KOSMOLOGIJA
G. Tomljenović
Edvin Habl - čovek koji je otkrio stvarni svemir
Svemir se neprestano širi
Po mnogima jedan od najvećih astronoma posle Kopernika i Galileja, Edvin Habl je američki astronom čiji je rad fundamentalno promenio čovekovo razumevanje univerzuma. Hablovo revolucionarno naučno delo je proširilo pogled na Mlečni put i naše mesto u kosmosu, otkrivajući ogroman, dinamičan Univerzuum ispunjen bezbrojnim galaksijama
Živimo u nepreglednom Univerzuumu u kome je Mlečni put - naš galaktički dom i dom čitavog Solarnog sistema - tek samo jedna među milijardama galaksija. Ali, ta činjenica nije bila poznata sve do početka 20. veka. Većina ondašnjih astronoma smatrala je da je Mlečni put kompletan kosmos, a oni koji su spekulisali o mogućem postojanju drugih galaksija, nisu imali dokaze o njima. Sve se to, međutim, preokrenulo krajem 1924. godine, kada je 35-godišnji američki astronom Edvin Habl (Edwin Hubble) objavio da ima dokaze da Mlečni put nije usamljena, jedina galaksija u svemiru, kao i da se svemir - neprestano širi.
Mlečni put, nazvan po svojoj prividno mlečnobeloj pojavi na noćnom nebu - prema grčkoj mitologiji, to je boginja Hera prosula mleko po nebu - u prečniku ima na desetine hiljada svetlosnih godina i sadrži na milijarde zvezda, te je i sam za sebe jedan nepregledni univerzum. Zato je već i sama ideja da Mlečni put nije jedina galaksija u kosmosu bila revolucionarna - iako ne nova - Edvinu Hablu je, nakon što ju je i dokazao, donela titulu najvećeg astronoma od vremena Kopernika i Galileja.
Saznanje da je Mlečni put samo jedna od nebrojenih galaksija u svemiru, kao jedno od najznačajnijih naučnih otkrića 20. veka, zauvek je promenilo način na koji čovečanstvo posmatra svoje mesto u Univerzuumu. Edvin Habl je time otvorio novo naučno polje vangalaktičke astronomije, i smatra se vodećim posmatračkim kosmologom 20. veka, načinivši prekretnicu u odnosu na ranije radove u astronomiji koji su velikim delom podrazumevali filozofske spekulacije. Njegovo delo ne samo što je unapredilo kosmologiju i nauku uopšte već je i inspirisalo mnoge buduće generacije astronoma.
Cefeide otkrile nove galaksije
Habl je ušao u istoriju gledajući kroz Hukerov teleskop promera 100-inča (2,5 m), najveći na svetu u to vreme, na planini Vilson, u južnoj Kaliforniji. Početkom 30-tih godina, nakon što se u SAD vratio posle učešća u Prvom svetskom ratu i jednogodišnjeg boravka u Kembridžu, u fokusu su mu dugo bili bledi i nejasni delovi svetlosnih međuzvezdanih pojava nalik na oblake, nazivane nebulama (maglinama). Ali, tek kad je uperio teleskop u veliku maglinu u sazvežđu Andromeda, njegov ugao posmatranja svemira je počeo da se menja. Hablovo pažljivo i uporno posmatranje ove nebule imalo je za rezultat jedno od najvećih otkrića u kosmologiji: u toj maglini je, naime, otkrio jednu, a potom i čitav niz iz klase promenjljivih zvezda Cefeida, čija je periodična promena sjajnosti tada već korišćena za merenje udaljenosti u svemiru. Zahvaljujući pionirskom radu svoje sunarodnice Henrijete Livit, koja je deceniju ranije razvila ovu tehniku za određivanje svemirskih razdaljina, Habl je utvrdio da su Cefeide koje posmatra previše udaljene da bi bile deo naše galaksije. Našavši ovu klasu zvezda u nekoliko maglina, uključujući i nebulu u sazvežđu Triangulum (Trougao), i “mereći” njihovu udaljenost, shvatio je, zapravo, da to uopšte nisu magline već galaksije sastavljene od milijardi zvezda, baš kao i naš Mlečni put.
O ovoj Hablovoj hipotezi, koju još u 17. veku pominje poljski astronom Johan Hevelije, a vek kasnije i nemački filozof Imanuel Kant (u svom delu “Opšta istorija prirode i teorija nebesa”, 1755), u 19. veku britanski astronom Džon Heršel, sin slavnog Vilijama (Vilhelma) Heršela, među astronomima se vodi vrlo složena rasprava i početkom 20. veka. Za razliku od pomenutih slavnih imena koja su o prirodi maglina razmišljali ispred svog vremena, ali za to nisu imali ni dovoljno jakih argumenata niti bilo kakvih dokaza, Hablov savremenik, nešto stariji kolega sa Harvardskog univerziteta, Harlou Šejpli smatrao je da je Mlečni put ceo naš univerzum, a magline samo gasovite i prašinaste strukture unutar naše galaksije. Šejpli je u stručnoj javnosti imao veliki autoritet kao vodeći istraživač Mlečnog puta, i zajedno sa nizom kolega astronoma je pripadao onoj grupi naučnika koji su osporavali Hablove zaključke. Dnevnik “Njujork Tajms”, međutim, krajem novembra, prvi obelodanjuje Hablova otkrića i tvrdnje, u tekstu pod naslovom “Spiralne magline su solarni sistemi, dr Habl potvrdio gledište da su to univerzumi slični našem”. Sam Habl ih kolegama astronomima predstavlja na sastanku Američkog astronomskog društva, 1. januara 1925. godine, mada zvanično, u recenziranom naučnom časopisu, oni nisu objavljeni pre 1929. godine.
BEZ NOBELOVE NAGRADE |
|
Član Nacionalne akademije nauka (od 1927) i Američkog filozofskog društva (od 1929), Edvin Habl je za ogroman doprinosu koji je dao nauci i svojoj zemlji dobio mnoga priznanja. Pored Zlatne medalje britanskog Kraljevskog astronomskog društva i srodnih američkih nagrada, nosilac je i Legije zasluga za izvanredan doprinos balističkim istraživanjima tokom učešća u Drugom svetskom ratu (1946). Njegovo ime nose jedan asteroid i jedan krater na Mesecu, kao i najpoznatiji svemirski teleskop, a zatim i brojni univerziteti, jedan planetarijum, deo autoputa u Misuriju... Stiven Hoking (Stephen Hawking), čuveni američki kosmolog i autor “Kratke istorije vremena”, označio je rad Edvina Habla koji se odnosi na otkriće da se svemir neprestano širi, kao "jednu od najvećih intelektualnih revolucija 20. veka".
Zanimljivo je, međutim, da Edvin Habl za svoj doprinos čovečanstvu nije dobio Nobelovu, jednu od najznačajnijih nagrada koje se dodeljuju za izuzetna ljudska dostignuća, i to iz jednog, reklo bi se, neuviđavnog razloga sadržanog u Nobelovom testamentu. Tokom Hablovog života, Nobelova nagrada za fiziku nije se odnosila, nije “pokrivala” istraživanja u astronomiji. Habl je zbog toga veći deo svoje kasnije karijere proveo pokušavajući da se astronomija inkorporira u fiziku, umesto da bude posebna nauka, kako bi i astronomi mogli da budu priznati od Nobelovog komiteta za za svoj vredan doprinos astrofizici. Na žalost, ta kampanja je za Hablovog života bila neuspešna. Ubrzo nakon njegove smrti, Nobelov komitet je odlučio da i rad u astronomiji kvalifikuje za nagradu za fiziku, ali nepravda ni time nije ispravljena jer se Nobelova nagrada ne dodeljuje posthumno. |
Crveni pomak
Svoj jedinstveni način posmatranja Habl je koristio da poredi galaksije jedne sa drugima, proučavajući njihova fizička svojstva. Fokusirajući se na vizuelne pojave galaksija, Habl je osmislio ono što je i danas najuticajniji sistem za njihovu klasifikaciju, po njemu nazvan Hablova klasifikaciona šema. Prema toj metodi klasifikacije, galaksije se raspoređuju u dve glavne kategorije na osnovu njihovog oblika, eliptičnog ili spiralnog, i dele se na osnovu specifičnih karakteristika svake pojedinačne galaksije. Iako jednostavan po prirodi, ovaj klasifikacioni niz je pomogao u postavljanju temelja za razumevanje galaktičke evolucije, pa i porekla svemira.
Otkriće da Mlečni put nije jedina galaksija u vasioni bio je samo istraživački početak za Habla. Nastavio je da meri rastojanja i brzine u dubokom svemiru. Do 1929. godine, ne samo što je našoj glaksiji odredio potpuno novo mesto u univerzumu, među milionima drugih galaksija, već je utvrdio i da se sam kosmos neprestano širi. Suprotno ranijem mišljenju o statičkom univerzumu, Habl je dokazao da se galaksije zapravo udaljavaju od nas. Proučavajući svetlost koju emituju različite galaksije, Habl je otkrio da se ta svetlost pomera ka crvenom kraju spektra. Ovaj fenomen, poznat kao crveni pomak, otkriva da što je galaksija dalje od nas, to će njena svetlost biti crvenija. Poredeći podatke o rastojanju galaksija od Zemlje u odnosu na njihove crvene pomake, Habl je otkrio direktnu vezu: galaksije su se udaljavale od Zemlje brzinom proporcionalnom njihovoj udaljenosti od nas.
Hablovo otkriće nije bilo samo neočekivano već je predstavljalo još jedno njegovo fundamentalno zapažanje. Niko ranije nije pomislio da uporedi ove podatke. Koristeći odnose koje je posmatrao, Habl je utvrdio da, što je galaksija dalje, crveni pomak je veći. Drugim rečima, što je veća udaljenost između galaksije i Zemlje, to se ta galaksija brže udaljavala od nas; što je veća udaljenost između galaksija, to su se one brže udaljavale jedna od druge. Ovaj fenomen, po njemu kasnije nazvan Hablovim zakonom (1929), značio je samo jedno -da se kosmos širi.
 Veliki prasak
Ideja o širenju Univerzuuma je, inače, ključna osnova teorije Velikog praska (Big Bang Theory), to jest teorije o jedinstvenom događaju stvaranja svemira (prostora, vremena, materije i energije). Njena suštinska karakteristika je izlazak Univerzuuma iz stanja (tačke) izuzetno visoke temperature i gustine, takozvanog Velikog praska koji se dogodio pre 13,7 milijardi godina, pri čemu se širenje isprva odvijalo nezamislivom a potom merljivijom brzinom, tokom narednih milijardi godina, do kosmosa koji se još uvek širi.
Ni savremene tehnologije još ne omogućavaju da se “zaviri” unazad u rođenje Univerzuuma, i ono što razumemo o Velikom prasku uglavnom potiče od matematičkih formula i modela. Ipak, astronomi mogu da uoče "eho" tog širenja kroz fenomen poznat kao mikrotalasno pozadinsko kosmičko zračenje; reč je o elektromagnetnom zračenju koje ispunjava Univerzuum, kao zaostatak efekta Velikog praska, iako se on dogodio pre skoro 14 milijardi godina. Svemir koji se i dalje širi, ohladio se od te primordijalne eksplozije, pa je pozadinsko zračenje u mikrotalasnoj oblasti elektromagnetnog spektra.
Termin “Veliki prasak” skovao je engleski astronom Ser Fred Hojl, prvi put ga upotrebivši u jednoj BBC-jevoj radio-emisiji, krajem 40-tih godina prošlog veka. Smatra se, međutim, da je Edvin Habl taj koji je osmislio Big Beng teoriju.
I pre no što je teorija dokazana pronalaskom mikrotalasnog pozadinskog kosmičkog zračenja, sredinom 70-tih godina, svoje uporište imala je i u Ajnštajnovoj teoriji relativiteta (Teoriji gravitacije), koju je čuveni fizičar postavio 1915. godine. Dve godine kasnije, Albert Ajnštajn je otkrio da njegova novorazvijena Teorija opšte relativnosti ukazuje na to da gravitacija nužno dovodi ili do širenja ili do skupljanja univerzuma. Ne mogavši da poveruje u rezultate sopstvene teorije, zato što je i sam bio uveren u statičnost svemira, Ajnštajn je ovaj “problem” pokušao da izbegne tako što je u jednačinu koja je dala takav rezultat uveo i “kosmološku konstantu”. Ali, po objavljivanju Hablovih istraživanja, a posebno otkrića fenomena “crvenog pomaka”, čuveni nemački matematičar i fizičar je shvatio da širenje svemira, koju je predvidela njegova Teorija relativiteta, mora da jeste stvarno. U mnogim njegovim biografijama se u vezi s tim tvrdi da je tu svoju grešku smatrao najvećom koju je ikada napravio, kao i da je 1931. godine posetio Edvina Habla u opservatoriji “Vilson”, da podrži njegovu teoriju o širenju svemira i da mu zahvali na tome što mu je pomogao da ispravi svoju najveću naučnu grešku.
TRIDESET PET GODINA TELESKOPA “HABL” |
Poslednje veliko priznanje Edvinu Hablu za njegov nemerljiv doprinos nauci odato je 37 godina posle njegove smrti, 1990. godine, kada je u orbitu oko Zemlje postavljen svemirski teleskop nazvan njegovim imenom.
Svemirski teleskop “Habl” je projekt nastao saradnjom NASA i Evropske svemirske agencije. Kao jedna od najvećih i najsvestranijih opservatorija Američke svemirske agencije, lansiran je u nisku Zemljinu orbitu 24. aprila 1990. godine, gde i danas prikuplja mnoštvo nemerljivo dragocenih naučnih informacija. Takođe, “Habl” je jedini teleskop koji je dizajniran tako da astronauti mogu da ga održavaju u svemiru, te ga je dosad pet misija spejs-šatla popravilo, nadogradilo i zamenilo mu važne sisteme, uključujući i svih pet glavnih instrumenata. Prema podacima iz 2020. godine, očekuje se da će teleskop biti operativan bar do 2030. ili 2040. godine.
U povodu obeležavanja 35 godina rada teleskopa “Habl”, čije su performanse i učinak takvi da s pravom nosi ime najvećeg kosmologa 20. veka, NASA na svojoj web-stranici posvećenoj ovom jubileju, piše: “Kroz istoriju nauke, i revolucionarni instrumenti pokreću naše razumevanje svojim značajnim otkrićima. Svemirski teleskop Habl je svedočanstvo tog koncepta. Njegov dizajn, tehnologija i mogućnost servisiranja učinili su ga jednom od NASA opservatorija koje su najviše doprinele nauci - od utvrđivanja atmosferskog sastava planeta oko drugih zvezda do otkrivanja tamne energije. Teleskop Habl je promenio ljudsko razumevanje Univerzuuma.”
Sastavni deo obeležavanja godišnjice je i jednogodišnja avantura posmatranja zvezda noćnog neba, naučni program pod nazivom „Habl izazov za posmatranje noćnog neba“, u koju NASA poziva sve ljubitelje astronomije. U saradnji sa Astronomskom ligom koja koordinira taj program, na stranici https://vvv.astroleague.org/nasa-observing-challenges-special-avards/, NASA će tokom 2025. godine svakog meseca objavljivati novi izazov za amatere astronome, to jest novi set svemirskih tela ili pojava za istraživanje. Učesnici treba da uporede svoj pogled sa “Hablovim”, a zatim da svoja zapažanja pošalju Astronomskoj ligi, i tako eventualno dobiju priznanje za svoje dostignuće.
|
G. Tomljenović
Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"
|
