- Część pierwsza -
Istotą teorii względności jest to, że przestrzeń i czas nie są absolutne, ale odnoszą się do konkretnego obserwatora i obserwowanego obiektu, a im szybciej się poruszają, tym wyraźniejszy staje się efekt. Nigdy nie będziemy w stanie rozpędzić się do prędkości światła, ale im bardziej się staramy (i szybciej się poruszamy), tym bardziej deformujemy się w oczach zewnętrznego obserwatora. Niemal natychmiast popularyzatorzy nauki zaczęli szukać sposobów na udostępnienie tych przedstawień szerokiemu gronu ludzi. Jedną z najbardziej udanych prób - przynajmniej komercyjnie - było ABC Względności matematyka i filozofa Bertranda Russella. Russell podaje w książce obraz, do którego od tamtej pory wielokrotnie się odwoływał. Prosi czytelnika, aby wyobraził sobie pociąg o długości 100 metrów poruszający się z prędkością 60 procent prędkości światła. CzłowiekowiStojąc na peronie, pociąg wydawałby się mieć tylko 80 metrów długości, a wszystko w środku byłoby podobnie skompresowane. Gdyby głosy pasażerów były słyszalne, brzmiałyby niewyraźnie i rozciągnięte, jak na zbyt wolno obracającej się płycie, a ruchy pasażerów wydawałyby się równie powolne. Wydawało się, że nawet zegar w pociągu działa tylko z czterema piątymi jego normalnej prędkości, ale - i o to chodzi - ludzie w pociągu nie odczuliby tych zniekształceń. Dla nich wszystko w pociągu wyglądałoby zupełnie normalnie.ruchy pasażerów wydawałyby się równie powolne. Wydawało się, że nawet zegar w pociągu działa tylko z czterema piątymi jego normalnej prędkości, ale - i o to chodzi - ludzie w pociągu nie odczuliby tych zniekształceń. Dla nich wszystko w pociągu wyglądałoby zupełnie normalnie.ruchy pasażerów wydawałyby się równie powolne. Wydawało się, że nawet zegar w pociągu działa tylko z czterema piątymi jego normalnej prędkości, ale - i o to chodzi - ludzie w pociągu nie odczuliby tych zniekształceń. Dla nich wszystko w pociągu wyglądałoby zupełnie normalnie.
Ale my na platformie wydawalibyśmy się im nienaturalnie spłaszczeni i powolni w ruchu. Wszystko, jak widzisz, zależy od twojego położenia względem poruszającego się obiektu.
W rzeczywistości efekt ten występuje za każdym razem, gdy się poruszasz. Lecąc do Stanów Zjednoczonych od końca do końca, wysiądziesz z samolotu o około sto milionowych części sekundy młodszy od tych, które zostawiłeś. Nawet chodząc po pokoju, nieznacznie zmieniasz swoje postrzeganie czasu i przestrzeni. Szacuje się, że piłka baseballowa wystrzeliwana z prędkością 160 kilometrów na godzinę zwiększa swoją masę o 0,000000000002 gramów w drodze do bazy115. Zatem skutki teorii względności są rzeczywiste i zostały zmierzone. Trudność polega na tym, że takie zmiany są zbyt małe, aby wywrzeć na nas jakikolwiek namacalny wpływ. Ale dla innych rzeczy we Wszechświecie - światła, grawitacji, samego Wszechświata - prowadzą one do poważnych konsekwencji, więc jeśli koncepcje teorii względności wydają się nam niezrozumiałe, to tylko dlatego, żeże nie spotykamy się z takimi interakcjami w naszym codziennym życiu. Jeśli jednak ponownie zwrócimy się do Bodanisa, zwykle wszyscy spotykamy się z przejawami względności innego rodzaju, na przykład w odniesieniu do dźwięku. Jeśli spacerujesz po parku i gdzieś jest irytująca muzyka, to jak wiesz, jeśli pójdziesz gdzieś dalej, muzyka nie będzie tak słyszalna. Oczywiście nie wynika to z tego, że sama muzyka staje się cichsza, zmieni się tylko Twoja pozycja względem źródła. Dla kogoś zbyt małego lub zbyt powolnego, by to przeżyć - powiedzmy ślimaka - myśl o dwóch różnych słuchaczach grających na bębnie w tym samym czasie z różną głośnością może wydawać się niewiarygodna.wszyscy zwykle spotykamy się z przejawami względności innego rodzaju, na przykład w odniesieniu do dźwięku. Jeśli spacerujesz po parku i gdzieś jest irytująca muzyka, to jak wiesz, jeśli pójdziesz gdzieś dalej, muzyka nie będzie tak słyszalna. Oczywiście nie wynika to z tego, że sama muzyka staje się cichsza, zmieni się tylko Twoja pozycja względem źródła. Dla kogoś zbyt małego lub zbyt powolnego, by to przeżyć - powiedzmy ślimaka - myśl o dwóch różnych słuchaczach grających na bębnie w tym samym czasie z różną głośnością może wydawać się niewiarygodna.wszyscy zwykle spotykamy się z przejawami względności innego rodzaju, na przykład w odniesieniu do dźwięku. Jeśli spacerujesz po parku i gdzieś jest irytująca muzyka, to jak wiesz, jeśli pójdziesz gdzieś dalej, muzyka nie będzie tak słyszalna. Oczywiście nie wynika to z tego, że sama muzyka staje się cichsza, zmieni się tylko Twoja pozycja względem źródła. Dla kogoś zbyt małego lub zbyt powolnego, by to przeżyć - powiedzmy ślimaka - myśl o dwóch różnych słuchaczach grających na bębnie w tym samym czasie z różną głośnością może wydawać się niewiarygodna.po prostu zmieni twoje położenie względem źródła. Dla kogoś zbyt małego lub zbyt powolnego, by to przeżyć - powiedzmy ślimaka - myśl o dwóch różnych słuchaczach grających na bębnie w tym samym czasie z różnymi poziomami głośności może wydawać się niewiarygodna.po prostu zmieni twoje położenie względem źródła. Dla kogoś zbyt małego lub zbyt powolnego, by to przeżyć - powiedzmy ślimaka - myśl o dwóch różnych słuchaczach grających na bębnie w tym samym czasie z różną głośnością może wydawać się niesamowita.
Najbardziej wymagającym i niezrozumiałym ze wszystkich koncepcji ogólnej teorii względności jest idea, że czas jest częścią przestrzeni. Początkowo uważamy czas za nieskończony, absolutny, niezmienny; jesteśmy przyzwyczajeni do tego, że nic nie może zakłócić jego stałego biegu. W rzeczywistości, według Einsteina, czas ciągle się zmienia. Ma nawet kształt. Według Stephena Hawkinga 117 jest ona „nierozerwalnie spleciona” z trzema wymiarami przestrzeni, tworząc niesamowitą strukturę zwaną czasoprzestrzenią. To, co jest czasoprzestrzenią, zwykle tłumaczy się proponując wyobrażenie sobie czegoś płaskiego, ale plastikowego - powiedzmy, materaca lub arkusza gumy., - na którym leży ciężki okrągły przedmiot, taki jak żelazna kula. Pod ciężarem piłki materiał, na którym leży, lekko się rozciąga i ugina. Przypomina to niejasno wpływ na czasoprzestrzeń (materiał) masywnego obiektu, takiego jak słońce (metalowa kula): rozciąga się, wygina i zakrzywia czasoprzestrzeń. Teraz, jeśli potoczysz mniejszą kulkę po arkuszu, to zgodnie z prawami ruchu Newtona będzie miała tendencję do poruszania się po linii prostej, ale zbliżając się do masywnego obiektu i nachylenia zginanego materiału, toczy się w dół, nieuchronnie przyciągając bardziej masywny obiekt. Grawitacja ta jest wynikiem zakrzywienia czasoprzestrzeni Każdy obiekt posiadający masę pozostawia niewielkie wgniecenie w strukturze kosmosu. Więc wszechświat jest, jak to ujął Dennis Overbye, „nieskończenie pogniecionym materacem”.jeśli potoczysz mniejszą kulkę po arkuszu, to zgodnie z prawami ruchu Newtona będzie ona miała tendencję do poruszania się po linii prostej, ale zbliżając się do masywnego obiektu i nachylenia zginanego materiału, toczy się w dół, nieuchronnie przyciągając bardziej masywny obiekt. Grawitacja ta jest wynikiem zakrzywienia czasoprzestrzeni Każdy obiekt posiadający masę pozostawia niewielkie wgniecenie w strukturze kosmosu. Więc wszechświat jest, jak to ujął Dennis Overbye, „nieskończenie pogniecionym materacem”.jeśli potoczysz mniejszą kulkę po arkuszu, to zgodnie z prawami ruchu Newtona będzie ona miała tendencję do poruszania się w linii prostej, ale zbliżając się do masywnego obiektu i nachylenia zginanego materiału, toczy się w dół, nieuchronnie przyciągając bardziej masywny obiekt. Grawitacja ta jest wynikiem zakrzywienia czasoprzestrzeni Każdy obiekt posiadający masę pozostawia niewielkie wgniecenie w strukturze kosmosu. Więc wszechświat jest, jak to ujął Dennis Overbye, „nieskończenie pogniecionym materacem”. Każdy obiekt z masą pozostawia niewielki wgniecenie w strukturze kosmosu. Więc wszechświat jest, jak to ujął Dennis Overbye, „nieskończenie pogniecionym materacem”. Każdy obiekt z masą pozostawia niewielki wgniecenie w strukturze kosmosu. Więc wszechświat jest, jak to ujął Dennis Overbye, „nieskończenie pogniecionym materacem”.
Z tego punktu widzenia grawitacja jest nie tyle niezależnym bytem, co właściwością przestrzeni, nie jest „siłą”, ale produktem ubocznym krzywizny czasoprzestrzeni”, pisze fizyk Michio Kaku118 i kontynuuje:„ W pewnym sensie grawitacja nie istnieje; tym, co napędza planety i gwiazdy, jest krzywizna czasu i przestrzeni”. Oczywiście analogia z pogiętym materacem jest prawdziwa tylko w pewnych granicach, ponieważ nie obejmuje efektów związanych z czasem. Ale w tym przypadku nasz mózg jest do tego zdolny tylko dlatego, że prawie niemożliwe jest wyobrazić sobie strukturę składającą się z trzech czwartych przestrzeni i jednej czwartej czasu, a wszystko w niej splata się jak nici szkockiej kratki. W każdym razie myślę, że możemy się zgodzić, że był to wspaniały pomysł dla młodego mężczyzny,wpatrując się przez okno biura patentowego w stolicy Szwajcarii. Między innymi ogólna teoria względności Einsteina mówiła, że wszechświat musi się rozszerzać lub kurczyć. Ale Einstein nie był kosmologiem i podzielał konwencjonalną opinię, że wszechświat jest wieczny i niezmienny. Aby odzwierciedlić ten pogląd, wprowadził do swoich równań element zwany stałą kosmologiczną, która pełniła rolę arbitralnie dobranej przeciwwagi dla działania grawitacji, swego rodzaju matematycznego przycisku pauzy. Autorzy książek o historii nauki zawsze wybaczają Einsteinowi ten błąd, ale w istocie był to ogromny błąd naukowy. Wiedział o tym i nazwał to „największym błędem w swoim życiu”. 119 Tak się składa, że mniej więcej w tym samym czasie, gdy Einstein dodał stałą kosmologiczną do swojej teorii,W Obserwatorium Lowell w Arizonie astronom o nazwisku Vesto Slipher (właściwie z Indiany), wykonując widma odległych galaktyk, odkrył, że wydają się one oddalać od nas120. Wszechświat nie był stacjonarny.
Galaktyki, na które patrzył Slipher, wykazywały wyraźne oznaki przesunięcia Dopplera - ten sam mechanizm kryje się za charakterystycznym dźwiękiem: and-and-and-izh-zhu-u-u, który jest wytwarzany przez samochody wyścigowe przelatujące obok nas na torze. Efekt nazwany został imieniem austriackiego fizyka Johanna Christiana Doppler, który jako pierwszy przewidział ten efekt teoretycznie w 1842 roku. Krótko mówiąc, kiedy poruszające się źródło zbliża się do nieruchomego obiektu, fale dźwiękowe są skondensowane, gromadząc się przed odbiornikiem (powiedzmy, Twoimi uszami). Jest to podobne do tego, jak wszelkie obiekty podparte od tyłu są spiętrzone na nieruchomym obiekcie. Ten pileup odbierany jest przez słuchacza jako wyższy dźwięk (i-i-izh). Kiedy źródło dźwięku przechodzi obok i zaczyna się oddalać, fale dźwiękowe rozciągają się i wydłużają, a wysokość dźwięku nagle spada (zhu-u-u).
Zjawisko to jest również charakterystyczne dla światła, aw przypadku oddalających się galaktyk znane jest jako przesunięcie ku czerwieni (ponieważ oddalające się od nas źródło światła wygląda na zaczerwienione, a zbliżające się staje się niebieskie) Slipher jako pierwszy odkrył ten efekt w promieniowaniu galaktyk i zdał sobie sprawę z jego potencjalnego znaczenia dla zrozumienia ruchów w kosmosie. Niestety nikt nie zwrócił na to uwagi. Obserwatorium Lowella, jak pamiętacie, było traktowane jako trochę dziwna instytucja ze względu na obsesję Percivala Lowella na temat kanałów marsjańskich, chociaż w latach 1910-tych XX wieku stało się wybitnym ośrodkiem astronomicznym pod każdym względem. Slipher nie był świadomy teorii względności Einsteina, a świat z kolei nie słyszał o Slipher. Więc jego odkrycie nie miało żadnych konsekwencji; zamiast niego, sława trafiła głównie do bardzo dumnego mężczyzny imieniem Edwin Hubble. Hubble urodził się w 1889 roku, dziesięć lat po Einsteinie, w małym miasteczku w stanie Missouri na skraju płaskowyżu Ozark i dorastał tam, na przedmieściach Chicago w Wheaton w stanie Illinois. Jego ojciec był dyrektorem odnoszącej sukcesy firmy ubezpieczeniowej, więc życie zawsze było bezpieczne, a Edwin cieszył się hojnym wsparciem finansowym. Był silnym fizycznie, utalentowanym sportowcem, czarującym, dowcipnym przystojnym mężczyzną - według opisu Williama G. Croppera był „być może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych opowieści, w swoim życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących, zabierać przerażonych ludzi w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.w małym miasteczku w Missouri na skraju płaskowyżu Ozark i dorastał tam, na przedmieściach Chicago w Wheaton w stanie Illinois. Jego ojciec był dyrektorem odnoszącej sukcesy firmy ubezpieczeniowej, więc życie zawsze było bezpieczne, a Edwin cieszył się hojnym wsparciem finansowym. Był silnym fizycznie, utalentowanym sportowcem, czarującym, dowcipnym przystojnym mężczyzną - według opisu Williama G. Croppera był „być może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych historii, w życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących, zabierać przerażonych w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.w małym miasteczku w Missouri na skraju płaskowyżu Ozark i dorastał tam, na przedmieściach Chicago w Wheaton w stanie Illinois. Jego ojciec był dyrektorem odnoszącej sukcesy firmy ubezpieczeniowej, więc życie zawsze było bezpieczne, a Edwin cieszył się hojnym wsparciem finansowym. Był silnym fizycznie, utalentowanym sportowcem, czarującym, dowcipnym przystojnym mężczyzną - według opisu Williama G. Croppera był „być może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych opowieści w życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących ludzi, zabierać przerażonych ludzi w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych. Illinois Jego ojciec był dyrektorem odnoszącej sukcesy firmy ubezpieczeniowej, więc życie zawsze było bezpieczne, a Edwin cieszył się hojnym wsparciem finansowym. Był silnym fizycznie, utalentowanym sportowcem, czarującym, dowcipnym przystojnym mężczyzną - według opisu Williama G. Croppera był „być może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych historii, w swoim życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących ludzi, zabierać przerażonych ludzi w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych. Illinois Jego ojciec był dyrektorem odnoszącej sukcesy firmy ubezpieczeniowej, więc życie zawsze było bezpieczne, a Edwin cieszył się hojnym wsparciem finansowym. Był silnym fizycznie, utalentowanym sportowcem, czarującym, dowcipnym przystojnym mężczyzną - według opisu Williama G. Croppera był „być może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych historii, w życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących, zabierać przerażonych w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.czarujący, dowcipny przystojny mężczyzna - jak opisał William G. Cropper, był „może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych historii, w życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących, zabierać przerażonych w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.czarujący, dowcipny przystojny mężczyzna - jak opisał William G. Cropper, był „może zbyt przystojny”; „Adonis”, według innego fana. Według jego własnych historii, w życiu mniej lub bardziej udawało mu się dokonywać bohaterskich czynów - ratować tonących, zabierać przerażonych ludzi w bezpieczne miejsce na francuskich polach bitew, mylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.zmylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.zmylić mistrzów świata w boksie z powaleniami w meczach pokazowych.
Film promocyjny:
Wszystko wyglądało zbyt dobrze, by w to uwierzyć. Tak … Mimo wszystkich swoich talentów i zdolności Hubble był także niepoprawnym kłamcą, co było więcej niż dziwne, ponieważ życie Hubble'a od najmłodszych lat było bogate w rzeczywiste różnice, czasem zaskakująco obfite. W 1906 roku na jednych szkolnych zawodach lekkoatletycznych wygrał skok o tyczce, pchnięcie kulą, rzut dyskiem i młotem, skok wzwyż i bieganie, i był członkiem zespołu, który wygrał sztafetę na jedną milę - w skrócie siedem. pierwsze miejsca w jednych konkursach, a ponadto był trzeci w skoku w dal. W tym samym roku ustanowił rekord Illinois w skoku wzwyż, wyróżniał się akademicką i bez trudu wstąpił na University of Chicago, gdzie studiował fizykę i astronomię (tak się składa, że na czele tego wydziału stał Albert Michelson). Tutaj znalazł się wśród pierwszych stypendystów Rhodes w Oksfordzie. Jego trzy lata w Anglii wyraźnie odwróciły jego głowę, ponieważ kiedy wrócił do Wheaton w 1913 roku, zaczął nosić płaszcz z kapturem Inverness, palić fajkę i używać dziwnie pompatycznego języka - nie do końca brytyjskiego, ale czegoś w tym rodzaju - który zachował do końca życia. Później twierdził, że przez większość dwudziestu lat praktykował prawo w Kentucky, chociaż faktycznie pracował jako nauczyciel w szkole i trener koszykówki w New Albany w stanie Indiana, zanim uzyskał doktorat i krótko służył w wojsku. (Przybył do Francji na miesiąc przed zawieszeniem broni i prawie na pewno nie usłyszał ani jednego żywego ognia.) W 1919 roku, w wieku trzydziestu lat, przeniósł się do Kalifornii i otrzymał posadę w Obserwatorium Mount Wilson niedaleko Los Angeles. Szybko i bardziej niż nieoczekiwanie staje się najwybitniejszym astronomem XX w. Warto zatrzymać się na chwilę i wyobrazić sobie, jak niewiele wtedy wiedziano o kosmosie.
Astronomowie szacują dziś, że we wszechświecie widzialnym znajduje się około 140 miliardów galaktyk121. To ogromna liczba, znacznie większa, niż możesz sobie wyobrazić. Gdyby galaktyki były zamarzniętym groszkiem, to ta ilość wystarczyłaby do wypełnienia dużej sali koncertowej, powiedzmy, Boston Garden lub Royal Albert Hall. (W rzeczywistości zostało to wyliczone przez astrofizyka Bruce'a Gregory'ego). W 1919 roku, kiedy Hubble zbliżył oko do okularu, liczba znanych galaktyk wynosiła dokładnie jeden kawałek - Droga Mleczna. Uważano, że wszystko inne jest częścią Drogi Mlecznej lub jednym z wielu odległych, pomniejszych nagromadzeń gazu. Hubble wkrótce wykazał, jak błędne było to przekonanie, i przez następną dekadę Hubble zajął się dwoma najbardziej fundamentalnymi pytaniami dotyczącymi naszego wszechświata: określeniem jego wieku i rozmiarów. Aby uzyskać odpowiedź, trzeba było wiedzieć dwie rzeczy: jak daleko są określone galaktyki i jak szybko się od nas oddalają (tj. Prędkość recesji). Przesunięcie ku czerwieni podaje nam prędkość, z jaką galaktyki oddalają się, ale nie mówi nic o odległościach do nich. Do wyznaczenia odległości potrzebne są tzw. „Świece referencyjne” - gwiazdy, których jasność można wiarygodnie obliczyć i wykorzystać jako wzorzec do pomiaru jasności innych gwiazd (a tym samym względnej odległości do nich).których jasność można wiarygodnie obliczyć i wykorzystać jako wzorzec do pomiaru jasności innych gwiazd (a tym samym względnej odległości od nich).których jasność można wiarygodnie obliczyć i wykorzystać jako wzorzec do pomiaru jasności innych gwiazd (a tym samym względnej odległości od nich).
Fortune przybyła do Hubble'a wkrótce po tym, jak wybitna kobieta o imieniu Henrietta Swann Levitt dowiedziała się, jak znaleźć takie gwiazdy. Levitt pracował jako kalkulator w Harvard College Observatory122. Kalkulatory przez całe życie badały płyty fotograficzne ze schwytanymi gwiazdami i przeprowadzały obliczenia - stąd nazwa. Było to więcej niż żmudne zadanie, ale w tamtych czasach nie było innej pracy astronomicznej dla kobiet na Harvardzie - ani w innych miejscach. To rozwiązanie, choć niesprawiedliwe, miało nieoczekiwane zalety: oznaczało, że połowa najlepszych umysłów zajmowała się czynnościami, które w przeciwnym razie nie przyciągałyby uwagi, i stworzył warunki, w których kobietom ostatecznie udało się zrozumieć szczegóły struktury kosmosu, które często wymykały się uwagę swoich kolegów.
Jeden kalkulator Harvardu, Annie Jump Cannon, poprzez ciągłą pracę z gwiazdami, stworzył ich klasyfikację tak wygodną, że jest nadal używana. Wkład Levitta w naukę był jeszcze bardziej solidny. Zauważyła, że gwiazdy zmienne pewnego typu, a mianowicie cefeidy (nazwane od konstelacji Cefeusza, gdzie odkryto pierwszą), pulsują w ściśle określonym rytmie, demonstrując coś w rodzaju gwiezdnego bicia serca. Cefeidy są niezwykle rzadkie, ale przynajmniej jeden z nich jest dobrze znany większości z nas - Gwiazda Północna to cefeida.
Teraz wiemy, że cefeidy pulsują w podobny sposób, ponieważ są to stare gwiazdy, które w języku astronomów przeszły przez „fazę ciągu głównego” i stały się czerwonymi olbrzymami. Chemia czerwonych olbrzymów jest dla naszej prezentacji nieco skomplikowana (wymaga np. Zrozumienia właściwości pojedynczych zjonizowanych atomów helu i wielu innych rzeczy), ale w uproszczeniu można powiedzieć tak: spalają resztki paliwa w taki sposób, że efektem są zmiany ściśle rytmiczne połysk. Genialne przypuszczenie Levitta polegało na tym, że porównując względną jasność cefeid w różnych punktach nieba, można określić, jak odnoszą się do nich odległości. Mogą być używane jako świece referencyjne, termin ukuty przez Levitta, którego wszyscy zaczęli używać. Metoda ta umożliwia wyznaczenie jedynie odległości względnych, a nie bezwzględnych, ale była to wciąż pierwsza metoda pomiaru odległości we wszechświecie na dużą skalę (aby ująć znaczenie tych spostrzeżeń w prawdziwym świetle, warto być może zauważyć, że w czasach, gdy Levitt i Armaty wyciągnęli wnioski na temat podstawowych właściwości przestrzeni, mając jedynie niejasne obrazy odległych gwiazd na płytach fotograficznych, astronom Harvardu William G. Piquet-ring124 jako pionierska teoria, że ciemne plamy na Księżycu są powodowane przez hordy sezonowo migrujących owadów).(Aby umieścić sens tych spostrzeżeń w ich prawdziwym świetle, warto być może zauważyć, że w czasie, gdy Levitt i Cannon wyciągali wnioski na temat podstawowych właściwości kosmosu, w tym celu mieli tylko niejasne obrazy odległych gwiazd na płytach fotograficznych, astronom Harvardu William G. Piquet-ring124, który oczywiście mógł patrzeć przez teleskop pierwszej klasy, kiedy tylko chciał, opracował własną przełomową teorię, że ciemne plamy na Księżycu są spowodowane przez hordy sezonowo migrujących owadów).(Aby umieścić sens tych spostrzeżeń w ich prawdziwym świetle, warto być może zauważyć, że w czasie, gdy Levitt i Cannon wyciągali wnioski na temat podstawowych właściwości kosmosu, w tym celu mieli tylko niejasne obrazy odległych gwiazd na płytach fotograficznych, astronom Harvardu William G. Piquet-ring124, który oczywiście mógł patrzeć przez teleskop pierwszej klasy, kiedy tylko chciał, opracował własną przełomową teorię, że ciemne plamy na Księżycu są spowodowane przez hordy migrujących sezonowo owadów).ilekroć chciał spojrzeć przez teleskop pierwszej klasy, opracował własną, nie mniej niż innowacyjną teorię, że ciemne plamy na Księżycu są powodowane przez hordy migrujących sezonowo owadów).ilekroć chciał spojrzeć przez teleskop pierwszej klasy, opracował własną, nie mniej niż innowacyjną teorię, że ciemne plamy na Księżycu są powodowane przez hordy migrujących sezonowo owadów).
Łącząc kosmiczną linijkę Levitta z przesunięciem ku czerwieni Vesto Slipher, Hubble spojrzał na nowo na ocenę odległości do poszczególnych obiektów w przestrzeni kosmicznej. W 1923 r. Wykazał, że odległa mgławica upiorna w konstelacji Andromedy, oznaczona jako M31, wcale nie jest obłokiem gazu, ale rozproszeniem gwiazd, prawdziwą galaktyką o szerokości stu tysięcy lat świetlnych w odległości co najmniej dziewięćset tysięcy lat świetlnych od nas125. Wszechświat okazał się bardziej rozległy - znacznie większy, niż ktokolwiek mógł sobie wyobrazić. W 1924 roku Hubble opublikował swój kluczowy artykuł „Cefeidy w mgławicach spiralnych”, w którym wykazał, że wszechświat składa się nie z jednej Drogi Mlecznej, ale z dużej liczby oddzielnych galaktyk - „wszechświatów wyspowych” - z których wiele jest większych niż Droga Mleczna i znacznie bardziej odległych.
Już samo to odkrycie wystarczyłoby, by uczynić go sławnym naukowcem, ale Hubble postanowił teraz określić, jak duży jest wszechświat, i dokonał jeszcze bardziej zaskakującego odkrycia. Zaczął mierzyć widma odległych galaktyk, kontynuując prace rozpoczęte w Arizonie przez Sliphera. Używając nowego 100-calowego teleskopu Hookera w Obserwatorium Mount Wilson, wykorzystał genialne wnioski, aby na początku lat trzydziestych XX wieku określić, że wszystkie galaktyki na niebie (z wyjątkiem naszej lokalnej gromady) oddalają się od nas. Co więcej, ich prędkości są prawie dokładnie proporcjonalne do ich odległości: im dalej galaktyka, tym szybciej się porusza, co było naprawdę niesamowite. Wszechświat rozszerzał się szybko i równomiernie we wszystkich kierunkach. Nie musisz mieć bogatej wyobraźni, aby liczyć wstecz i rozumiećże wszystko zaczęło się od jakiegoś centralnego punktu. Okazało się, że Wszechświat nie był ciągłą, nieruchomą, niekończącą się pustką, jak wszyscy to sobie wyobrażali, okazał się światem z początkiem. Oznacza to, że może się to skończyć.
Zaskakujące jest, jak zauważył Stephen Hawking, że idea rozszerzającego się wszechświata nigdy wcześniej nikomu nie przyszła do głowy. Statyczny Wszechświat, co powinno być oczywiste dla Newtona i każdego myślącego astronoma po nim, po prostu zapadnie się do wewnątrz pod wpływem wzajemnego przyciągania się wszystkich obiektów. Ponadto pojawił się inny problem: jeśli gwiazdy płonęłyby bez końca w statycznym wszechświecie, to byłoby w nim nieznośnie gorąco - zbyt gorąco dla stworzeń takich jak my. Idea rozszerzającego się wszechświata rozwiązała większość tych problemów za jednym zamachem, a Hubble był znacznie lepszym obserwatorem niż myślicielem i nie od razu w pełni docenił znaczenie swoich odkryć. Częściowo dlatego, że był całkowicie nieświadomy ogólnej teorii względności Einsteina. Jest to raczej zaskakujące, ponieważ do tego czasu Einstein i jego teoria byli znani na całym świecie. Ponadto w 1929 roku Michelson - wtedy w podeszłym wieku, ale wciąż żywy umysł i szanowany jako naukowiec - zajął stanowisko w Mount Wilson, aby podjąć pomiar prędkości światła za pomocą swojego niezawodnego interferometru i prawdopodobnie powinien mieć co najmniej wspomnieć Hubble'a o stosowalności teorii Einsteina do jego odkryć W każdym razie Hubble stracił szansę wyciągnięcia teoretycznych wniosków ze swojego odkrycia. Hubble przegapił okazję, by wyciągnąć teoretyczne wnioski ze swojego odkrycia. Hubble przegapił okazję, by wyciągnąć teoretyczne wnioski ze swojego odkrycia.
Ta szansa (wraz z doktoratem z Massachusetts Institute of Technology) przypadła belgijskiemu naukowcowi i księdzu Georgesowi Lemaitre. Lemaitre połączył dwie części swojej własnej „teorii fajerwerków”, która zakładała, że wszechświat powstał z punktu geometrycznego, „pierwotnego atomu”, który został rozerwany i od tamtej pory rozpada się. Pomysł ten bardzo blisko wyprzedzał współczesną ideę Wielkiego Wybuchu, ale tak bardzo wyprzedzał swój czas, że Lemaitre rzadko dostaje więcej niż kilka wyrażeń, które mu tutaj poświęciliśmy. Świat zajmie dziesięciolecia, w połączeniu z przypadkowym odkryciem kosmicznego promieniowania tła przez Penziasa i Wilsona oraz ich syczącej anteny w New Jersey, zanim Wielki Wybuch zmieni się z interesującego pomysłu w utrwaloną teorię. Ani Hubble, ani Einstein nie brali udziału w tej wielkiej historii. Ale,chociaż nikt by się tego wtedy nie domyślił, obaj odegrali w tym tak znaczącą rolę, na jaką mogli mieć nadzieję. W 1936 roku Hubble napisał popularną książkę Kingdom of the Nebulae, w której chwali własne niezwykłe osiągnięcia. Tutaj w końcu pokazał, że zapoznał się z teorią Einsteina - przynajmniej do pewnego stopnia: poświęcił jej cztery strony z dwustu.
Hubble zmarł na atak serca w 1953 roku. Czekała go ostatnia, nieco dziwna okoliczność. Z jakiegoś tajemniczego powodu jego żona odmówiła pogrzebu i nigdy nie powiedziała, co zrobiła z ciałem. Pół wieku później lokalizacja szczątków największego astronoma XX wieku pozostaje nieznana. Jeśli chodzi o pomnik, trzeba spojrzeć w niebo, na którym znajduje się teleskop kosmiczny, zwodowany w 1990 roku i nazwany jego imieniem.
- Część pierwsza -