Edwin Hubble – Ameerika astronoom ja Hubble'i seaduse autor
Edwin Powell Hubble (20. november 1889 – 28. september 1953) oli Ameerika Ühendriikide astronoom, kelle töö muutis põhjalikult teadlaste arusaama universumist. Tema tähelepanekud ja meetodid tõid esile olemasolevate tähtede ja galaktikate kauguste mõõtmise ning näitasid, et universum ei ole staatiline, vaid laieneb.
Elu ja teadustöö
Hubble õppis Ameerikas ja oli Rhodesi stipendiaat Oxfordis; ta teenis ka Esimese maailmasõja ajal. Põhilise osa oma teadustööst tegi ta 1919. aastast alates Mount Wilsoni observatooriumis, kasutades sealsete suurte peegelteleskoopide andmeid. Just tänu võimsatele teleskoopidele suutis ta eristada ja mõõta kaugete galaktikate omadusi.
Galaktikate olemasolu väljaspool Linnuteed
1920. aastate alguses näitas Hubble murrangulisi tulemusi: 1925. aastal tõestas ta, et on olemas galaktikad väljaspool meie enda Linnutee. Selleks kasutas ta eredate muutuvate tähtede — Kepleri tüüpi ehk Cepheid-muutuvate tähtede õhukesi omadusi kui "standardküünlaid", mille abil sai arvutada kaugusi kaugetele objektidele. Tänu sellele sai selgeks, et Andromeda-ähmane laik (M31) ei ole meie galaktika osa, vaid eraldiseisev süsteem miljardite tähtedega.
Galaktikate klassifikatsioon
Hubble töötas välja meetodi galaktikate järjestamiseks ja kirjeldamiseks — tuntud kui Hubble' i järjestus või "tuning fork" (vaskelõu). See klassifikatsioon jagab galaktikad elliptilisteks, spiraalseteks ja lentikulaarsedeks ning kujundab aluse tänapäevasele galaktikate morfoloogiale ja võrdlevatele uuringutele.
Punanihe ja Hubble'i seadus
Hubble leidis, et galaktikad näivad liiguvat üksteisest eemale. Ta kasutas olemasolevaid spektrimeetmete andmeid — sealhulgas varasemaid mõõtmisi — ja näitas, et galaktika Doppleri efekt ehk punanihe suureneb proportsionaalselt selle kaugusega Maast. Doppleri efekt tähistab lainepikkuse muutust, kui valgusallikas liigub vaatleja suhtes lähemale või kaugemale; punanihe näitab, et valguse spektrijooned nihkuvad pikematele lainepikkustele, kui objekt eemaldub.
1929. aastal sõnastas Hubble tuntud seose, mida tuntakse kui Hubble'i seadus: ehk mida suurem on kahe galaktika vaheline kaugus, seda suurem on nende suhteline eralduskiirus. See tähendas kehtiva mudeli kohaselt, et universum laieneb. Tuleb märkida, et mõningad oluliselt seotud avastused ja arutelud olid eelnevalt tehtud — Belgia astronoom ja preester Georges Lemaître esitas sarnase idee 1927. aastal ning Vesto Slipher oli juba varem mõõtnud paljude galaktikate punanihet, millele Hubble oma analüüsis tugines. Hoolimata eelnevast tööst on seos tuntud Hubble'i nime all.
Mis põhjustab punanihet?
Tänapäeval mõistetakse galaktikate "näilist kiirust" sageli kui ruumi laienemise tagajärge: kui ruum ise laieneb, siis valguse lainepikkus venib ja tekib kosmoloogiline punanihe. See erineb lihtsast Doppleri effektist, kuid praktiliselt on punanihe spektris selle laienemise jälg. Valguse liikumisel läbi veniva ruumi tekib Hubble'i tüüpi punnihe, mis annab teavet ruumi laienemise kohta ja universumi ajaloost.
Järgmised sammud ja tähendus
- Hubble'i töö pani aluse kosmoloogiale ja aitas kinnitada, et universum ei ole staatiline, vaid dünaamiline ja muutuv.
- Tänapäeval on Hubble'i algne mõõdetud konstant (Hubble'i konstant) osutunud liiga suureks, sest tollased kaugusehinnangud olid ebapiisavad. Kaasaegsed väärtused on väiksemad ja annavad vanemaks universumi vanuseks ligikaudu 13,8 miljardit aastat, kuid Hubble'i töö oli otsustav esimeseks sammuks.
- Mõned teadlased on rõhutanud varem tehtud mõõtmiste ja mõtete olulisust: näiteks Vesto Slipher ja Georges Lemaître andsid olulise panuse, ent Hubble ühendas vaatlusandmed ja teoreetilised tõlgendused laiemalt tuntud kujul.
Pärand
Hubble'i nimi elab edasi mitte ainult tema teaduslike tööde kaudu, vaid ka Hubble'i kosmoseteleskoop kaudu, mis alustas tööd 1990. aastal ja on andnud ühtlasi uusi, sügavaid pilte ja andmeid universumist. Tema panus astronoomiasse on jätkuvalt üks modernse kosmoloogia alustalasid.
Neeldumisjooned kaugete galaktikate superhulga optilises spektris (paremal), võrreldes neeldumisjoontega Päikese optilises spektris (vasakul). Nooled tähistavad punasiiret. Lainepikkus suureneb punase poole ja kaugemale (sagedus väheneb).
Neli suurt saavutust
Sandage'i sõnul saavutas Hubble neli peamist asja:
- Nebulate klassifitseerimissüsteem, nii galaktiliste (hajusate) kui ka ekstragalaktiliste (nii meie Linnutee galaktika sees olevad kui ka muud galaktikad väljaspool seda) udukogude jaoks.
- Hubble lahendas otsustavalt küsimuse galaktikate olemusest (kui muudest asjadest nagu Linnutee).
- Leiti, et galaktikate levik on kauguselt homogeenne (galaktikad paiknesid üle kogu universumi, mitte mingis kindlas kohas).
- Määrati kindlaks lineaarne kiiruse ja kauguse suhe. See avastus viis laieneva universumi mõiste tekkimiseni, mis on tänapäevase kosmoloogia keskmes.
Hubble'i isiklik arvamus andmete kohta
Hubble ise ei pidanud oma 1929. aasta andmeid tõendiks paisuva Universumi kohta. Isegi kuus aastat hiljem kirjutas Hubble:
"... kui punanihked on kiiruse nihked, mis mõõdavad paisumise kiirust, siis on paisuvad mudelid kindlasti vastuolus tehtud vaatlustega ... paisuvad mudelid on vaatlustulemuste sunnitud tõlgendus"
- — E. Hubble, Ap. J., 84, 517, 1936
"[Kui punanihked on Doppleri nihked] ... siis viivad vaatlused praegusel kujul suletud universumi anomaaliasse, mis on kummaliselt väike ja tihe ning, võib lisada, kahtlaselt noor. Teisalt, kui punanihked ei ole Doppleri efektid, siis need anomaaliad kaovad ja vaadeldav piirkond näib väikese, homogeense, kuid tähtsusetu osana universumist, mis on nii ruumis kui ka ajas määramata pikkusega."
- — E. Hubble, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 97, 513, 1937.
Inflatsioon kui laienemise selgitus
Hubble'i sõnad unustati ja arusaam universumi paisumisest muutus konsensuseks. Kuni 1980ndate aastate teoreetiliste arenguteni ei olnud kellelgi seletust, miks see näis nii olevat. Küsimusele "miks universum paisub?" saab nüüd vastuse, kui mõistame üksikasju, mis juhtusid meie universumi eksistentsi esimesel inflatsiooniajastul (10-32 sekundit).
Küsimused ja vastused
Küsimus: Kes oli Edwin Powell Hubble?
V: Edwin Powell Hubble oli Ameerika astronoom.
K: Millal ta sündis ja millal ta suri?
V: Ta sündis 20. novembril 1889. aastal ja suri 28. septembril 1953. aastal.
K: Milline on tema pärand?
V: Tema avastused muutsid teaduslikku arusaama universumist.
K: Milliseid uuringuid ta tegi?
V: Ta tegi astronoomilisi uuringuid, mis olid seotud galaktikate, tähtede ja muude taevakehadega.
K: Kus ta töötas?
V: Ta töötas Mount Wilsoni observatooriumis Californias.
K: Milliseid auhindu on ta oma töö eest saanud?
V: Ta sai oma panuse eest astronoomiasse mitmeid auhindu, sealhulgas Kuningliku Astronoomiaühingu kuldmedali 1935. aastal ja Bruce'i medali 1938. aastal.
