Едуин Хъбъл

Едуин Пауел Хъбъл (1889-1953) (ТУК) 

В първата четвърт на 20 в. благодарение на влизането в действие на все по-големи телескопи и свързаните с това успехи на астрофизиката се възражда интересът към изучаването на мъглявините,  природата на които все още оставала неизяснена. Един от съществените въпроси, по който оживено се разисква, е дали спиралните мъглявини влизат в нашата Галактика Млечен път или са обект извън нея. Отговорът на този спорен въпрос бе намерен от Едуин Хъбъл. Той показа, че разстоянието до тези мъглявини многократно надвишава размерите на нашата Галактика, следователно те са извънгалактични обекти. Така се поражда и извънгалактичната астрономия. Така астрономите проникват все по-далеч в глъбините на космическото пространство и заедно с това съдържанието на понятието Вселена става все по-богато и по-необятно.

Не само възникването, но и първите фундаментални открития на съвременната извънгалактична астрономия са свързани с името на изтъкнатия американски учен Едуин Пауел Хъбъл. Роден е на 20 ноември 1889 г. в щата Мисури, САЩ. След завършването на Чикагския университет Хъбъл продължава образованието си в Англия в Оксфордския университет, където изучава право. След завръщането си в родината работи в най-големите тогава обсерватории в света: в Йеркската недалеч от Чикаго (1914 - 1917 г.), в обсерваторията Маунт Уилсън в Калифорния (от 1939 г.), а в последните години от живота си - в обсерваторията Маунт Паломар, в създаването на която сам взема активно участие. 
Научната дейност на Хъбъл е изключително плодотворна. За успехите му значителна роля има появата на нова мощна наблюдателна техника - Йеркската обсерватория от края на 19 век притежава най-големия телескоп-рефлектор с диаметър на обектива 102 см; в обсерваторията Маунт Уилсън наблюденията се провеждат с най-големия в света по онова време рефлектор с огледало с диаметър 2,5 м, влязъл в действие през 1917 г.; след Втората световна война в обсерваторията Маунт Паломар се монтира един от нан-големите и до днес рефлектори с диаметър на огледалото 508 см. Тази наблюдателна техника, с която работи Хъбъл, му позволява да реши редица въпроси от фундаментално естество, свързани със загадъчните мъглявини.

През 1923 - 1924 г. Хъбъл получава фотографии на спиралната мъглявина М 31, намираща се в съзвездието Андромеда. Във външните части на фотографията на мъглявината се забелязват звезди. Няколко десетки от тези звезди се оказват променливи, а част от тях - цефеиди. Наблюдаваните амплитуди на изменение на блясъка на тези звезди се оказват идентични с амплитудите на известните цефеиди от Млечния път и Магелановите облаци. Хъбъл прави три допускания: 1) променливите са свързани със спиралните мъглявини; 2) в спиралните мъглявини няма значително поглъщане на светлината от междузвездното вещество и 3) механизмът на изменение на блясъка на цефеидите е еднакъв във всички части на Вселената. От средните видими и абсолютни звездни величини на цефеидите (последните той намира по зависимостта период - светимост) Хъбъл получава за М 31 разстояние 900 000 светлинни години. Това разстояние добре се съгласува с данните, получени по максималния блясък на нови звезди, и в същото време дава за диаметър на мъглявината М 31 стойност 30 000 светлинни години. Ето така Хъбъл решава дълго пораждащия спорове проблем за природата на спиралните мъглявини. Оказва се, че това са гигантски звездни системи, намиращи се на големи разстояния от нашата Галактика. Решаването на този проблем има не само тясно астрофизическо значение. То установява реалността на многобройността на звездните светове, на отделни крайни звездни вселени, разхвърляни подобно на острови в безкрайните простори на Космоса. През следващите години Хъбъл и известните американски астрономи Шепли и Бааде откриват в дълбините на Вселената множество такива звездни вселени, наричани сега галактики. 

Обектите в Голямата Вселена не са само спиралните звездни системи, макар че те, като по-ярки, по-често се "улавят" в телескопите. Светът на галактиките поразява астрономите с богатството на форми. Хъбъл решава и нелеката задача за класифициране на галактиките. В тази колосална работа вземат участие пет големи обсерватории. Започвайки от 1935 г., Хъбъл непрекъснато усъвършенства своята първоначална класификация, за което отначало с 2,5 - метровия, а по-късно и с 5 - метровия телескоп детайлно изучава строежа на около 1000 ярки галактики от северното и южното звездно полукълбо. Своята класификация той завършва в основни линии през 1953 г. - годината на неговата смърт. През 1956 г. тя бива усъвършенствувана и в резултат се появява съвременната тримерна класификация на галактиките. В нейната основа лежат делението на галактиките на четири главни типа, предложени от Хъбъл (елиптичен Е, междинен тип О, спирални S, неправилни I) и така наречената камертонова диаграма на Хъбъл, която отразява наличието на две основни последователности от спирални галактики - обикновени и пресечени. 

С името на Хъбъл е свързано и още едно фундаментално откритие, още една загадка, която светът на галактиките донесе на астрономите, физиците и философите. През 1919 г., изследвайки спектрите на далечните галактики, Хъбъл забелязва, че всички спектрални линии в тях са преместени към червения край на спектъра и това преместване е толкова по-голямо, колкото по-далеч е изследваната галактика. Ако си припомним ефекта на Доплер, се получава, че галактиките като че ли се разбягват на всички страни. Хъбъл установява линейна зависимост на скоростта на това "разбягваие" от разстоянието до галактиката (закон на Хъбъл): с увеличаването на разстоянието от нас на всеки един милион парсека (един мегапарсек- Mp) скоростта на отдалечаване на галактиките нараства с постоянна величина, наречена константа на Хъбъл. Отначало самият Хъбъл определя нейната стойност на 500 km/s.Мпс, но след много корекции приеманата най-често днес стойност е 75 km/s.Мpс. Най-просто това явление, наречено червено преместване, може да бъде обяснено при следните допускания: а) някога в далечното минало всички галактики са били близко една до друга и може би са образували това, което Леметр нарича "първичен атом" на Вселената; б) в един момент, обикновено приеман за начало на нашата скала на времето, всички галактики били изхвърлени с различни скорости от тази "клетка"; в) галактиките, чиито скорости били най-големи, са се отдалечили най-много и сега са на най-големи разстояния от нас. Тази хипотеза, получила от астрономите названието теория на "Големия взрив", води до следствието, че величината, реципрочна на константата на Хъбъл, представлява "възрастта" на Вселената, измерена от споменатото начало, т. е. времето, изминато от началото на "големия взрив" досега. Ако константата на Хъбъл има стойност 75 km/s.Мpс, то за възрастта на Вселената се получава число от порядъка на 15 млрд. години. Днес теорията на Големия взрив или Теорията на горещата Вселена, както още често я наричат, има силен поддръжник в лицето на откритото т. нар. реликтово излъчване, показващо такъв взрив в далечното минало. 

Хъбъл има определени заслуги и в изследването на галактичните мъглявини. Един от първите, използвали фотографията при тяхното изучаване, той скоро установява, че те са галактични обекти. Хъбъл показва, че светенето на тези обекти, състоящи се от газ и прах, много често се предизвиква от осветяването им от намиращи се в близост звезди и извежда формула за зависимостта на радиуса на осветената част от мъглявината от звездната величина на осветяващата я звезда. Той установява, че "... звездите, намиращи се в мъглявините с непрекъснат спектър, почти винаги имат спектарален клас, по-ранен от В1. Тази тясна връзка между спектралните класове на мъглявините и звездите - продължава той - позволява да се предположи, че едното е следствие от другото. Най-естествено е да се смята за активно начало плътната и много гореща звезда, а не мъглявината; това води до предположението, че светенето на мъглявината се предизвиква от звездите от някои типове при определени физически условия. Необходимите условия ограничават интервала на спектралните типове на осветяващите звезди и следователно са свързани със стойността на ефективната температура на звездата". 

По такъв начин Хъбъл оставял след себе си фундаментални изследвания на физическите условия в редица области на нашата Галактика, а откритото от него разбягване на галактиките е основна наблюдателна база на концепцията за разширяващата се Вселена. Изследванията на Хъбъл по извънгалактична астрономия са изложени от него в два капитални труда - "Светът на мъглявините" (1935 г.) и "Наблюдателен подход към космологията" (1936 г.). 

Хъбъл умира на 28 септември 1953 г. За своите огромни по значението си приноси в науката Хъбъл е бил награждаван с редица американски и чужди научни отличия и медали. Той е бил и член на много научни дружества и академии. На името на Хъбъл е кръстен телескопът "Хъбъл", който обикаля в орбита около Земята и прави снимки на Вселената (виж ТУК).