Самая большая ошибка Эйнштейна - Дэвид Боданис

Соперничество между Хабблом и Шепли частенько подталкивало их к тому, чтобы использовать свое положение для распространения идей, которые каждый из них предпочитал называть собственными. К примеру, в 1924 году один шведский математик написал в Гарвардскую обсерваторию, сообщая, что континентальной Европы достигла новость о потрясающих работах профессора Ливитт по использованию переменных звезд-цефеид для измерения расстояний. Не могла бы госпожа Ливитт связаться с ним, чтобы изложить подробности?

Обычно такое послание из Швеции означает, что ученого-адресата рассматривают (по крайней мере, предварительно) как кандидата на Нобелевскую премию. Шепли к тому времени сменил Пикеринга на посту директора обсерватории. В ответ он написал, что, к несчастью, мисс Ливитт уже скончалась, но (поскольку ему известно, что Нобелевские премии не присуждаются посмертно), по счастливой случайности, именно он, Шепли, проделал основную работу по цефеидам, тогда как мисс Ливитт служила лишь, по сути, пассивным инструментом, выполнявшим его указания.

То была откровенная неправда, но поскольку Шепли теперь очень стремился всем сообщить об исследованиях Ливитт, якобы проведенных под его руководством, ее открытие переменных звезд-цефеид получило широкое признание. Это помогло Хабблу, все еще работавшему в обсерватории Маунт-Вильсон, сделать следующий шаг в изучении цефеид.

Астрономы того времени знали, что в нашей Галактике (Млечном Пути) имеется несметное количество звезд, парящих в пространстве практически стационарно. Однако никто не знал, имеется ли что-то за ее пределами. Уже удалось обнаружить странные световые клочки, названные туманностями: они не вписывались ни в какую очевидную классификацию, и большинство специалистов считало их газовыми облаками, существующими там и сям среди многочисленных звезд Млечного Пути.

Стодюймовый телескоп, установленный на горе Вильсон, был столь мощным, что Хаббл и другой астроном, его коллега Милтон Хьюмасон сумели получить весьма подробные снимки этих клочковатых туманностей. Некоторые из них, похоже, представляли собой все-таки не газ, а звездные скопления. Возник неизбежный вопрос: насколько далеко от нас они находятся?

Если бы загадочные туманности располагались сравнительно близко от Земли, это бы означало, что они – просто еще какие-то звезды, входящие в состав Млечного Пути. Тогда подтвердилась бы гипотеза о том, что Вселенная состоит из одной-единственной неизменной островной Галактики – нашей собственной. Если же таинственные «клочья тумана» располагаются гораздо дальше, можно было бы предполагать, что мы не так одиноки во Вселенной, как нам представлялось.

Хаббл отличался немалым трудолюбием, ибо понимал, что разрыв между его побасенками и реальными обстоятельствами его жизни ширится, и ему нужно побыстрее добиться чего-то значительного, иначе он уже не выберется из тупика, в который сам себя загнал. Он хорошо умел работать руками, а Хьюмасон еще лучше: это был весьма аккуратный и благоразумный человек, в подростковые годы зарабатывавший на жизнь в качестве погонщика мулов, доставляя на гору, по малопроходимым извилистым тропам, материалы для сооружения этой самой обсерватории. С помощью нескольких доброжелательных астрономов он занялся самообразованием, постепенно обучившись обращаться и с тяжелой техникой, и с деликатной фотографической аппаратурой.

Милтон Хьюмасон (ок. 1940 г.)

В 1925 году Хьюмасон и Хаббл, сопоставляя несколько снимков особенно клочковатой туманности в известном многим созвездии под названием Андромеда, увидели, что там имеется одна звезда, чье сияние меняется в точности как у переменных звезд, тщательно проанализированных Ливитт (или Шепли?). Период пульсации этой звезды составлял 31 день, то есть оказался настолько большим, что звезде, согласно таблицам Ливитт, полагалось обладать необычайной истинной яркостью. Но даже при наблюдении в мощнейший стодюймовый телескоп с его огромным увеличением она казалась крайне тусклой.

Как объект с такой большой истинной яркостью может выглядеть столь тусклым? Объяснение существовало только одно: сияние звезды ослабевает по мере того, как свет проходит колоссальное расстояние, отделяющее данный объект от Земли. Хаббл проделал необходимые вычисления. Астрономы часто пользуются единицей расстояния, именуемой световым годом (несмотря на название, это не мера времени, а дистанция, которую проходит свет за один год: около 9,5 триллиона километров). Наш Млечный Путь имеет в поперечнике, по-видимому, приблизительно 90 тысяч световых лет. В то время большинство астрономов сходились во мнении, что здесь-то и содержится вся сколько-нибудь значимая материя Вселенной. Но цефеида в Андромеде, согласно расчетам, находилась примерно в одном миллионе световых лет от нас!

Таким образом, получалось, что наша Галактика во Вселенной не одинока. Этот клочок светящейся материи представлял собой не облачко межзвездного газа и не кучку близких к нам звезд. Выходило, что Хаббл и Хьюмасон обнаружили целую колоссальную галактику, горделиво раскинувшуюся вдалеке от нашей и, несомненно, являющуюся частью исполинской небесной флотилии, причем эта флотилия растянулась в космическом океане гораздо дальше, чем мы представляли себе ранее.

Более того, существовал способ измерения того, насколько быстро движутся далекие галактики. Для этого следовало использовать эффект Доплера, хорошо известный ученым. Вначале его заметили применительно к звуковым явлениям. Когда мимо вас проносится по улице «скорая», вам кажется, что высота тона ее сирены меняется: если машина мчится в вашу сторону, тон выше, а как только машина начинает от вас удаляться, тон внезапно понижается. В каком-то смысле то же самое происходит и со светом, хотя здесь меняется уже не звук, а цветовые составляющие. Космический корабль, мчащийся к вам, будет казаться чуть голубее, чем если бы он оставался в неподвижности. Начав же удаляться от вас, он будет казаться чуть краснее (так называемое красное смещение). При небольших скоростях эффект проявляется слабо, но по мере их роста он становится все заметнее.

В то время некоторые астрономы уже начали изучать характер цветового смещения в различных звездных скоплениях. Именно этот эффект использовал Леметр в своих первых прикидках, которые он пытался растолковать Эйнштейну в брюссельском такси. Чем дальше звездные скопления, тем краснее их цвет, и это можно заметить с Земли. Объекты дальнего космоса действительно удаляются от нас.

Хьюмасон и Хаббл попросту проработали гипотезу Леметра о движении звезд более детально. У бельгийца не было таких точных сведений о космических расстояниях, как у них. Огромный телескоп, установленный на горе Вильсон, позволял американским астрономам идентифицировать пульсирующие цефеиды в настолько далеких галактиках, что эти подробности никогда не удалось бы разглядеть с помощью телескопа, который Фридман притащил в Крым, или с помощью телескопа, который приехал с Эддингтоном на остров Принсипи. Кроме того, полученные в обсерватории Маунт-Вильсон данные (к вящей радости Хаббла) едва ли удалось бы добыть, глядя в некогда считавшийся очень мощным 24-дюймовый телескоп, установленный на гарвардской исследовательской станции в Арекипе, куда Шепли посылал указания из своего Бостона. Диаметр зеркала хюьмасоновского телескопа составлял 100 дюймов, а значит, прибор мог собирать и фокусировать больше света. Хаббл не мог удержаться от колкостей в адрес своего вечного соперника Шепли, написав тому: «За прошедшие 5 месяцев я поймал 9 новых и 2 переменные… Следующий сезон тоже обещает быть увлекательным».