Космос становится больше. Хаббл. Расширение Вселенной

В 1935 году Хаббла пригласили прочесть восемь лекций, организованных Мемориальным фондом Силлимана. Престиж этих лекций был подтвержден великими учеными, которые участвовали в этом проекте до Хаббла: среди них были Джозеф Джон Томсон (1856-1940), новозеландец Эрнест Резерфорд (1871-1937) и датчанин Нильс Бор (1885-1962).

В 1938 году Хаббл получил Золотую медаль Тихоокеанского астрономического общества — этой награды прежде удостаивались англичанин Артур Эддингтон (1882-1944), француз Анри Пуанкаре (1854-1912), американцы Джордж Эллери Хейл (1868-1938) и Уолтер Адамс (1876-1956). Это была высшая награда, присуждаемая в области астрономии.

Вручена она была за вычисление совместно с Хьюмансоном «кажущихся скоростей», равных 1/10 скорости света. Слава англичанина из Миссури росла.

Успех Хаббла во многом был связан с использованием 100-дюймового (2,54 м) телескопа, с помощью которого ему удалось изучить самые отдаленные галактики. Но ученые, в частности первый директор Маунт-Вилсона Джордж Эллери Хейл, мечтали о еще более мощной технике — 200-дюймовом телескопе (5,08 м). Хейл даже подумывал о 300-дюймовом телескопе, но это было вообще за гранью возможного.

Однако директор обсерватории был реалистом. Он осознавал, какие технологические и экономические сложности связаны с изготовлением мощного телескопа, и предложил поработать над этой идеей гениального Фрэнсиса Пиза (1881-1938), инженера Маунт-Вилсона. Возможно, Пиз и подумал, что директор сошел с ума, но не подал виду и взялся за чертежи. Расчеты ошеломляли: один купол должен был занимать объем в восемь раз больший, чем для 100-дюймового телескопа. По оценкам Пиза подобная конструкция должна была стоить шесть миллионов долларов (огромная сумма, причем не окончательная), также для изготовления телескопа требовались новые комплектующие, которые еще нужно было изготовить.

Хейлу нужно было найти такую сумму — в этом могла сыграть роль его непревзойденная способность убеждать. Однако нужны были не только деньги, но и производитель: нужно было решить, кто возьмется за проект, где будет располагаться обсерватория с новым телескопом, кто станет ее директором, кто будет руководить строительством. После серии переговоров с миллионерами — меценатами и филантропами — за финансирование проекта взялся Фонд Рокфеллера, а ответственным научным обществом стали Институт Карнеги в Вашингтоне и обсерватория Маунт-Вилсон.

Выбор места для самого большого телескопа имел огромное значение. После долгих поисков, длившихся пять лет, выбор пал на Маунт-Паломар. Ее вершина находится на высоте 1859 м, это место вблизи от Пасадины, но все же вдалеке от больших городов и связанного с ними светового загрязнения. Обсерватория должна была быть независимой от Маунт- Вилсона и получила название Паломарской.

Располагая пятью чувствами, человек исследует Вселенную вокруг себя, влекомый зовом научных приключений.

Слова Хаббла из The Nature of Science and Other Lectures (1954)

Теперь предстояло выбрать директора новой обсерватории. Все взоры обратились на Хаббла, имевшего наибольший авторитет в Маунт-Вилсоне. Уж он-то, без всяких сомнений, знал, как поступить со всеми данными, которые соберет гигантский аппарат. Но до Института Карнеги дошли слухи о снобизме ученого и его конфликтах с ван Мааненом, Лундмарком, Шепли и многими другими коллегами. К удивлению Хьюмансона и Майала, на пост директора пригласили Макса Мейсона — физика из Института Карнеги.

Технические инновации, технологические вызовы, новые материалы, гигантские монтажные работы, включая перевозку огромного и хрупкого зеркала, — все эти масштабные задачи были решены благодаря воодушевлению Хейла и гению Пиза. Парадоксально, но проект удалось осуществить несмотря на экономическую депрессию в США, которая оставила без работы квалифицированных сотрудников, вынужденных трудиться за меньшие деньги, чем те, к которым они привыкли и которых заслуживали.

Имена Хейла и Пиза не были вписаны большими буквами в историю астрономии, но без таких людей развитие науки невозможно. Да, они не занимались астрономией сами, но позволили заняться ею другим. Паломарская обсерватория стала важнейшим источником данных для всех астрономов вплоть до конца XX века. Коллекция фотопластинок отсюда до недавнего времени хранилась во всех основных библиотеках мира. Наблюдения прекратились в годы Второй мировой войны, и этот перерыв продлился до 1947 года. Хаббл, конечно, также воспользовался 200-дюймовым телескопом, хотя в этот период его научная деятельность уже шла на спад из-за болезней. Можно сказать, что самые крупные достижения ученого были сделаны с помощью 100-дюймового телескопа.

Эдвин Хаббл внутри 200-дюймового телескопа Маунт- Паломар, 2 февраля 1950 года.

Болгарский астроном Фриц Цвикки, пришедший в Калтех в 1925 году.

Космический телескоп «Хаббл», названный в честь Эдвина Пауэлла Хаббла и выведенный на орбиту 24 апреля 1990 года.

Казалось бы, Хейл задумал 200-дюймовый колосс, Пиз его сделал, а Хаббл должен был использовать, но все сложилось иначе: первые двое умерли в 1938 году, до того как великое око взглянуло на небосвод, а последний почти не использовал это техническое чудо.

Большим преимуществом 200-дюймового телескопа было то, что он собирал больше фотонов, а с большим количеством фотонов можно было находить галактики (или другие объекты), которые невозможно обнаружить меньшим телескопом. Кроме того, большое количество фотонов позволяло разделить свет по частотам и получить спектр в большем разрешении. Но существовало и серьезное препятствие: поле зрения телескопа было ограничено. Изучать звездное небо так же сложно, как искать иголку в стоге сена, при этом телескопы играют роль гигантской лупы. Уже обнаруженные туманности 200-дюймовый телескоп позволял изучать лучше, чем раньше, но в поиске новых туманностей помогал не так уж сильно.

Для этого нужен был еще один телескоп с большим полем зрения, пусть и не с таким гигантским зеркалом. Более того, маленький телескоп облегчал поиск туманностей, а уже после обнаружения они могли быть в деталях изучены через 200-дюймовый телескоп. Однако для телескопов с большим полем зрения было характерно искажение изображения, называемое хроматической аберрацией. Решение пришло от скромного эстонского оптика Бернхарда Шмидта, который сконструировал прототип и отправил его в обсерваторию Гамбурга. В модели использовалась корректирующая линза, которая позволяла избежать сферической аберрации. В честь своего создателя такой тип телескопов называется «Шмидт».

Естественно, у великих идей всегда найдутся противники. В нашем случае таким противником стал Шепли, интриговавший против осуществления проекта Паломарской обсерватории. Он скрывал личные мотивы за аргументами общего характера, но тех, кто знал об отношениях Шепли и Хаббла, эта конфронтация не удивляла.

Официальное открытие 200-дюймового телескопа состоялось в 1948 году, были приглашены 800 гостей — несколько нобелевских лауреатов, политики, деятели культуры и просвещения. На мероприятии был открыт бюст Джорджу Хейлу, и новое небесное око было названо телескопом Хейла. Однако запустить телескоп не удалось из-за технических проблем — к немалой радости Шепли. Начался период испытаний, во время которого на телескопе Хейла работал Хаббл и была сфотографирована туманность NGC 2261, но регулярные наблюдения начались только в апреле 1949 года.

Во время Второй мировой войны работа Маунт-Вилсона была прервана: существовала угроза японских налетов со стороны Восточного побережья, и хотя обсерватория не должна была стать объектом бомбардировок, полностью исключить такой риск было невозможно.