Ωστόσο, όπως αναφέρει το phys.org, πριν από έναν αιώνα, η ανακάλυψή του από τον Έντουιν Χαμπλ, τότε αστρονόμο στα Αστεροσκοπεία Κάρνεγκι, άνοιξε τα μάτια της ανθρωπότητας για το πόσο μεγάλο είναι πραγματικά το σύμπαν και αποκάλυψε ότι ο Γαλαξίας μας είναι απλώς ένας από τους εκατοντάδες δισεκατομμύρια γαλαξίες του σύμπαντος, εγκαινιάζοντας την ενηλικίωση των ανθρώπων ως ένα περίεργο είδος που θα μπορούσε να μελετήσει επιστημονικά τη δημιουργία μας μέσα από το μήνυμα του αστρικού φωτός.
Το Carnegie Science και η NASA γιορτάζουν αυτή την εκατονταετηρίδα στο 245ο συνέδριο της Αμερικανικής Αστρονομικής Εταιρείας στην Ουάσιγκτον.
Άνοιξε το κουτί της Πανδώρας γεμάτο μυστήρια
Το φαινομενικά άδοξο αστέρι, που ονομάστηκε απλώς V1, άνοιξε το κουτί της Πανδώρας γεμάτο μυστήρια για τον χρόνο και τον χώρο, τα οποία εξακολουθούν να αποτελούν πρόκληση για τους αστρονόμους ακόμη και σήμερα. Χρησιμοποιώντας το μεγαλύτερο τηλεσκόπιο στον κόσμο εκείνη την εποχή, το χρηματοδοτούμενο από το Carnegie τηλεσκόπιο Hooker των 100 ιντσών στο Αστεροσκοπείο Mount Wilson στην Καλιφόρνια, ο Hubble ανακάλυψε το σεμνό αστέρι το 1923. Αυτός ο σπάνιος τύπος παλλόμενου αστέρα, που ονομάζεται μεταβλητός Κηφείδης, χρησιμοποιείται ως οδοδείκτης χιλιομέτρων για μακρινά ουράνια αντικείμενα. Δεν υπάρχουν μαγνητόμετρα στο διάστημα, αλλά μέχρι τις αρχές του 20ού αιώνα η Henrietta Swan Leavitt είχε ανακαλύψει ότι η περίοδος παλμού των μεταβλητών Κηφείδων συνδέεται άμεσα με τη φωτεινότητά τους.
Πολλοί αστρονόμοι πίστευαν επί μακρόν ότι η άκρη του Γαλαξία μας σηματοδοτούσε την άκρη ολόκληρου του σύμπαντος. Όμως ο Hubble διαπίστωσε ότι ο V1, που βρισκόταν μέσα στο «νεφέλωμα» της Ανδρομέδας, βρισκόταν σε απόσταση που ξεπερνούσε κατά πολύ οτιδήποτε υπάρχει στον δικό μας Γαλαξία. Αυτό οδήγησε τον Χαμπλ στη συγκλονιστική διαπίστωση ότι το σύμπαν εκτείνεται πολύ πέρα από τον δικό μας γαλαξία.
Στην πραγματικότητα, ο Χαμπλ είχε υποψιαστεί ότι υπήρχε ένα μεγαλύτερο σύμπαν εκεί έξω, αλλά εδώ βρήκε και τις αποδείξεις. Ήταν τόσο έκπληκτος που σχημάτισε ένα θαυμαστικό στην φωτογραφία του αστερισμού της Ανδρομέδας που εντόπισε με ακρίβεια το μεταβλητό αστέρι.
Ως αποτέλεσμα, η επιστήμη της κοσμολογίας εξερράγη σχεδόν εν μία νυκτί. Ο σύγχρονος του Χαμπλ, ο διακεκριμένος αστρονόμος του Χάρβαρντ Χάρλοου Σάπλεϊ, όταν ο Χαμπλ τον ενημέρωσε για την ανακάλυψη, ήταν συντετριμμένος.
«Να το γράμμα που κατέστρεψε το σύμπαν μου», παραπονέθηκε στη συνάδελφο αστρονόμο Cecilia Payne-Gaposchkin, η οποία βρισκόταν στο γραφείο του όταν άνοιξε το μήνυμα του Χαμπλ.
Μόλις τρία χρόνια νωρίτερα, ο Σάπλεϊ είχε παρουσιάσει την ερμηνεία που είχε δώσει από τις παρατηρήσεις του για ένα πολύ μικρότερο σύμπαν σε μια συζήτηση ένα βράδυ στο Μουσείο Φυσικής Ιστορίας του Σμιθσόνιαν στην Ουάσιγκτον. Υποστήριζε ότι ο Γαλαξίας μας ήταν τόσο τεράστιος, που έπρεπε να περιλαμβάνει το σύνολο του σύμπαντος. Ο Σάπλεϊ επέμενε ότι τα μυστηριωδώς θολά «σπειροειδή νεφελώματα», όπως η Ανδρομέδα, ήταν απλώς αστέρια που σχηματίζονταν στην περιφέρεια του Γαλαξία μας και ήταν ασήμαντα.
Το θαυμαστό τηλεσκόπιο «Hubble» επεκτείνει τα σύνορα της γνώσης
Ο Χαμπλ δεν μπορούσε να φανταστεί ότι 70 χρόνια αργότερα, ένα εξαιρετικό τηλεσκόπιο που πήρε το όνομά του, το οποίο θα υψωνόταν εκατοντάδες μίλια πάνω από τη Γη, θα συνέχιζε την κληρονομιά του. Το θαυμάσιο τηλεσκόπιο έκανε το «Hubble» μια οικεία λέξη, συνώνυμο της θαυμαστής αστρονομίας.
Σήμερα, το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble της NASA επεκτείνει τα σύνορα της γνώσης πάνω από 10 φορές μακρύτερα από ό,τι θα μπορούσε να δει ποτέ ο Edwin Hubble. Το διαστημικό τηλεσκόπιο έχει σηκώσει την αυλαία σε ένα συναρπαστικό σύμπαν γεμάτο ενεργά αστέρια, συγκρουόμενους γαλαξίες και ανεξέλεγκτες μαύρες τρύπες, ανάμεσα στα ουράνια πυροτεχνήματα της αλληλεπίδρασης μεταξύ ύλης και ενέργειας.
Ο Έντουιν Χαμπλ ήταν ο πρώτος αστρονόμος που έκανε τα πρώτα βήματα που θα οδηγούσαν τελικά στο διαστημικό τηλεσκόπιο Χαμπλ, αποκαλύπτοντας έναν φαινομενικά άπειρο ωκεανό γαλαξιών. Πίστευε ότι, παρά την αφθονία τους, οι γαλαξίες είχαν μόνο μερικά συγκεκριμένα σχήματα: σπείρες σε σχήμα καρφίτσας, ελλειπτικούς σε σχήμα ποδοσφαίρου και παράξενους ακανόνιστους γαλαξίες. Σκέφτηκε ότι αυτά θα μπορούσαν να είναι ενδείξεις για την εξέλιξη των γαλαξιών – αλλά η απάντηση έπρεπε να περιμένει το θρυλικό βαθύ πεδίο Hubble Deep Field του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble το 1994.
Το σύμπαν διαστέλλεται
Το πιο εντυπωσιακό εύρημα που έδειξε η ανάλυση του Edwin Hubble ήταν ότι όσο πιο μακριά βρίσκεται ο γαλαξίας, τόσο πιο γρήγορα φαίνεται να απομακρύνεται από τη Γη. Το σύμπαν έμοιαζε να διαστέλλεται σαν μπαλόνι. Αυτό βασίστηκε στο γεγονός ότι ο Χαμπλ συνέδεσε τις αποστάσεις των γαλαξιών με την ερυθροποίηση του φωτός – την ερυθρά μετατόπιση – η οποία αυξανόταν αναλογικά όσο πιο μακριά βρίσκονταν οι γαλαξίες.
Τα δεδομένα της μετατόπισης προς το ερυθρό συλλέχθηκαν για πρώτη φορά από τον αστρονόμο του Αστεροσκοπείου Lowell Vesto Slipher, ο οποίος μελέτησε φασματοσκοπικά τα «σπειροειδή νεφελώματα» μια δεκαετία πριν από τον Hubble. Ο Slipher δεν γνώριζε ότι ήταν εξωγαλαξιακά, αλλά ο Hubble έκανε τη σύνδεση. Ο Slipher ερμήνευσε αρχικά τα δεδομένα του για την ερυθρομετατόπιση ως παράδειγμα του φαινομένου Doppler. Αυτό το φαινόμενο προκαλείται από το φως που τεντώνεται σε μεγαλύτερα, ερυθρότερα μήκη κύματος εάν μια πηγή απομακρύνεται από εμάς. Για τον Slipher, ήταν περίεργο ότι όλα τα σπειροειδή νεφελώματα έμοιαζαν να απομακρύνονται από τη Γη.
Δύο χρόνια πριν από τη δημοσίευση των ευρημάτων του Χαμπλ, ο Βέλγος φυσικός και Ιησουίτης ιερέας Ζορζ Λεμάιτρ ανέλυσε τις παρατηρήσεις των Χαμπλ και Σλίφερ και κατέληξε για πρώτη φορά στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν διαστέλλεται.
Αυτή η αναλογικότητα μεταξύ των αποστάσεων των γαλαξιών και των ερυθρομετατοπίσεων ονομάζεται σήμερα νόμος των Hubble-Lemaître.
Επειδή το σύμπαν φαινόταν να διαστέλλεται ομοιόμορφα, ο Lemaître συνειδητοποίησε περαιτέρω ότι ο ρυθμός διαστολής θα μπορούσε να γυρίσει πίσω στο χρόνο -όπως το γύρισμα μιας ταινίας- έως ότου το σύμπαν ήταν αφάνταστα μικρό, θερμό και πυκνό. Ο όρος «μεγάλη έκρηξη» ήρθε στη μόδα μόλις το 1949.
Αυτό ήταν μια ανακούφιση για τον σύγχρονο του Έντουιν Χαμπλ, τον Άλμπερτ Αϊνστάιν, ο οποίος συμπέρανε ότι το σύμπαν δεν μπορούσε να παραμείνει ακίνητο χωρίς να καταρρεύσει υπό την έλξη της βαρύτητας. Ο ρυθμός της κοσμικής διαστολής είναι πλέον γνωστός ως σταθερά Χαμπλ.
Κατά ειρωνικό τρόπο, ο ίδιος ο Χαμπλ δεν αποδέχθηκε ποτέ πλήρως το ανεξέλεγκτο σύμπαν ως ερμηνεία των δεδομένων της μετατόπισης προς το ερυθρό. Υποπτευόταν ότι κάποιο άγνωστο φυσικό φαινόμενο έδινε την ψευδαίσθηση ότι οι γαλαξίες απομακρύνονταν ο ένας από τον άλλον. Είχε εν μέρει δίκιο στο ότι η θεωρία της ειδικής σχετικότητας του Αϊνστάιν εξηγούσε την ερυθρομετατόπιση ως αποτέλεσμα της διαστολής του χρόνου, η οποία είναι ανάλογη με τη διαστολή του διαστελλόμενου χώρου. Οι γαλαξίες φαίνονται απλώς να ζουμάρουν μέσα στο σύμπαν. Αντίθετα, ο χώρος διαστέλλεται.
Μετά από δεκαετίες ακριβών μετρήσεων, το τηλεσκόπιο Hubble ήρθε για να προσδιορίσει με ακρίβεια τον ρυθμό διαστολής, δίνοντας στο σύμπαν μια ηλικία 13,8 δισεκατομμυρίων ετών. Αυτό απαιτούσε την καθιέρωση του πρώτου σκαλοπατιού αυτού που οι αστρονόμοι αποκαλούν «σκάλα κοσμικής απόστασης» και το οποίο απαιτείται για να φτιαχτεί ένα μέτρο σύγκρισης με τους μακρινότατους γαλαξίες. Είναι ξαδέρφια των V1, μεταβλητών αστέρων Κηφείδων που το τηλεσκόπιο Hubble μπορεί να ανιχνεύσει σε απόσταση πάνω από 100 φορές μακρύτερη από τη Γη από ό,τι το αστέρι που βρήκε πρώτος ο Edwin Hubble.
Το φαινόμενο «σκοτεινή ενέργεια»
Η αστροφυσική ανατράπηκε και πάλι το 1998, όταν το τηλεσκόπιο Hubble και άλλα παρατηρητήρια ανακάλυψαν ότι το σύμπαν διαστέλλεται με ολοένα και ταχύτερο ρυθμό, μέσω ενός φαινομένου που ονομάστηκε «σκοτεινή ενέργεια». Ο Αϊνστάιν έπαιξε για πρώτη φορά με αυτή την ιδέα μιας απωθητικής μορφής βαρύτητας στο διάστημα, ονομάζοντάς την κοσμολογική σταθερά.
Ακόμη πιο μυστηριωδώς, ο σημερινός ρυθμός διαστολής φαίνεται να είναι διαφορετικός από αυτόν που θα προέβλεπαν τα σύγχρονα κοσμολογικά μοντέλα του αναπτυσσόμενου σύμπαντος, προκαλώντας περαιτέρω σύγχυση στους θεωρητικούς.
Σήμερα, οι αστρονόμοι παλεύουν με την ιδέα ότι αυτό που επιταχύνει το σύμπαν μπορεί να αλλάζει με την πάροδο του χρόνου. Το διαστημικό τηλεσκόπιο Roman της NASA, με τη δυνατότητα πραγματοποίησης μεγάλων κοσμικών ερευνών, αναμένεται να οδηγήσει σε νέες γνώσεις σχετικά με τη συμπεριφορά της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας.
Το Roman πιθανότατα θα μετρήσει τη σταθερά Hubble μέσω φακών υπερκαινοφανών.
Αυτή η μεγάλη περιπέτεια που κράτησε έναν αιώνα, η εξερεύνηση του άγνωστου, ξεκίνησε με το Hubble να φωτογραφίζει μια μεγάλη κηλίδα φωτός, τον γαλαξία της Ανδρομέδας, στο Αστεροσκοπείο Mount Wilson, ψηλά πάνω από το Λος Άντζελες.
Εν ολίγοις, ο Έντουιν Χαμπλ είναι ο άνθρωπος που εξαφάνισε το αρχαίο σύμπαν και ανακάλυψε ένα νέο σύμπαν που θα συρρικνώσει την αυτοαντίληψη της ανθρωπότητας σε ένα ασήμαντο στίγμα στο σύμπαν.
