Хаббл ученый что открыл
Эдвин Пауэлл Хаббл известен во всем мире. Человек, благодаря которому представление о Вселенной расширилось до невероятных границ, обладал множеством талантов и огромной страстью к астрономии.
Имя Эдвина Пауэлла Хаббла – одно из величайших в современной науке. Человек, обладавший множеством талантов, посвятил свою жизнь астрофизике. Будущий гений астрономии родился 20 ноября 1889 года в городе Маршфилд (штат Миссури, США). Его отец руководил страховой компанией. С 1898 г. семья живет в Чикаго. В школе Эдвин хорошо учился, но особо отличался спортивными успехами – бейсбол, баскетбол и футбол давались ему с легкостью. Он одержал семь побед в легкоатлетических соревнованиях, а в 1906 году он побил рекорд штата по прыжкам. Кроме этого он увлекался боксом.
После выпуска из школы в 1906 году Эдвин поступает в Чикагский университет и начинает всерьез увлекаться теоретической наукой, особенно его занимала физика. Получив стипендию по физике и работая в качестве ассистента лаборатории, Эдвин Хаббл оставался активным спортсменом, был членом университетской команды по баскетболу. В 1910 году Хаббл закончил 1 ступень университетского образования со степенью бакалавра математики и астрономии. За свои спортивные и научные достижения он получает международную стипендию Родса для обучения в Оксфордском университете, где он выбрал курс юриспруденции, сдержав обещание, данное тяжело больному отцу. Дополнительно он прошел курс обучения литературе и испанскому языку. После получения степени магистра Эдвин Хаббл возвращается из Англии домой в США и в 1913 году начинает преподавать в школе в городе Нью-Албани, Индиана.
Кроме преподавания физики, математики и испанского языка, Хаббл тренирует школьную команду по баскетболу. Несмотря на свою популярность среди учеников, он всё же решает посвятить себя научным исследованиям в астрономии и через год в возрасте 25 лет вновь поступает в Чикагский университет.
Эдвин Хаббл пишет диссертацию на основе научных наблюдений, проведенных в Йерской обсерватории при университете. Тема диссертации – далёкие туманности. Он также получил интересное предложение о работе в обсерватории недалеко от города Пасадена, Калифорния, но вынужден был отказаться из-за начавшейся I мировой войны. Эдвин Хаббл получает докторскую степень по астрономии и в 1917 году уходит добровольцем на армейскую службу.
В годы войны он служил в чине майора во Франции и Англии. Вернувшись в Америку весной 1919 года, Эдвин Хаббл сразу же, еще оставаясь в военной форме, приступил к работе в обсерватории Маунт-Вилсон. В этой обсерватории он сделал множество своих научных открытий и проработал здесь до конца жизни. Именно в этой обсерватории состоялось одно из решающих открытий мирового значения – во Вселенной существуют огромное количество галактик, а не только Млечный Путь, как считалось ранее. Благодаря работе с самым мощным телескопом того времени – телескопом Хукера – Хаббл установил, что Туманность Андромеды и галактика Треугольник являются отдельными галактиками и находятся вне нашей. Конечно, после таких заявлений на учёного посыпались критические замечания, но Эдвин Хаббл опубликовал результаты своей работы в Нью-Йорк Таймс 24 ноября 1924 года, а в январе 1925 года представил полноценный труд Американскому астрономическому обществу с подробными комментариями и доказательствами. Это открытие кардинально изменило все представления о Вселенной, существующие ранее. Чуть позже, в 1936 году, Хаббл составил классификацию галактик, получившую название Последовательность Хаббла, которая до сих пор актуальна и широко используется астрофизиками.
Продолжая работу в обсерватории, Эдвин Хаббл углубился в изучение такой загадочной для того времени вещи, как расстояние между наблюдаемыми объектами. Установив, что существуют галактики вне Млечного Пути, Хаббл задумался – а как далеко от нас они находятся? Используя значения спектрального смещения, или Красного смещения, которое определяет радиальную скорость галактик, удалось выявить расстояние до галактик и отдельных звёзд, излучающих свет.
В 1929 году он сделал еще одно поразительное открытие: существует зависимость между скоростью удаления от нас галактик и расстоянием от них до Земли. Наблюдая и анализируя поведение 46 галактик, Хаббл смог вычислить примерную величину коэффициента этой зависимости. Этот коэффициент получил название Постоянной Хаббла, значение которой на самом деле не является константой, но в каждый момент наблюдения для всех объектов во Вселенной значение остается одинаковым. Например, в 2013 году Постоянная Хаббла наиболее точно выражается как 67,80±0,77 (км/с)/Мпк; это означает, что, например, две галактики, находящиеся в 1 мегапарсеке друг от друга, в среднем, разлетаются со скоростью примерно 70 км в секунду.
Открытия, сделанные Хабблом, удивительным образом согласовывались с теорией относительности Эйнштейна и Теорией Большого Взрыва. Великий Эйнштейн лично посетил Эдвина Хаббла в его обсерватории, чтобы выразить свое уважение к ученому и его открытиям.
Хаббл неустанно проводил наблюдения в обсерватории до лета 1942 года, когда он ушел на армейскую службу на Абердинский полигон, где проводились технические и научные работы в интересах обеспечения войск современными технологиями. За выдающийся вклад в баллистические исследования он был награжден орденом «Легион Почета».
Открытия, сделанные учеными-астрономами, имели огромное значение для науки и человечества. После II Мировой войны Эдвин Хаббл развернул целую кампанию, пытаясь убедить научное сообщество в том, что астрономия является подразделом физики. Это позволило бы астрономам и ему самому бороться за Нобелевскую премию для признания своих грандиозных открытий. К сожалению, при жизни Хаббл не добился успеха. Лишь после смерти ученого Нобелевский комитет установил новые правила, и астрономические открытия так же стали подпадать под положение о награждении Нобелевской премией за достижения в астрофизике. Несомненно, что Эдвин Хаббл заслуженно оказался бы первым астрономом, удостоенным главной научной награды, но посмертно эта премия не присуждается.
Эдвин Пауэлл Хаббл умер в возрасте 67 лет от кровоизлияния в мозг 28 сентября 1953 года. До последних своих дней ученый продолжал наблюдения в обсерваториях Маунт-Вилсон и Паломар. Он завещал похоронить его в неизвестном никому месте, не устраивая официальных похорон. Его супруга Грейс Хаббл выполнила его волю.
В его честь был назван уникальный орбитальный телескоп-рефлектор, запущенный на околоземную орбиту в 1990 году. Хаббл был бы в восторге, если бы узнал это, ведь, как он выразился в 1948 году в радиопередаче BBC в Лондоне, «для астронома всегда главное – это надежда найти что-то совершенно неожиданное».
Эдвин Хаббл и его исследования
Какого размера Вселенная? Эдвин Хаббл решил это изучить
Хаббл пристально рассматривал через увеличительное стекло фотографии ночного неба, сделанные на протяжении нескольких дней. Особенно его интересовали три конкретные звезды. На всех фотографиях он выискивал один и тот же участок неба. И на одном из снимков две звезды вели себя как положено, за несколько дней совершая цикл от тусклого к яркому и обратно, а третья тоже изменяла светимость, но была заметно темнее. Все три относились к особому классу переменных звезд, называемых цефеидами.
В течение последующих недель Хаббл фотографировал этот участок неба каждую ночь, чтобы составить график светимости звезды. Выяснилось, что на полную смену яркости у нее уходит 31,4 дня — он назвал этот параметр периодом звезды.
Яркость цефеид связана с их периодом, и по расчетам выходило, что эта звезда должна быть очень яркой. Почему же она выглядит иначе? Возможно, до нее просто очень далеко? Сделав выкладки, Хаббл обнаружил, что звезда находится раза в три дальше, чем край нашей галактики, Млечного Пути. А ведь ученые тогда предполагали, что нашей галактикой ограничивается вся Вселенная! Хабблу стало ясно, что Вселенная намного больше, чем кто-то мог себе представить.
Он заметил еще кое-что. На фотографиях было видно, что рядом с этой цефеидой расположены сотни звезд. Они тоже находятся вне Млечного Пути. Значит, это часть другой галактики, и Млечный Путь лишь одна из множества галактик во Вселенной.
Вместе с астрономом Жоржем Леметром и другими учеными Хаббл сделал одно из величайших открытий в астрономии: галактики удаляются от нас во все стороны. Это означает, что Вселенная расширяется. Совершенно новая идея для того времени! Галактики образуют скопления. Чем дальше друг от друга они расположены, тем с большей скоростью разлетаются. Представь себе Вселенную в виде куска дрожжевого теста, а изюминки в нем — скопления галактик. По мере того как тесто поднимается, расстояние между изюминками растет. И те из них, что были дальше всех друг от друга, будут двигаться быстрее остальных.
Не все приняли идеи Хаббла. Другой великий астроном, Харлоу Шепли, незадолго до этого предложил собственную модель Вселенной, намного меньше, чем у Хаббла, — размером с Млечный Путь. В 1923 году Хаббл написал Шепли письмо, приведя в нем аргументы в защиту своей версии. Показав это письмо коллегам, Шепли сказал: «Это послание разрушило мою Вселенную».
В последующие годы Хаббл занимался разработкой телескопов еще больше, еще мощнее. Он сам занимался постройкой гигантского телескопа в обсерватории Маунт-Паломар в Калифорнии, США. В свободное время Хаббл продолжал изучение галактик. Они вращаются, и Хаббла интересовало, какое воздействие это оказывает на звезды. Хаббл тратил много усилий, чтобы люди увидели в астрономии серьезную науку. При его жизни астрономы не могли претендовать на Нобелевскую премию — он добился отмены этого правила, но первый астроном получил ее уже после смерти Хаббла.
Вместе с Жоржем Леметром и десятками других ученых Хаббл изменил наши представления о Вселенной. Он не только доказал, что она громаднее, чем люди себе представляли, — он показал, что Вселенная меняется и растет. Через 101 год после рождения Хаббла в космос отправился телескоп, названный его именем. Он оказался одним из самых успешных телескопов за всю историю человечества и дал нам невероятного качества снимки других планет, звезд и галактик. Благодаря телескопу «Хаббл» мы обогатили знания о большой и странной Вселенной, открытой Эдвином Хабблом.
Эдвин Хаббл
Первооткрыватель космоса — именно так называют одного из самых влиятельных космологов и астрономов ХХ века Эдвина Хаббла. Его имя носят телескоп, закон, астероид и постоянная. Вся научная работа была направлена на изучение галактик.
Детские годы
В американском городке Маршфилд (штат Миссури) у четы Хаббл 20 ноября 1889 года родился мальчик. Родители — Джон Пауэлл Хаббл и Вирджиния Ли Джеймс назвали малыша Эдвином (Edwin Powell Hubble).
С детских лет мальчик демонстрировал отличные способности в легкой атлетике, увлекался многими видами спорта: баскетбол, бейсбол, футбол, любительский бокс. Отец мальчика занимал должность управляющего страховой компанией. В штате Иллинойс, куда по роду службы отца переехала семья, Эдвин поставил рекорд среди старшеклассников в прыжках в высоту.
С детства Эдвина увлекала рыбная ловля. На протяжении всей жизни с упоением Хаббл читал книги писателей-фантастов. Любимыми среди них были Жюль Верн и Генри Райдер
Эдвин Хаббл за работой, 1937 г.
Образование
Интерес к научным дисциплинам появился у юноши в студенческие годы. Получив степень бакалавра в области математики и астрономии по окончанию Чикагского университета юноша решил продолжить образование в Оксфорде.
Мать Эдвина с неодобрением относилась к склонности сына к астрономии, под ее влиянием дальнейшее образование Эдвин получил в сфере юриспруденции. В 1913 году молодой человек вернулся в Штаты, и вступил в коллегию адвокатов.
После недолгой практики в Луисвилле (штат Кентукки) Эдвин понял, что занимается не своим делом, и поступает на работу школьным учителем в штате Индиана. В течение года он преподаёт несколько дисциплин. В период преподавательской деятельности Хаббл окончательно приходит к выводу, что его призванием является астрономия.
Начало пути
Хаббл выбирает для себя Йеркскую обсерваторию своей “альма матер”, где приступает к работе над диссертацией. В 1917 году он получает степень доктора астрономии, успешно защитив свои научные труды на тему фотографических исследований слабых туманностей.
Эдвин Хаббл поставил цель вычислить размер Вселенной, включая звездные системы, галактики.
В тот же период Эдвину было предложено престижное место в обсерватории Маунт-Вилсон (штат Калифорния). Но вмешалась война с Германией. И Хаббл уходит на войну добровольцем.
Пройдя путь до майора, он возвращается к мирной жизни и возобновляет занятия астрономией. В Маунт-Вилсон ему предоставлен доступ к самому большому телескопу в мире под названием Хукер.
До исследований Хаббла ученые считали, что вселенная состоит из нашей галактики и Млечного Пути. Ученый на основе собственных наблюдений опровергает эту теорию.
Большая наука
Хаббл у гигантского телескопа обсерватории Маунт-Вилсон. Этот телескоп использовался во всех исследованиях учёного.
Телескоп Хукер позволил обнаружить туманности, удаленные от Млечного Пути на значительные расстояния, что указывало на то, что наша галактика не единственное образование в космическом пространстве, и кроме нее существуют другие. Это полностью изменило отношение к Вселенной.
Классификация Хаббла, подразумевавшая разделение галактик на группы, расколола астрономическое сообщество. Наблюдая за спектром излучаемого света, ученый вывел закон, согласно которому высокая скорость перемещения галактики указывает на большее расстояние относительно нашей. Этот закон получил имя Хаббла.
На недолгое время исследования были прекращены. Причиной стала Первая Мировая война, куда Эдвин отправился в начале ее. Военную службу он продолжил в области баллистики, понимая, что прежде всего он ученый, а не солдат.
Однако осознание того, что в качестве ученого он более полезен в исследовании галактик, заставило Хаббла вернуться к деятельности в Маунт-Вилсон.
В 1953 году после перенесенного инсульта Эдвин Хаббл умирает. 28 сентября в возрасте 63 лет ученого не стало. Похоронен Хаббл в Калифорнии.
Главные достижения
Хаббл и коллеги у обсерватории Маунт-Вилсон. Куполообразная крыша могла раздвигаться и телескоп мог «наблюдать» за ночным небом.
Ученый, которому принадлежит слава человека, открывшего космос, не стал лауреатом Нобелевской премии только потому, что в годы его деятельности награда не номинировалась в данной области. Но за время своей непродолжительной научно-исследовательской работы астрофизик был заслуженно удостоен высоких наград: ордена, медали, Селлимановская лекция, Орден Легиона Почета (за баллистические разработки).
Среди главных достижений ученого выделены открытия:
Цефеида, которую обнаружил Хаббл, находится в галактике под названием Андромеда на расстоянии более двух миллионов световых лет от нашей планеты
В 1990 году на орбиту был выведен телескоп, получивший имя Хаббл. Имя ученого присвоено астероиду 2069, открытому в 1955 году.
Выдающийся ученый не просто открыл масштабы космических просторов, он стал революционером в астрономии. Его классификация галактик относительно внешнего вида известна в научных кругах, как последовательность Хаббла. Его помнят и чтят, как одного из величайших светил науки в области астрофизики.
Похожие статьи
Понравилась запись? Расскажи о ней друзьям!
Десять важнейших открытий «Хаббла»
Немногие телескопы могут похвастаться таким весомым вкладом в астрономические исследования, как космический телескоп «Хаббл».
Благодаря космическому телескопу мы расширили наши представления, пересмотрели предварительные теории и построили новые, подробнее объясняющие астрономические явления.
В апреле 2006 года исполнилось 16 лет с тех пор, как «Хаббл» находится в космосе, но пока NASA борется за возобновление полетов шаттлов, телескоп продолжает дряхлеть. Если астронавты не смогут его отремонтировать, то к середине 2008 года он окончательно выйдет из строя.
С помощью «Хаббла» было совершено 10 важнейших открытий в астрономии. За последние годы, вместе с другими обсерваториями, «Хаббл» обнаружил два новых спутника Плутона, неожиданно (и парадоксально) — обширную галактику в очень молодой Вселенной, а также спутник с массой планеты у коричневого карлика, весящего ненамного больше самой планеты. Нам удалось уточнить характеристики Вселенной, которые прежде существовали лишь в нашем воображении.
1. Столкновение с кометой
По космическим масштабам столкновение кометы Шумейкеров-Леви 9 с Юпитером было рядовым событием: усеянные кратерами поверхности планет и их спутников показывают, что Солнечная система — настоящий тир. Но в масштабе жизни человека с таким событием можно столкнуться лишь однажды: в среднем комета врезается в планету раз в тысячу лет.
За год до гибели кометы Шумейкеров-Леви 9 полученные «Хабблом» изображения показали, что она раскололась на две дюжины фрагментов, которые растянулись в цепочку. Первый из них врезался в атмосферу Юпитера 16 июля 1994 года, а за ним в течение недели упали и остальные. На изображениях видны выбросы, похожие на гриб ядерного взрыва, поднимающиеся над горизонтом Юпитера, а затем оседающие и рассасывающиеся через 10 минут после столкновения. Но последствия взрыва наблюдались еще в течение нескольких месяцев.
Следы столкновений помогают выяснить состав газового гиганта. От каждого из них волны разбегались со скоростью 450 м/сек. Судя по всему, это «тяжелые» волны, упругость в которых создается силой плавучести. Характер распространения волн указывает, что отношение кислорода к водороду в атмосфере Юпитера может быть в 10 раз больше, чем на Солнце. Однако если Юпитер сформировался в результате гравитационной неустойчивости первичного газопылевого диска, то его состав должен быть таким же, как у диска, то есть соответствовать химическому составу Солнца. Это противоречие так и остается неразгаданным.
2. Внесолнечные планеты
В 2001 году Американское астрономическое общество обратилось с просьбой к специалистам выбрать наиболее значимое, с их точки зрения, открытие последнего десятилетия. По мнению большинства, им стало обнаружение планет вне Солнечной системы. Сегодня известно около 180 таких объектов. Значительная их часть найдена с помощью наземных телескопов по небольшим колебаниям звезды, вызванным гравитационным воздействием обращающейся вокруг нее планеты. Пока такие наблюдения дают минимум информации: только размер и эллиптичность орбиты планеты, а также нижний предел ее массы.
Исследователи сосредоточились на тех планетах, орбитальные плоскости которых ориентированы вдоль нашего луча зрения. Наблюдение «Хабблом» первого из обнаруженных прохождений спутника звезды HD 209458 дало наиболее полную информацию о планете вне Солнечной системы. Она на 30% легче Юпитера, но при этом на столько же больше его в диаметре, возможно, потому, что излучение близкой звезды заставило ее раздуться. Данные «Хаббла» достаточно точны, чтобы выявить широкие кольца и массивные спутники, но их не оказалось. «Хаббл» впервые определил химический состав планеты вблизи другой звезды. В ее атмосфере содержатся натрий, углерод и кислород, а водород испаряется в пространство, создавая кометообразный хвост. Эти наблюдения — предтеча поисков химических признаков жизни в далеких уголках Галактики.
3. Агония звезд
В отличие от своих более массивных собратьев, звезды типа Солнца умирают более элегантно, сбрасывая свои внешние газовые слои постепенно, без взрыва. Это длится около 10 тыс. лет. Когда горячее центральное ядро звезды обнажается, оно своим излучением ионизует извергнутый газ, заставляя его светиться ярко-зеленым (ионизованный кислород) и красным (ионизованный водород). В результате возникает планетарная туманность. Сегодня их известно около 2 тыс. «Хаббл» показал их необычайно сложные формы в тончайших деталях. В некоторых туманностях наблюдается несколько концентрических кругов, похожих на бычий глаз, что свидетельствует об эпизодическом, а не непрерывном выбросе газа. Причем предполагаемое время между двумя выбросами составляет примерно 500 лет, что слишком долго для динамических пульсаций (при которых звезда сжимается и расширяется в результате противоборства гравитации и газового давления) и слишком быстро для тепловых пульсаций (при которых звезда выходит из равновесного состояния). Истинная же природа наблюдаемых колец остается неясной.
4. Космическое рождение
Установлено, что узкие и быстрые струи газа свидетельствуют о рождении звезды. Формируясь, она может извергнуть две тонкие струи длиной в несколько световых лет. Согласно одной из гипотез, крупномасштабное магнитное поле пронизывает газопылевой диск, окружающий молодую звезду. Ионизованное вещество, вынужденное течь вдоль магнитных силовых линий, напоминает бусины на вращающейся нитке. Наблюдения «Хаббла» подтвердили теоретический прогноз, согласно которому струи рождаются в центре диска.
В то же время данные, полученные «Хабблом», опровергли другое предположение, касавшееся околозвездных дисков. Считалось, что они сидят так глубоко в родительском облаке, что увидеть их невозможно. «Хаббл» же обнаружил с дюжину протопланетных дисков — проплидов, часто заметных в виде силуэта на фоне туманности. По крайней мере половина изученных молодых звезд обладает такими дисками, свидетельствующими о том, что сырья для формирования планет в Галактике достаточно.
5. Галактическая археология
Астрономы считают, что крупные галактики, такие как Млечный Путь и наша соседка Туманность Андромеды, выросли, поглощая мелкие галактики. Признаки «галактического каннибализма» должны быть заметны по расположению, возрасту, составу и скоростям входящих в них звезд. Благодаря наблюдениям «Хаббла» за звездным гало (слабым сферическим облаком звезд и звездных скоплений вокруг основного галактического диска) Туманности Андромеды, исследователи обнаружили, что в гало входят различающиеся по возрасту звезды: у самых старых возраст достигает 11–13,5 млрд лет, а у самых юных — 6–8 млрд лет. Последние, должно быть, случайно забрели сюда из какой-то молодой галактики (например, из поглощенной галактики-спутника) или же из более ранней области самой Андромеды (например, из диска, если часть его разрушилась при близком прохождении небольшой галактики или столкновении с ней). В гало нашей галактики нет заметного числа относительно молодых звезд. Так что при всей схожести формы Туманности Андромеды и Млечного Пути, как показывают наблюдения «Хаббла», истории двух галактик значительно отличаются друг от друга.
6. Сверхмассивные черные дыры
С 1960-х годов астрономы получили доказательства того, что источником энергии квазаров и других активных ядер галактик служат гигантские черные дыры, захватывающие окружающее их вещество. Наблюдения «Хаббла» подтверждают данную теорию. Почти у каждой детально наблюдавшейся галактики нашлись указания на спрятанную в ее центре черную дыру. Особенно важными оказались два обстоятельства. Во-первых, изображения квазаров, полученные с высоким угловым разрешением, показали, что они располагаются в ярких эллиптических или взаимодействующих галактиках. Это говорит о том, что нужны особые условия, чтобы питать центральную черную дыру. Во-вторых, масса гигантской черной дыры тесно коррелирует с массой сферического звездного балджа (сгущения), окружающего галактический центр. Корреляция свидетельствует о том, что формирование и эволюция галактики и ее черной дыры тесно связаны.
7. Самые мощные взрывы
Гамма-всплески — короткие вспышки гамма-излучения, длящиеся от нескольких миллисекунд до десятков минут. Их разделяют на два типа в зависимости от их длительности. Границей считаются примерно 2 секунды; в более длительных вспышках образуются менее энергичные фотоны, чем в более коротких. Наблюдения, проведенные Комптоновской гамма-обсерваторией, рентгеновским спутником BeppoSAX и наземными обсерваториями, позволили предположить, что продолжительные вспышки возникают при коллапсе ядер массивных короткоживущих звезд, иными словами, — звезд типа сверхновой. Но почему только малая доля сверхновых дает гамма-всплески?
«Хаббл» обнаружил: несмотря на то, что во всех областях звездообразования в галактиках вспыхивают сверхновые, продолжительные гамма-всплески сконцентрированы в наиболее ярких областях, как раз там, где сосредоточены самые массивные звезды. Более того, продолжительные гамма-всплески чаще всего возникают в небольших, неправильных, бедных тяжелыми элементами галактиках. И это важно, поскольку дефицит тяжелых элементов в массивных звездах делает их звездный ветер менее мощным, чем у звезд, богатых тяжелыми элементами. Поэтому на протяжении жизни бедные тяжелыми элементами звезды сохраняют большую часть своей массы и, когда приходит время взрываться, они оказываются более массивными. Коллапс их ядер приводит к образованию не нейтронной звезды, а черной дыры. Астрономы считают, что продолжительные гамма-всплески вызваны тонкими струями, выброшенными быстро вращающимися черными дырами. Решающими факторами для того, чтобы коллапс ядра звезды вызвал мощный гамма-всплеск, являются масса и скорость вращения звезды в момент ее смерти.
Отождествление коротких гамма-всплесков оказалось более сложным. Только в последние годы несколько таких событий произошло благодаря спутникам HETE 2 и Swift. «Хаббл» и рентгеновская обсерватория «Чандра» установили, что энергия таких вспышек слабее, чем продолжительных, и возникают они в совершенно разных типах галактик, включая и эллиптические галактики, где звезды сейчас почти не формируются. Похоже, что короткие вспышки связаны не с массивными, короткоживущими звездами, а с остатками их эволюции. Согласно наиболее популярной гипотезе, короткие гамма-всплески возникают при слиянии двух нейтронных звезд.
8. Край Вселенной
Одна из фундаментальных задач астрономии — исследовать развитие галактик и их предков во временном интервале, максимально приближенном к моменту Большого взрыва. Чтобы понять, как выглядел когда-то наш Млечный Путь, исследователи решили получить изображения галактик различного возраста — от самых юных до самых старых. С этой целью, чтобы запечатлеть наиболее далекие (а значит, самые древние) галактики, «Хаббл» совместно с другими обсерваториями получил с длительными экспозициями изображения нескольких маленьких участков неба: глубокие снимки «Хаббла», сверхглубокий снимок «Хаббла» и глубокий обзор великих обсерваторий «Происхождение».
Сверхчувствительные снимки показывают галактики во Вселенной, когда ей было лишь несколько сотен миллионов лет, что составляет всего 5% от ее нынешнего возраста. Тогда галактики были меньше размером и имели менее правильную форму, чем теперь, что и следовало ожидать, если современные галактики образовывались путем слияния маленьких галактик (а не путем распада более крупных). Создаваемый сейчас космический телескоп «Джеймс Уэбб», наследник «Хаббла», сможет проникнуть в еще более далекие эпохи.
Глубокие снимки позволяют также проследить, как изменялась интенсивность звездообразования во Вселенной от эпохи к эпохе. Похоже, что она достигла своего пика примерно 7 млрд лет назад, а затем постепенно ослабла примерно в десять раз. В молодости Вселенной (то есть в возрасте 1 млрд лет) скорость звездообразования уже была велика и составляла 1/3 ее максимального значения.
9. Возраст Вселенной
Наблюдения Эдвина Хаббла и его коллег в 1920-е годы показали, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Галактики разбегаются друг от друга так, как будто бы пространство Вселенной равномерно растягивается. Постоянная Хаббла (H0), указывающая современную скорость расширения, позволяет определить возраст Вселенной. Объяснение простое: постоянная Хаббла — это скорость разбегания галактик, поэтому, если пренебречь ускорением и торможением, величина, обратная H0, дает время, когда все галактики были рядом. Кроме того, значение постоянной Хаббла играет определяющую роль для роста галактик, формирования легких элементов и установления продолжительности фаз космической эволюции. Не удивительно, что точное измерение постоянной Хаббла было с самого начала основной целью одноименного телескопа.
На практике для определения данной величины требуется измерить расстояния до ближайших галактик, а это гораздо более трудная задача, чем считалось в XX веке. «Хаббл» детально исследовал цефеиды — звезды с характерными пульсациями, периоды которых указывают на их истинный блеск, а значит, и на расстояние до них, — в 31 галактике. Точность полученного значения постоянной Хаббла составила около 10%. В совокупности с результатами измерений реликтового излучения это определяет возраст Вселенной — 13,7 млрд лет.
10. Ускоряющаяся Вселенная
В 1998 году две независимые группы исследователей пришли к поразительному выводу: расширение Вселенной ускоряется. Обычно астрономы считали, что Вселенная тормозится, поскольку притяжение галактик друг к другу должно замедлять их разбегание. Сложнейшая загадка современной физики — вопрос о том, что вызывает ускорение. Согласно рабочей гипотезе, во Вселенной содержится невидимая составляющая, называемая «темной энергией». Совокупность наблюдений «Хаббла», наземных телескопов и измерений реликтового излучения указывают, что в этой темной энергии содержится 3/4 полной плотности энергии Вселенной.
Ускоренное расширение началось примерно 5 млрд лет назад, а до того момента оно тормозилось. В 2004 году «Хаббл» обнаружил 16 далеких сверхновых, которые тогда вспыхнули. Данные наблюдения накладывают основательные ограничения на теории о том, чем может быть темная энергия. Простейшая (и наиболее загадочная) возможность заключается в том, что энергия принадлежит самому пространству, даже если оно совершенно пустое. Сегодня наблюдение далеких сверхновых остается лучшим методом изучения темной энергии. Роль «Хаббла» в изучении темной энергии огромна, поэтому астрономы будут благодарны NASA, если телескоп будет сохранен.