Открытие Хаббла (1929) — установление линейной зависимости между красным смещением галактик и расстоянием до них, доказавшее расширение Вселенной. Эдвин Хаббл использовал цефеиды как «стандартные свечи» для измерения расстояний до 24 галактик и сопоставил их с данными о красном смещении.
Открытие Хаббла
В 1929 г. Эдвин Хаббл, используя цефеиды как индикаторы расстояний, показал линейную зависимость красного смещения 24 галактик от расстояния. Первоначальная оценка H₀≈500 км/с/Мпк была завышена из-за ошибок калибровки.
Загрузка карты...
Подготовка: от туманностей к галактикам
До 1920-х астрономы спорили: являются ли «спиральные туманности» частью Млечного Пути или самостоятельными звёздными системами? В 1923 году Хаббл, работая с 2.5-метровым телескопом обсерватории Маунт-Вилсон в Калифорнии, обнаружил цефеиду (переменную звезду) в «туманности Андромеды». По периоду её пульсации он вычислил расстояние — 900 000 световых лет, в 9 раз дальше диаметра Млечного Пути.
Так «туманности» оказались другими галактиками — островными вселенными на огромных расстояниях. Это открытие само по себе революционизировало астрономию, но главное было впереди.
Цефеиды: линейка Вселенной
Цефеиды — звёзды-гиганты, яркость которых периодически меняется. В 1908 году Генриетта Ливитт обнаружила зависимость «период-светимость»: чем дольше период пульсации цефеиды, тем она ярче. Зная истинную яркость (по периоду) и наблюдаемую (по блеску на небе), можно вычислить расстояние — как определяешь расстояние до фонаря по тому, насколько тускло он светит.
Хаббл использовал этот метод для 24 галактик. Параллельно Весто Слайфер ещё в 1912-1917 годах измерил красное смещение десятков галактик — их спектральные линии были сдвинуты к красному концу, что означало удаление от Земли.
1929: закон Хаббла
Хаббл объединил свои измерения расстояний (по цефеидам) с данными Слайфера о красном смещении и построил график: скорость удаления vs расстояние. Зависимость оказалась линейной — v = H₀ × d. Далёкие галактики удалялись быстрее, ближние — медленнее. Вселенная расширялась.
Первоначальная оценка постоянной Хаббла: H₀ ≈ 500 км/с/Мпк — что давало возраст Вселенной около 2 миллиардов лет. Это было меньше возраста Земли (4.5 млрд лет) — явное противоречие. Ошибка крылась в калибровке цефеид: Хаббл не различал два типа переменных звёзд (классические цефеиды и звёзды типа W Virginis), что завышало расстояния.
Коррекция: от 500 к 70
В 1952 году Уолтер Бааде обнаружил ошибку калибровки: расстояния до галактик были вдвое больше, чем считал Хаббл. H₀ снизилась до ~250. Последующие измерения (спутники HST, WMAP, Planck) уточнили значение до ~70 км/с/Мпк. Возраст Вселенной вырос до 13.8 миллиарда лет — согласуясь с возрастом старейших звёзд.
Жорж Леметр, бельгийский физик и католический священник, независимо от Хаббла пришёл к тому же выводу в 1927 году — из уравнений общей теории относительности. Но его статья, опубликованная на французском в малоизвестном бельгийском журнале, осталась незамеченной. В 2018 году Международный астрономический союз переименовал закон в «закон Хаббла-Леметра».
- 1
Генриетта Ливитт открывает зависимость «период-светимость» цефеид — основу для измерения расстояний
- 2
Весто Слайфер измеряет красное смещение десятков галактик
- 3
Хаббл обнаруживает цефеиду в Андромеде — доказывает существование других галактик
- 4
Хаббл публикует закон v=H₀d по 24 галактикам. Первая оценка H₀≈500 км/с/Мпк
- 5
Уолтер Бааде корректирует калибровку — H₀ снижается до ~250
- 6
МАС переименовывает закон в «закон Хаббла-Леметра», признавая приоритет Леметра (1927)
6 ключевых событий
3 личности
❓Часто задаваемые вопросы
Хаббл не различал два типа переменных звёзд (классические цефеиды и звёзды W Virginis), из-за чего расстояния были занижены вдвое. Первая H₀≈500 давала возраст Вселенной 2 млрд лет — меньше возраста Земли.