a világegyetem tágulása miatt bekövetkező saját távolság növekedésének tekintik. A táguló metrikán keresztül haladó fény Hubble-típusú vöröseltolódást tapasztal, ami a Doppler-effektustól némileg eltérő mechanizmus (bár a két mechanizmus a közeli galaxisok esetében koordinátatranszformációval összefüggő, egyenértékű leírásokká válik).

Az 1930-as években Hubble a galaxisok eloszlásának és térbeli görbületének meghatározásával foglalkozott. Ezek az adatok arra látszottak utalni, hogy a világegyetem lapos és homogén, de nagy vöröseltolódásoknál eltérés mutatkozott a laposságtól. Allan Sandage szerint,

"Hubble úgy vélte, hogy a számlálási adatai elfogadhatóbb eredményt adnak a térbeli görbületre vonatkozóan, ha a vöröseltolódás-korrekciót recessziómentességet feltételezve végezzük el. Írásai legvégéig fenntartotta ezt az álláspontját, és azt a modellt részesítette előnyben (vagy legalábbis nyitva tartotta), amelyben nincs valódi tágulás, és ezért a vöröseltolódás "a természet egy eddig fel nem ismert elvét képviseli"."

A Hubble-felmérés technikájával kapcsolatban módszertani problémák merültek fel, amelyek nagy vöröseltolódásoknál eltérést mutattak a laposságtól. Különösen a technika nem vette figyelembe a galaxisok fényességében a galaxisok fejlődése miatt bekövetkező változásokat. Korábban, 1917-ben Albert Einstein megállapította, hogy az újonnan kidolgozott általános relativitáselmélete szerint a világegyetemnek vagy tágulnia vagy zsugorodnia kell. Mivel Einstein nem tudta elhinni, amit a saját egyenletei mondtak neki, bevezetett egy kozmológiai állandót (egy "fudge-faktort") az egyenletekbe, hogy elkerülje ezt a "problémát". Amikor Einstein megismerte Hubble vöröseltolódásait, azonnal rájött, hogy az általános relativitáselmélet által megjósolt tágulásnak valósnak kell lennie, és későbbi életében azt mondta, hogy az egyenleteinek megváltoztatása "élete legnagyobb baklövése" volt. Valójában Einstein állítólag egyszer meglátogatta Hubble-t, és megpróbálta meggyőzni arról, hogy a világegyetem tágul.

Hubble 1935. augusztus 30-án felfedezte az 1373 Cincinnati aszteroidát is. 1936-ban megírta A kozmológia megfigyelési megközelítése és A ködök birodalma című műveit, amelyekben kifejtette a galaktikán kívüli csillagászathoz való hozzáállását és a téma történetéről alkotott nézeteit.

1941 decemberében Hubble beszámolt az Amerikai Tudományfejlesztési Társaságnak arról, hogy a Wilson-hegyi teleszkóppal végzett hatéves felmérés eredményei nem támasztják alá a táguló világegyetem elméletét. A Hubble észrevételeiről beszámoló Los Angeles Times cikke szerint: "A ködök nem lehetnek egyenletesen eloszlóak, ahogy a teleszkóp szerint vannak, és mégsem illenek bele a robbanási elképzelésbe. Azok a magyarázatok, amelyek megpróbálják megkerülni azt, amit a nagy távcső lát, nem állják meg a helyüket - mondta. A robbanásnak például jóval a Föld keletkezése után kellett volna elkezdődnie, sőt, talán még az első élet megjelenése után is." (Hubble becslése szerint, amit ma Hubble-állandónak nevezünk, az ősrobbanást csak 2 milliárd évvel ezelőttre tenné.)

Hubble 1924. február 26-án vette feleségül Grace Lillian (Burke) Leibet (1889-1980), John Patrick és Luella (Kepford) Burke lányát.

Hubble protestáns keresztényként nevelkedett, de néhány későbbi kijelentése bizonytalanságra utal.

Egészségügyi problémák és halál

Hubble 1949 júliusában szívrohamot kapott, miközben Coloradóban nyaralt. Felesége ápolta, és módosított diétával és munkarendben folytatta a munkát. A kaliforniai San Marinóban 1953. szeptember 28-án halt meg agytrombózisban (vérrög az agyában). Temetésre nem került sor, és a felesége soha nem árulta el a temetés helyét.

Lemaître prioritásával kapcsolatos vádak

2011-ben a Nature című folyóirat arról számolt be, hogy Hubble szerepet játszott Lemaître 1927-es, a ma Hubble-törvénynek nevezett, és megfigyelésekkel is alátámasztott Lemaître-törvényt megfogalmazó tanulmánya fordításának kulcsfontosságú részeinek átdolgozásában. A cikkben idézett történészek szkeptikusak voltak azzal kapcsolatban, hogy az átdolgozások egy olyan kampány részei voltak, amelynek célja Hubble elsőbbségének megőrzése volt. Sidney van den Bergh megfigyelő csillagász azonban közzétett egy tanulmányt, amely szerint a kihagyásokat ugyan egy fordító végezhette, mégis lehet, hogy szándékos volt.

2011 novemberében Mario Livio csillagász a Nature című folyóiratban arról számolt be, hogy a Lemaître-archívumban található dokumentumok bizonyítják, hogy a szerkesztést valóban maga Lemaître végezte, aki nyilvánvalóan nem látta értelmét annak, hogy olyan tudományos tartalmakat vegyen bele, amelyekről Hubble már beszámolt. Ez azonban nem von le semmit abból a tényből, hogy Lemaître két évvel Hubble előtt francia nyelven, ilyen kihagyások nélkül publikált.

Kísérlet a Nobel-díj elnyerésére

Abban az időben a fizikai Nobel-díjjal nem ismerték el a csillagászat területén végzett munkát. Hubble pályafutása későbbi szakaszában sokat tett azért, hogy a csillagászatot a fizika egyik területének tekintsék, ahelyett, hogy önálló tudományágként kezelnék. Ezt nagyrészt azért tette, hogy a csillagászokat - köztük őt magát is - a Nobel-díjbizottság elismerje az asztrofizikához való értékes hozzájárulásukért. Ez a kampány Hubble életében sikertelen volt, de nem sokkal a halála után a Nobel-díjbizottság úgy döntött, hogy a csillagászati munkák is jogosultak lesznek a fizikai díjra. A díjat azonban nem lehet posztumusz odaítélni.

Díjak

2008. március 6-án az Egyesült Államok postaszolgálata egy 41 centes bélyeget adott ki Hubble tiszteletére, amelyet Victor Stabin művész tervezett "Amerikai tudósok" címmel.

A gyakran "a távoli csillagok úttörőjének" nevezett Edwin Hubble (1889-1953) csillagász kulcsszerepet játszott a világegyetem hatalmas és összetett természetének megfejtésében. A spirálködök aprólékos tanulmányozása bizonyította a saját Tejútrendszerünkön kívüli galaxisok létezését. Ha nem hal meg hirtelen 1953-ban, Hubble abban az évben elnyerte volna a fizikai Nobel-díjat.

(Megjegyzendő, hogy az az állítás, miszerint 1953-ban Nobel-díjat kapott volna, valószínűleg hamis, bár abban az évben jelölték a díjra.)

Az "Amerikai tudósok" lapon a többi tudós között szerepel Gerty Cori biokémikus, Linus Pauling kémikus és John Bardeen fizikus.

Egyéb említésre méltó fellépések

Az 1980-as Kozmosz: A személyes utazás című filmben Carl Sagan csillagász Hubble életét és munkásságát mutatja be a képernyőn a 10. epizódban: "Az örökkévalóság peremén".

A Cornell fizikusa, Hasan Padamsee által írt Teremtés születésnapja című darab Hubble élettörténetét meséli el.

Források

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. a b Nogueira, Salvador (2005). Rumo Ao Infinito. São Paulo: Globo. ISBN 9788525040381
6. a b Sagan, Carl (1996). Pálido Ponto Azul. São Paulo: Companhia das Letras. p. 496. ISBN 9788571645363
7. Nola Taylor Redd (ed.). «Famous Astronomers - List of Great Scientists in Astronomy». SPACE.com. Consultado em 9 de novembro de 2020
8. Riley Reese (ed.). «Most Influential Astronomers of All Time». Futurism. Consultado em 9 de novembro de 2020
9. Nola Taylor Redd (ed.). «Astronomer Sleuth Solves Mystery of Big Cosmos Discovery». Space.com. Consultado em 9 de novembro de 2020
10. https://web.archive.org/web/20110630015230/http://hubble.nasa.gov/overview/hubble_bio.php
11. 1 2 Архив по истории математики Мактьютор — 1994.
12. Хаббл Эдвин Пауэлл: [в 30 т.] / под ред. А. М. Прохоров — 3-е изд. — М.: Советская энциклопедия, 1969.
13. 1 2 Mathematics Genealogy Project (англ.) — 1997.
14. https://web.archive.org/web/20110630015230/http://hubble.nasa.gov/overview/hubble_bio.php
15. a b MacTutor History of Mathematics archive. (Hozzáférés: 2017. augusztus 22.)
16. a b SNAC (angol nyelven). (Hozzáférés: 2017. október 9.)
17. Encyclopædia Universalis (francia nyelven). Encyclopædia Britannica Inc.. (Hozzáférés: 2017. október 9.)