Космос становится больше. Хаббл. Расширение Вселенной
Шрифт:
Также в своей диссертации Шепли рассматривал так называемую новую звезду, появившуюся в М31 (на самом деле сверхновую). Не останавливаясь на современной трактовке, можно сказать, что та звезда сияла, как вся М31. Если бы Андромеда состояла из звезд, эта новая звезда осталась бы незамеченной — если только она не излучала невообразимое количество энергии. Сегодня мы знаем, что на сверхновых звездах действительно происходит колоссальный выброс энергии, но в свое время аргумент Шепли был убедительным: Андромеда должна быть газообразной, а новая звезда (S Андромеды) — обычной звездой.
В подкрепление блестящей теории Великой Галактики ван Маанен утверждал, что мог наблюдать вращение в центральных зонах спиралей, известных как МЗЗ, М51, М81 и М101. Если бы эти туманности находились за пределами
Теория Великой Галактики сегодня отвергнута благодаря усилиям, в частности, Хаббла. Но критиковали ее и другие исследователи, среди которых был Гербер Кёртис. Он говорил, что спектр спиралей с линиями поглощения почти идентичен спектру звезд класса F или G и не похож на газовые спектры, характеризующиеся линиями испускания. Спирали должны были состоять из звезд, а не из газа, вопреки утверждениям Шепли.
Большие спирали [...], по всей видимости, расположены за пределами нашей звездной системы.
Эдвин Пауэлл Хаббл
Кёртис много наблюдал спиральные туманности, блеск которых прерывался черными полосами. Он дал верную интерпретацию этого феномена, указывая в качестве причины межзвездное поглощение света. Но подобные полосы в спектре могли быть и у Млечного Пути, и если это так, то один выстрел убивал двух зайцев: поглощение не позволяло видеть спирали за пределами Млечного Пути. Таким образом, мы не видим других спиралей в направлении плоскости симметрии Млечного Пути не потому, что их нет, а потому, что их не видно. Это позволяло объяснить ошеломляющую разницу между моделями Млечного Пути Гершеля и Каптейна, с одной стороны, и моделью Шепли, с другой. Если Гершель и Каптейн утверждали, что Солнце находится в центре галактики, то Шепли был уверен: оно смещено на 30 тысяч световых лет в сторону периферии.
Сверхновую в Туманности Андромеды Кёртис считал незнакомым видом звезды с невероятной кратковременной светимостью. В конце концов, подобные вспышки уже наблюдали астрономы во времена Иоганна Кеплера (1571-1630) и Тихо Браге (1546-1601). Также Кёртис усомнился в ошибочном, но честном свидетельстве ван Маанена о том, что он наблюдал вращение в спиральных галактиках.
Таким образом, когда Хаббл вступил в сражение, существовало две теории: о Великой Галактике, представлявшей собой всю Вселенную (Шепли), и о Млечном Пути среди миллионов других далеких галактик, и обе они имели своих сторонников. Большее доверие вызывали идеи Кёртиса, но и Шепли находил поддержку. Сегодня известно, что прав был Кёртис, но мы не должны забывать о заслугах Шепли, который рассчитал расстояние до шаровых скоплений, уточнил размеры Млечного Пути и переместил Солнце из центра в то место, где оно и должно располагаться.
Что еще нужно было сделать для доказательства той или иной теории? Следующим шагом было обнаружение цефеид в спиральных туманностях, и это позволило подтвердить, что они находятся гораздо дальше Магеллановых Облаков. И в это время произошли странные события, из-за которых часто говорят, что история делает все возможное, чтобы казаться нелогичной наукой.
Эдвин Хаббл (слева) и Джеймс Джин за 100-дюймовым телескопом в Маунт- Вилсоне.
Генриетта Ливитт, открывательница отношения периода и светимости цефеид.
100-дюймовый телескоп в Маунт- Вилсоне, с помощью которого Хаббл совершил свои великие открытия.
Как известно, Шепли и Хаббл были в очень плохих отношениях. Упрямца Шепли не одобрял и руководитель обсерватории Хейл. В это время Шепли предложили место в обсерватории Гарварда, и он подумал, будто его приглашают на должность директора, хотя потом выяснилось, что это не совсем так. Ученому было некомфортно в Маунт-Вилсоне, поэтому он принял предложение. Это был неоднозначный шаг, ведь великий спор мог разрешиться только с помощью 100-дюймового телескопа, которым располагал Маунт-Вилсон.
Хаббл во многом не сходился с Шепли: его раздражал пацифизм коллеги, не нравились его либеральные идеи, и Эдвин просто жаждал, чтобы Шепли покинул Маунт-Вилсон и оставил огромный 100-дюймовый телескоп в его полное распоряжение. Однако открыто этого желания Хаббл не выражал. В 1921 году Шепли уехал в Гарвард, но ему предложили место не директора (оно досталось Расселу), а профессора-ассистента и астронома.
Перед отъездом Шепли передал свои пластинки М31 Хьюмансону, который сравнил их с предыдущими и... обнаружил цефеиды! Он отметил чернилами положение гипотетических цефеид и поспешил сообщить о своем открытии Шепли. Однако Шепли стер отметки Хьюмансона, ведь если в М31 были цефеиды, то его теория одной галактики рушилась.
В 1923 году Хаббл с помощью 100-дюймового телескопа получил пластинку с М31, при сравнении которой с предыдущими он сделал сенсационное открытие, обнаружив цефеиду. Хаббл решил, что это новая цефеида, помимо уже открытых Ливитт в Малом Магеллановом Облаке. Однако этот эпизод требует более детального анализа. Хьюмансон уже видел цефеиды на М31 и даже сообщил об этом Шепли, но тот не захотел принять это открытие. Хьюмансон, обожавший Хаббла, вероятно, сообщил ему о странной беседе с его оппонентом, поэтому, вполне возможно, Хаббл уже знал, что в М31 нужно искать цефеиды. Более того, для обнаружения их периода Хаббл использовал некоторые пластинки, принадлежавшие Шепли (часть из них тот не стал забирать в Гарвард).
Учитывая взаимное неприятие ученых, возможно, Хаббл неспроста сразу же написал коллеге о том, что нашел цефеиду в Андромеде. Ситуация осложнялась и тем, что цефеида нужна была для расчета расстояния до Андромеды, и для этого Хаббл воспользовался формулой, выведенной Шепли для расчета расстояния до шаровых скоплений. Андромеда находилась на расстоянии миллиона световых лет (сегодняшние расчеты говорят о еще большей цифре — 2,5 миллиона световых лет).
Сесилия Пейн вспоминает, что когда Шепли прочел письмо Хаббла, в котором сообщалось об определении расстояния до Андромеды, он обескуражено произнес: «Это письмо уничтожило мою вселенную». Несомненно, он ждал этого письма. Так что визит Хабблов в Гарвард в их медовый месяц, о котором мы уже упоминали, имел целью еще раз напомнить Шепли о том, что Эдвин нашел цефеиды, и этот поступок был полон злорадства.
Хаббл открыл цефеиды, что подтверждало первоначальный результат. Размеры Вселенной невероятно возросли, их невозможно было точно оценить. Ученые поняли: Андромеда представляет собой группу звезд, похожую на Млечный Путь (сегодня считается, что Андромеда вдвое больше), но могут существовать и другие подобные галактики, еще более удаленные.
Сегодня имя Шепли известно только профессиональным астрономам, также в его честь названо удаленное сверхскопление звезд. Но если бы не упрямство ученого, возможно все было бы иначе, ведь Шепли правильно использовал калибровку на основе закона Генриетты Ливитт, правильно рассчитал расстояние до шаровых скоплений после обнаружения цефеид, понял, что представляет собой наша галактика, определил место Солнечной системы в ней, а также (пусть и после подсказки Хьюмансона) увидел цефеиды на собственных пластинках. Если бы он не уехал в Гарвард от 100-дюймового телескопа, если бы не настаивал на своей модели Млечного Пути как единой вселенной, то есть если бы он был более объективным и доверился фактам, то получил бы славу, которая в результате вместо него досталась Хабблу. Шепли опережал своего оппонента, но его ослепило собственное упрямство. Возможно, позже ученый и хотел вернуться в May нт-Вил сон, но к этому времени руководство уже перешло от Хейла к Адамсу, который ненавидел Шепли так же, как и всех остальных крупных астрономов, включая и Хаббла, и ван Маанена.