Лоуренс Краусс - Всё из ничего [litres]

Так или иначе, ни Леметр, ни папа Пий XII не убедили научное сообщество, что Вселенная действительно расширяется. Однако, как всегда бывает в добросовестных научных исследованиях, доказательство было получено благодаря тщательным наблюдениям, в данном случае проведенным Эдвином Хабблом, который и по сей день дает мне веру в человечество, поскольку начинал он как юрист и лишь потом стал астрономом.

Хаббл уже совершил важнейший прорыв в астрофизике в 1925 г., когда работал на 2,54-метровом телескопе Хукера в обсерватории Маунт-Вилсон. Тогда это был крупнейший в мире телескоп. (Для сравнения: теперь мы строим телескопы в 10 с лишним раз больше в диаметре и в 100 раз больше по площади!) До того времени астрономы с тогдашними телескопами могли лишь увидеть размытые пятна объектов, которые нельзя было считать обычными звездами нашей Галактики. Они называли их «туманностями», по-латыни nebulae, что, в сущности, и означало «нечто размытое» (буквально «облако»), и спорили о том, где находятся эти объекты – в нашей Галактике или за ее пределами.

Поскольку в те дни превалировало представление о Вселенной, в которой нет ничего, кроме нашей Галактики, большинство астрономов принадлежало к лагерю «в нашей Галактике», который возглавлял знаменитый гарвардский астроном Харлоу Шепли. В школе он проучился всего пять классов, а потом занимался самообразованием и в конце концов поступил в Принстон. Шепли решил изучать астрономию просто потому, что в учебном плане этот предмет стоял первым пунктом. В своих фундаментальных трудах он показал, что Млечный Путь гораздо больше, чем считали раньше, и что Солнце находится отнюдь не в его центре, а в захолустном, ничем не примечательном уголке. В астрономии Шепли обладал непререкаемым авторитетом, поэтому его воззрения о природе туманностей имели большой вес.

В первый день нового 1925 г. Хаббл опубликовал результаты двухлетних исследований так называемых спиральных туманностей, где сумел выявить переменные звезды особого рода – цефеиды. В число этих туманностей входила и та, которую мы теперь знаем как туманность Андромеды [5] Она проецируется на небе на созвездие Андромеды, откуда и название. – Прим. науч. ред. .

Цефеиды, впервые описанные еще в 1784 г., – это звезды, чей блеск меняется регулярным образом. В 1908 г. в Гарвардскую обсерваторию на должность вычислителя была принята никому не известная и в тот момент недооцененная женщина, желавшая стать астрономом, по имени Генриетта Суон Ливитт. (Вычислителями называли женщин, которые составляли каталог блеска звезд, заснятых на фотопластинки обсерватории; использовать телескопы женщинам в те годы не разрешалось.)

Генриетта, дочь священника конгрегационалистской церкви и прямого потомка первых переселенцев, сделала поразительное открытие, о котором и заявила в 1912 г.: она заметила, что между блеском цефеид и периодом его изменения существует прямая зависимость. То есть если удастся определить расстояние до какой-то одной цефеиды с известным периодом (а это было сделано вскоре, в 1913 г.), то, измерив блеск других цефеид с таким же периодом, можно будет определить расстояние и до них!

Поскольку наблюдаемая яркость звезд обратно пропорциональна квадрату расстояния до звезды (свет распространяется равномерно по сфере, чья площадь увеличивается пропорционально квадрату расстояния, поэтому, когда свет распределяется по большей сфере, его наблюдаемая интенсивность в любой точке будет обратно пропорциональна площади сферы), то определение расстояния до далеких звезд всегда было серьезным вызовом для астрономов. Открытие Ливитт произвело настоящий переворот в этой области. (Сам Хаббл, которому не досталось Нобелевской премии, часто говорил, что труды Ливитт ее заслуживают, но он был человеком довольно-таки эгоистичным и, вполне вероятно, утверждал так лишь потому, что сам являлся естественным претендентом на разделение премии с Ливитт за дальнейшие свои работы.) В Шведской королевской академии наук даже готовили документы, чтобы номинировать Ливитт в 1924 г., но тут стало известно, что она умерла от рака за три года до этого. Благодаря силе личности, склонности к саморекламе и таланту наблюдателя Хаббл сделал из своего имени настоящий бренд, а имя Генриетты Ливитт, увы, известно лишь тем, кто увлекается историей астрофизики.

Опираясь на свои измерения цефеид и на соотношение периода и блеска, которое обнаружила Ливитт, Хаббл сумел определенно доказать, что цефеиды в туманности Андромеды и в нескольких других туманностях так далеки, что не могут находиться в пределах Млечного Пути. Выяснилось, что Андромеда – это другой «остров», другая спиральная галактика, хотя и очень похожая на нашу, одна из более чем 100 млрд других галактик, которые, как мы теперь знаем, существуют в наблюдаемой Вселенной. Результаты Хаббла не вызывали сомнений – настолько, что астрономическое сообщество, в том числе и Шепли, который, кстати, к этому времени уже стал директором Гарвардской обсерватории, где Ливитт сделала свое поразительное наблюдение, быстро смирилось с тем, что Млечный Путь – это далеко не весь окружающий нас мир. Размер известной нам Вселенной за один миг вырос на величину, намного большую, чем за все предшествующие столетия! Более того, изменилась архитектура Вселенной, как практически и все остальные ее характеристики.