1 يناير 1925: اليوم الذي اكتشفنا فيه الكون

سديم أندروميدا ، تم تصويره في مرصد يركس حوالي عام 1900. بالنسبة لنا ، هذه مجرة ​​واضحة. ثم وصفت بأنها "كتلة غاز مضيئة" من أصل غير معروف.

وما المميز في هذا التاريخ؟ السنة الجديدة هي مجرد تقليب عرضي للتقويم ، ولكنها يمكن أن تكون أيضًا بمثابة لحظة من ارتفاع وتحديث وتحديث ومراجعة الأفكار. حدث هذا مع أحد التواريخ الأكثر غرابة في تاريخ العلوم ، 1 يناير 1925. يمكننا أن نقول أنه لم يحدث شيء ملحوظ في ذلك الوقت ، مجرد تقرير عادي في مؤتمر علمي. أو يمكن الاحتفال به كعيد ميلاد علم الكون الحديث ، اللحظة التي اكتشف فيها البشر الكون كما هو.

قبل ذلك ، كان لدى الفلكيين نظرة قصيرة ومحدودة للواقع. كما يحدث في كثير من الأحيان حتى مع العقول الأكثر براعة ، رأوا ، لكنهم لم يفهموا ، ما كانوا ينظرون إليه. لكن الحقيقة الأساسية كانت أمام أعينهم. كانت هناك سدم لولبية مثيرة للاهتمام منتشرة في جميع أنحاء السماء ، دوامات من الضوء تشبه القمم. أشهرها ، سديم أندروميدا ، كان ساطعًا بحيث يمكن رؤيته بسهولة في الليل. لكن أهمية هذه الأشياء الموجودة في كل مكان ظلت لغزا.

يعتقد البعض أن السدم الحلزونية كانت أنظمة نجمية ضخمة وبعيدة ، "أكوان الجزيرة" ، مماثلة لمجرة درب التبانة. كان كثيرون آخرون مقتنعين بأن هذه مجرد غيوم صغيرة ومتقاربة من الغاز. من وجهة نظرهم ، المجرات الأخرى ، إن وجدت ، لم تكن مرئية ، وكانت بعيدة في أعماق الفضاء. أو ربما لم تكن هناك مجرات أخرى ، ولكن لم يكن هناك سوى مجرة ​​درب التبانة - نظام واحد يحدد الكون. كانت الخلافات بين الجانبين شديدة لدرجة أنها أدت إلى النزاع العظيم الشهير لعام 1920 ، والذي انتهى بالتعادل غير المرضي.

ظهرت الفكرة الصحيحة لمكاننا في الكون بعد بضع سنوات فقط ، في عمل أحد أشهر علماء الفلك: إدوين باول هابل. منذ عام 1919 ، أصبح هابل واحدًا من أكثر المراقبين صبرًا ودقة في مرصد ماونت ويلسون في كاليفورنيا. وأصبح المرصد نفسه الطليعة الرئيسية للبحث الفلكي ، منزل تلسكوب هوكر 100 بوصة الذي تم إنشاؤه مؤخرًا - ثم كان أكبر تلسكوب في العالم. لقد كان المزيج المثالي للمراقب المناسب في المكان المناسب في الوقت المناسب.

ساعدت دراسة سابقة أجراها فيستو ميلفين سليفر هابل بشكل كبيرمن مرصد لويل ، أحد الأبطال المجهولين في علم الكونيات الحديث. اكتشف سلافيرس أن العديد من السدم اللولبية تتحرك بسرعات هائلة ، أسرع من أي من النجوم المعروفة ، وأنها تتحرك في الغالب منا. بالنسبة إلى سليفر ، كان هذا الاكتشاف دليلاً مقنعًا على استقلالية هذه الأنظمة ، التي رسمتها آليات مجهولة تعمل خارج درب التبانة. لكن سليفر كان يفتقر إلى الموارد اللازمة لإثبات تفسيره. كان بحاجة إلى تلسكوب عملاق ، مثل جبل هابل الذي تم تركيبه على جبل ويلسون. هذا هو المكان الذي تنتقل فيه قصتنا إلى السرعة القصوى.


إدوين هابل يقود تلسكوب 100 بوصة في جبل ويلسون ، حوالي عام 1922

لطالما كان هابل حذراً بشأن النظريات والتفسيرات. ركز اهتمامه العلمي على السدم اللولبية دون التأكيد على الحاجة إلى إثبات نظرية "أكوان الجزيرة". فضل الانتظار حتى يتمكن من تقديم تأكيد لا لبس فيه أو دحض لهذه النظرية - اعتمادًا على ما يشير إليه الدليل.

في عام 1922 ، ظهرت قطعة مهمة أخرى من اللغز. في ذلك العام ، رأى الفلكي السويدي كنوت إميل لوندمارك ما اعتبره نجومًا منفصلة في أحضان السديم الحلزوني M33. بعد ذلك بوقت قصير ، رصد جون دنكان من مرصد ماونت ويلسون نقاطًا من التلاشي الخفيف والحرق في نفس السديم. هل يمكن أن تكون نجوم متغيرة ، مماثلة لتلك الموجودة في درب التبانة ، ولكن باهتة كثيرًا بسبب المسافة الكبيرة إليها؟

وبإحساسه بأن الإجابة كانت قريبة ، ضاعف هابل جهوده. أمضى ليال في كرسيه الخشبي المفضل ، يتحكم في تلسكوب هوكر المركب بالفولاذ للقضاء على آثار دوران الأرض. كانت المحاولة ناجحة في شكل صور سرعة مصراع مفصلة لسديم أندروميدا. بدأ الضوء السديم المرقط يتحول إلى العديد من النقاط المضيئة التي لا تبدو مثل الغاز ، ولكن مثل سرب ضخم من النجوم.

ظهر الدليل النهائي في أكتوبر 1923 ، عندما لاحظ هابل وميضًا مميزًا لنجم متغير منفصل من فئة Cepheid في أحد أذرع أندروميدا. يختلف السطوع الظاهر لمثل هذا النجم بشكل متوقع ودوري ، ويعتمد سطوعه الخاص على فترة التذبذبات. فقط من خلال قياس دورة وميض النجوم لمدة 31 يومًا ، يمكن لـ Hubble حساب المسافة إليها. وفقًا لحساباته ، فقد اتضح أن 930.000 سنة ضوئية - أقل من نصف تقديرات اليوم ، ولكن في الوقت الحالي لا يزال الرقم صادمًا. تقع هذه المسافة على أندروميدا ، وهي واحدة من السدم اللولبية اللامعة وربما تكون أقرب من مجرة ​​درب التبانة.

من حيث المبدأ ، تم حينها حل النقاش الكبير. كانت السدم الحلزونية مجرات أخرى ، وكانت مجرتنا درب التبانة واحدة فقط من البؤر الاستيطانية للكون الواسع بشكل مذهل. لكن القصة لم تنتهي عند هذا الحد على الإطلاق.

بدأ هابل ، بحذره المعتاد ، في البحث عن المزيد من الأدلة. في فبراير التالي ، اكتشف ، ربما ، سيفيد آخر في أندروميدا ، والعديد من سيفيدس في M33 ، وربما في ثلاث سدم أخرى. وعندما لم يكن هناك شك ، كتب عن هذه الأخبار إلى منافسه منذ فترة طويلة ، هارلو شابلي ، أحد المؤيدين الرئيسيين لفكرة السدم اللولبية الصغيرة والقريبة ، من أجل مضايقته. "سوف تكون مهتمًا بمعرفة أنني وجدت سيفيد في سديم أندروميدا" ، بدأت الرسالة.

لم يكن شابلي بحاجة إلى قراءة المزيد لفهم أهمية كلمات هابل. قالت سيسيليا باين-جابوشكين ، شابلي سيسيليا بغضب ، إلى سيسيليا باين-جابوشكين ، المرشحة للطبيب في جامعة هارفارد ، التي كانت في المختبر في الوقت الذي وصلت فيه الرسالة من هابل: "هذه الرسالة دمرت الكون". كان باين-جابوشكينا شخصية رئيسية أخرى للفيزياء الفلكية الحديثة. بمصادفة مدهشة ، تم الانتهاء من عملها الرائد على الطيف النجمى في 1 يناير 1925!

على الرغم من الإثارة البهيجة الواضحة حول اكتشافات أندروميدا ، لا يزال هابل مترددًا في نشر النتائج. على الرغم من ثقته المتفاخرة ، كان قلقًا للغاية بشأن الإعلان الصاخب والمبكر للاكتشاف. في كل مرة ، متوجهاً من الاجتماع لتناول العشاء الرسمي الساعة الخامسة مساءً إلى الدير ، أماكن المعيشة بجبل ويلسون ، التقى هابل مع زملائه الفلكيين. لم يقبل جميعهم وجود مجرات أخرى. كعالم مغرور راقب سمعته بعناية ، كان هابل يخشى أن يبدو مثل أحمق.

أدريان فان مانن ، عالم الفلك الهولندي البهيج والوسيم في جبل ويلسون ، جادل بالعكس بقوة. كان مقتنعا أنه لاحظ دوران بعض السدم اللولبية ، وهو ما كان ممكنًا فقط إذا كانت صغيرة بما يكفي وكانت قريبة من بعضها. كان هابل قلقًا من وجود عالم مشكوك فيه في صفوفه ، واستمر حتى اكتسب ثقة مطلقة في النتائج. لم يفهم فان مانين أين كان مخطئًا ، ورفض الاعتراف بالخطأ. قام هابل في نهاية المطاف بمراجعة لوحات الصور الفوتوغرافية لزميله ، وأعلن أن "عمليات التدوير التي تم العثور عليها سابقًا كانت نتيجة أخطاء منهجية كامنة ، ولم تشير إلى حركة السدم ، حقيقية أو ظاهرة". من وجهة نظر أكاديمية ، كان هذا توبيخًا حادًا للغاية.


لقد غير النجم المتغير الوحيد الذي شاهده هابل في سديم أندروميدا فهمنا الكامل لحجم الفضاء. على اليسار هي الصورة التي ساعدت على الاكتشاف. على اليمين يوجد منحنى سطوع النجم.

المعلومات حول اكتشاف هابل حتمًا تتسرب إلى الصحافة. ونتيجة لذلك ، كان أول إعلان علني عن اختراق فلكي عبارة عن ملاحظة صغيرة ، عقدت في نيويورك تايمز في 23 نوفمبر 1924. جاء أهم اكتشاف على مدى القرون الثلاثة الماضية فيما يتعلق بالفضاء كقطعة أخبار من مجموعة كاملة!

ومع ذلك ، منع هابل من النشر الرسمي. أقنعه الفلكي البارز هنري نوريس راسل بتقديم اكتشافاته في اجتماع عقد في عاصمة الرابطة الأمريكية للإنجازات العلمية ، والذي قدم جائزة قدرها 1000 دولار لأفضل عمل. عندما لم يعرض هابل وظيفته أبدًا ، ابتسم راسل: "حسنًا ، إنه حمار. في متناول يديه آلاف الدولارات ، وهو يرفض أن يأخذها ". ثم فتح راسل البريد ، ووجد أن العمل من هابل وصل للتو.

والآن فقط نقترب من إعلان عام مذهل. في 1 يناير 1925 ، تم عزل هابل على جبل ويلسون ، وقرأ راسل عمله الثوري على وجود مجرات أخرى أمام حشد متحمس. فاز هابل بجزء من الجائزة لأفضل عمل. أكملت النقاش الكبير ، وأكثر من ذلك. زادت بشكل كبير حجم الكون الشهير بمقدار 100،000 مرة. لقد مهدت الطريق لفتح عالم متوسع ، ونتيجة لذلك ، الانفجار الكبير الأصلي (الذي ألمح إليه بالفعل بالسرعة التي سجلها سليفر). إذا كان من الممكن تحديد أي تاريخ بعيد ميلاد علم الكون الحديث ، فهذه هي.

ومن الغريب أنه كان شابلي ، وليس هابل ، هو الذي اقترح أن يقوم الفلكيون بتعديل تسمياتهم مع واقع جديد ويطلقون على أنظمة النجوم الخارجية "المجرات". لا يزال هابل يستخدم وجهات النظر المحافظة للعالم ، والتي فندها. كما فضل بطبيعة الحال الاختلاف مع أي أفكار طرحها منافسه شابلي. لذلك ، لم يتوقف إدوين هابل ، الرجل الذي أثبت أن مجرة ​​درب التبانة هي واحدة فقط من عدد المجرات التي لا تعد ولا تحصى ، عن وصف هذه الأجسام بـ "السدم خارج المجرة".

بمشاهدة التقلبات الدورية في سطوع Cepheids في أندروميدا ، وسع هابل إمكانيات العقل البشري بطريقة أخرى. لقد خفف من قلقنا من أن النجوم البعيدة للغاية عنا قد تتصرف بشكل مختلف عن تلك الموجودة في جوارنا. الآن بعد أن تمكن العلماء من البحث عن النجوم في المجرات الأخرى ، يمكنهم تحديد ثبات الكون في المكان والزمان.

وفقًا للتقديرات الحديثة ، فإن مجرة ​​Andromeda تبعد عنا 2.5 مليون سنة ضوئية ، أي أن الضوء الذي نراه بدأ منذ 2.5 مليون سنة. اتضح أننا نرى نجوم هذه المجرة ليست بعيدة عن 2.5 مليون سنة ضوئية فحسب ، بل تعيش أيضًا في 2.5 مليون سنة في الماضي. ومع ذلك ، فإنها تبدو أقرب النجوم إلينا. وعندما نظر إدوين هابل وغيره من علماء الفلك إلى أبعد من ذلك ، أضافوا المزيد والمزيد من الأدلة على التماثل المكاني والزمني. في جميع أنحاء الفضاء وفي جميع الأوقات ، يبدو أن الذرات تطلق نفس الضوء ، وتلتزم النجوم المتغيرة بنفس القوانين الفيزيائية.

هذا الثبات في الطبيعة أعطى قناعة بالبحث عن مجموعة واحدة من القواعد التي تعمل في جميع أنحاء الكون. أو ، كما سيقول ألبرت أينشتاين ، أظهر أن الله لا يغير قواعد الكون. لقد كانت هدية عيد ميلاد جيدة لعقل الإنسان.

Source: https://habr.com/ru/post/ar401019/