Помоги проекту - поделись книгой:
Хаббл получил довольно много наград, особенно после признания его заслуг самим Эйнштейном. Однако главная награда — Нобелевская премия — ему не досталась. Причина была в том, что при жизни Хаббла Шведская академия не считала астрономию частью физики. Потом подход изменился, и астрономы часто становились лауреатами премии. После того как было принято решение награждать астрономов наряду с остальными физиками, по инициативе Субраманьяна Чандрасекара и с согласия всех членов уполномоченной комиссии Хаббл был предложен в качестве следующего лауреата.
Для того чтобы получить премию, Грейс и Эдвин наняли рекламного агента, который должен был заниматься имиджем ученого в прессе и на радио. Тот успешно выполнял свою работу, и в прессе появилось много пафосных заголовков. Например, стала популярной фраза «Напасти, напасти, труд и Хаббл» (Trouble, trouble, toil and Hubble), «Паломничество в вечность» и другие. Но в этот год Хаббл умер, а Шведская академия не награждала премией посмертно.
Когда директор престижного Технологического института Карнеги в Питтсбурге серьезно заболел, Хабблу предложили занять его место. Шел 1934 год, 45-летний Хаббл находился на вершине научной карьеры, но он много путешествовал и вел активную общественную деятельность, поэтому ученый вынужден был отказаться от этого, несомненно, лестного предложения. Ему предлагали кафедры с зарплатой значительно выше 6000 долларов, которые он получал в May нт-Вил соне, но Хаббл не испытывал финансовых затруднений и понимал, что его успехи во многом зависят от двух помощников: одним из них был Мильтон Хьюмансон, другим — 200-дюймовый телескоп в Маунт-Паломаре.
Одной из наград, которую больше всего ценил англоман Хаббл, стало почетное звание доктора наук Оксфорда, присвоенное ему в 1934 году. Для получения этого звания Хаббл с удовольствием прошел все процедуры согласно старинной традиции и произнес речь Red Shifts in the Spectra of Nebulae («Красное смещение в спектрах туманностей»). Ученый был прекрасным оратором и с годами становился все красноречивее. Чтобы получить звание, Хабблы отправились в Европу и, как и прежде, воспользовались случаем совершить целое европейское турне. Они побывали во Франции, Германии, Бельгии. И руководитель Хаббла Адамс раздраженно записывал в своей книжечке, сколько дней отсутствовал высокомерный астроном в Маунт-Вилсоне, развлекаясь, не работая и при этом получая жалованье.
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.
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.
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.
А когда угроза атаки японцев начала рассеиваться, многие астрономы и технические сотрудники обсерватории были призваны в армию. В Маунт-Вилсоне остался всего один астроном — Вальтер Бааде, немец по рождению. Его приняли на работу задолго до войны, но он так и не попросил американского гражданства. Все знали, что Бааде не поддерживает нацистские взгляды, но в армию его не взяли из-за недоверия к происхождению. При этом Бааде был совершенно безобиден, и его интересы ограничивались наукой.
В результате единственным астрономом Маунт-Вилсона в годы войны с Германией был немец, который получил 100-дюймовый телескоп в свое полное распоряжение. Бааде вел довольно интересные исследования. Он понял, что звезды в балдже отличаются от звезд в диске. Первые, как и звезды шаровых скоплений, более старые — это выражалось в виде недостатка металлов в спектре. Нужно заметить, что в астрофизике металлом называется любой элемент, за исключением двух самых распространенных во Вселенной и самых легких — водорода и гелия. Звезды в диске были младше, потому что в их спектре было больше металлов.
Эта интерпретация требует пояснений. Звезды производят металлы, которые после смерти частично отдают обратно в межзвездное пространство. Из межзвездного пространства рождаются новые звезды, которые в конце концов тоже возвращают в окружающую среду произведенные металлы. После нескольких поколений звезд среда обогащается металлами, и этот эффект накопления становится причиной того, что молодые звезды содержат много металлов.
Бааде назвал молодые звезды в диске звездами населения I, а старые звезды в балдже и звезды шаровых скоплений — звездами населения II. Возник главный вопрос: если звезды в диске и в балдже разные, возможно ли, что и цефеиды в диске и в балдже также отличаются? И действительно, астроном нашел интересное отличие: периоды цефеид населения II были более длинными, а светимость — большей. Это говорило о том, что Хаббл, который в равной степени пользовался обоими видами цефеид, ошибался при расчете расстояний.
Бааде заново рассчитал расстояния и обнаружил, что Вселенная оказалась вдвое больше, чем представлял Хаббл. Это разрешало одно важное сомнение. Согласно первым расчетам постоянной Хаббла, возраст Вселенной был равен двум миллиардам лет. Однако с помощью радиоактивного распада геологи вычислили, что возраст Земли составляет четыре миллиарда лет, то есть Земля старше Вселенной, что абсурдно. Однако после расчетов Бааде оказалось, что возраст Вселенной должен быть больше, чем считал Хаббл, — примерно четыре миллиарда лет.
Эдвин Пауэлл Хаббл
Конечно, проблема была немного сложнее, потому что из величины постоянной Хаббла нельзя напрямую получить возраст Вселенной, но вмешательство теоретиков было решающим, а они считали, что возраст Вселенной и время Хаббла должны быть величинами одного порядка.
Наверное, Хаббл, находившийся на острове Спесути, встретил эти новости без восторга. Он не очень-то любил, когда ему указывали на ошибки. Но на самом деле эту новость можно было интерпретировать как подтверждение основных выводов Хаббла о том, что Вселенная велика и закон расширения в ней выполняется.
Любой другой астроном обрадовался бы новым данным, которые подтверждали и уточняли его достижение, но не таков был Хаббл. Вернувшись в Маунт-Вилсон, он окончательно разругался с Бааде. Хаббл чувствовал, что его открытия оспариваются, что его задвигают в тень, и эта тревога передалась Хьюмансону.
В 1944 году Уолтер Адамс подал в отставку. Обсерватории нужен был новый директор, и очевидным выбором было назначение на эту должность самого известного астронома Маунт- Вилсона — Эдвина Хаббла. Однако вскоре возникли сомнения относительно его возможностей совмещать административную работу с исследовательской.
Сам Адамс был одним из наиболее убежденных противников этой кандидатуры. Хаббл постоянно отсутствовал на работе: он часто находился в Англии, а если не в Англии, то рыбачил на Рио-Гранде в Колорадо, а если не на Рио-Гранде, то, значит, веселился где-нибудь на званом вечере. Научная деятельность, такая плодотворная и интенсивная в прошлом, отошла для Хаббла на второй план. Он мало знал астрофизику, которая в то время переживала расцвет, поскольку помогала интерпретировать результаты астрономических наблюдений. Хаббл был «в высшей степени индивидуалистом», «англомания стала для него религией». Со стороны Адамса звучали и другие комментарии, лишенные дружелюбия. Отношения бывшего директора с Хабблом и так не были хорошими, а теперь совсем испортились. Хаббл уезжал куда ему было нужно, а в своих статьях он не указывал, что является астрономом Маунт-Вилсона.
Разрешить конфликт и определить, кто станет новым директором, должен был Институт Карнеги. Президент института разделял точку зрения Адамса. Хаббл был хорошим ученым, но в институте мало знали о его отличной работе в военной баллистической лаборатории и считали, что Хаббл не имеет управленческих навыков, что его самонадеянность и эгоцентризм не позволят ему руководить большим коллективом. «Я никогда не обращаю внимания на мелкие особенности межличностных отношений», — сказал президент.
С другой стороны, кандидатуру Хаббла поддерживал Ричард Толман. Астрономы всего мира не могли понять, как можно отказать в такой должности человеку, имеющему столько заслуг. Кроме того, — говорил Толман, — Хаббл придет в ярость, если его не назначат, и из-за обиды он начнет вставлять палки в колеса новому директору. Разумеется, Институт Карнеги не смог интерпретировать этот довод в пользу Хаббла, напротив — посчитал его прекрасным аргументом для того, чтобы не назначать ученого директором.
Также думали о кандидатуре Шепли, но его личные качества вызывали еще большее неприятие. В результате выбор пал на Айру Боуэна из Калтеха, и он казался правильным всем, включая Милликена, Толмана и Адамса. Боуэн не был астрономом, но зато преуспел как физик, он был протеже Милликена, и образование позволяло ему адаптироваться к астрономическим наблюдениям. Кроме того, Боуэн был приветлив, дипломатичен и ловко разрешал межличностные конфликты. Когда решение было принято, оставалась одна проблема: как сказать об этом Хабблу?
Решение предложил сам Боуэн: нужно назначить Хаббла президентом Комитета по научной программе — чисто консультационного органа. Этот пост, конечно, не директорский, но он позволил бы ученому развивать научные проекты, а зарплата директора и президента комитета была примерно одинаковой.
Однако Хаббл был уверен, что только он достоин занять пост директора. Решение Боуэна ему не понравилось, и ученый заявил, что выбор физика вместо астронома очень раздражает. Хаббл предложил Боуэну поступить наоборот: пусть директор станет научным лидером, а его деятельность будет поддерживать исполнительный руководитель, занимающийся вопросами управления. Но решение было уже принято, и Боуэна назначили директором обсерватории.
В конечном итоге эта дипломатия дала хорошие плоды и принесла мир в Маунт-Вилсон. Хаббл смирился: его престиж был сохранен, а научный комитет, президентом которого он стал, так ни разу и не был созван.
В 1949 году Эдвин и Грейс отправились в их любимое место — в гостевой домик на Рио-Гранде, в Колорадо. Эдвин занимался ловлей форели — довольно подвижным видом отдыха для 60-летнего человека. Они жили в тихой, почти безлюдной местности на высоте 2000 метров над уровнем моря. Хабблы отлично проводили время в компании друзей — семьи Кротти.
Там, на Рио-Гранде, у Хаббла и произошел сердечный приступ, который чуть не свел ученого в могилу. Из-за удаленности от цивилизации и трудной доступности это было худшее место в мире для таких неприятностей. Домашний врач Хабблов, доктор Пол Старр, поставил диагноз по телефону и сообщил, где находится ближайшее лечебное учреждение. Это оказалась больница святой Марии в Гранд-Джанкшен, за 150 км. В больнице сестры милосердия и врачи всеми силами старались помочь Хабблам, но это скорее была моральная помощь. Присматривать за известным больным приставили одну из монахинь — она не имела медицинского образования, хотя и стремилась компенсировать его отсутствие заботой и вниманием.
В больнице у Хаббла произошел второй приступ, более сильный. В Гранд-Джанкшен приехал Пол Старр и вместе с врачами и добросердечными монахинями буквально вернул Хаббла с того света. Ученый чудом выжил, и Старр порекомендовал ему забыть о своей работе. Телескопы May нт-Пал омара тоже находились на высоте 2000 метров, и больное сердце ученого могло не выдержать. Дома Хаббл медленно пошел на поправку благодаря своему крепкому здоровью и заботе Грейс и доктора, так что в следующем году он был готов ехать в Европу. Заботясь о муже, Грейс резко ограничила его контакты с коллегами, и если кто-то из них интересовался здоровьем Хаббла, он мог общаться только с ней.
Однако неукротимый Хаббл иногда получал новости об открытиях своих коллег и реагировал на них со злостью и досадой, вновь и вновь раздражаясь и тревожа больное сердце. Смерть кружила вокруг ученого, но не забирала его. Научная деятельность Хаббла постепенно затухала, как его трубка, которую он держал во рту, но больше не раскуривал. В 1950 году он присутствовал в Вашингтоне как председатель комитета медали Барнарда на вручении награды знаменитому физику, итальянцу Энрико Ферми (1901-1954), за открытия в области квантовой механики. Вклад Ферми в астрофизику менее известен, но также важен.
В октябре Старр, наконец, разрешил Хабблу провести серию наблюдений в Маунт-Паломаре. Грейс сопровождала мужа, но она не могла ночевать в монастыре, потому что женщин туда не допускали. Наблюдения проводили Аллан Сандаж, обученный Хьюмансоном, и еще один молодой астроном — очень известный сегодня Хэлтон Арп. Сандаж всегда восхищался Хабблом как своим учителем, но их близкому знакомству помешал сердечный приступ ученого. Позже Сандаж говорил, что в течение четырех десятилетий был учеником величайшего астронома.
Аллан Сандаж о Хаббле
Эдвин и Грейс совершили еще одно путешествие в Европу, посетив Лондон, Эдинбург, Париж, Ласко, Кембридж... В Лондоне они познакомились с королевой Елизаветой I, которой тогда было 26 лет. Также супруги навестили Хойла, Джинса и всех своих добрых британских друзей. После возвращения Эдвин был полон энергии и готовности посвятить себя исследованиям с помощью телескопа в May нт-Пал омаре, который был словно специально задуман для него. Хаббл уже представлял, как он появится в свете, как будет показывать свою медаль за гражданские заслуги, как будет восхищать всех своей британской невозмутимостью... Он заказал херес у своего английского поставщика в Лос-Анджелесе, чтобы выпить за выздоровление...
На следующий день, 28 сентября 1953 года, Эдвин Пауэлл Хаббл умер от тромбоза сосудов головного мозга. Ему исполнилось 64 года. Смерть была быстрой и безболезненной — именно такой, как он мечтал. Траурной церемонии не было — ни торжественной, ни чисто семейной. Грейс исполнила последнее желание мужа, и сегодня никому не известно, где покоятся его останки.
Тот, кто так ценил успех при жизни, после смерти пренебрег им.
Приложение
В классической механике жидкостей есть две базовые формулы, хорошо известные студентам: уравнение постоянства и уравнение Бернулли.
Уравнение постоянства, которое представляет собой не что иное, как выражение сохранения массы, выглядит так:
Рассмотрим альтернативное рассуждение, которое кажется более простым и основано на уравнении Бернулли. Этот ученый объяснил нам много любопытного в поведении жидкостей. Его знаменитая формула в своей самой известной форме выглядит так:
p+1/2pv2 = постоянная,
где р — давление. Эта формула выполняется, когда в разных точках жидкости гравитация одинакова. Если имеются изменения гравитации, надо добавить в формулу потенциальную гравитационную энергию. Нам не обязательно учитывать давление, так как космологический принцип говорит, что давление во всех точках одинаково; его значение может перейти
Поделиться книгой: