Co Edwin Hubble zjistil o galaxiích a rozpínání?
Edwin Hubble (1889–1953) pomohl doložit, že Mléčná dráha není jedinou galaxií, a zveřejnil zásadní pozorovací vztah mezi vzdálenostmi galaxií a jejich vzdalováním. Jeho výsledky využívaly cefeidy i spektrální měření dalších astronomů. Přesné vzdálenosti se přitom ještě dlouho opravovaly.
© / kredit: NASA & ESA · Zdroj · · CC BY 4.0 · Úpravy: zmenšení, doplnění rámečku a kreditu.
Když byly galaxie ještě mlhovinami
Na začátku 20. století nebylo u řady slabých mlhavých objektů jasné, zda leží uvnitř Mléčné dráhy, nebo představují samostatné hvězdné soustavy. Rozhodnutí potřebovalo spolehlivou vzdálenost.
Hubble na observatoři Mount Wilson používal Hookerův dalekohled s průměrem zrcadla přibližně 2,5 metru. Na fotografických deskách Andromedy rozpoznal v roce 1923 proměnnou hvězdu typu cefeidy. Navazující pozorování a další cefeidy umožnily vypočítat vzdálenost.
Proč byla cefeida tak důležitá
Díky vztahu objevenému Leavittovou lze z periody proměn odhadnout svítivost cefeidy. Porovnáním se zachyceným světelným tokem dostaneme vzdálenost.
Hubble tehdy odhadl, že je Andromeda blíž, než ukazují dnešní měření. I jeho odhad vzdálenosti však stačil k zásadnímu závěru: Andromeda leží daleko za hranicemi Mléčné dráhy. Patří tedy mezi samostatné galaxie tvořené obrovským množstvím hvězd, které se tehdejším dalekohledům jevily jako mlhavé skvrny.
Vztah zveřejněný v roce 1929
Hubble porovnal odhady vzdáleností galaxií s jejich radiálními rychlostmi odvozenými ze spektrálních posuvů. V souboru vynikl trend: vzdálenější galaxie se v průměru vzdalují rychleji. Pro blízký vesmír jej dnes zapisujeme přibližně v = H₀ × d.
Jednotlivé galaxie mají také vlastní pohyby způsobené okolní gravitací. Proto nemusí každá přesně ležet na stejné přímce a blízká Andromeda se k nám dokonce přibližuje. Širší vztah popisuje téma o Hubbleově konstantě.
Smyšlené body ilustrují celkový trend a rozptyl jednotlivých měření. Nejde o reprodukci Hubbleových původních dat ani současné určení Hubbleovy konstanty.
© / kredit: Kosmologické novinky · Zdroj · Odborný podklad · CC BY 4.0 · Úpravy: vlastní schéma.
Čí práce se ve výsledku spojila
Spektrální měření Vesta Sliphera byla hlavním zdrojem rychlostí pro mnoho tehdejších galaxií. Milton Humason později získával spektra slabších a vzdálenějších objektů a s Hubbleem rozšiřoval pozorovací základ.
Georges Lemaître spojil rozpínající se model s dostupnými vzdálenostmi a posuvy už roku 1927. Pro vztah se proto používá označení Hubbleův–Lemaîtrův zákon. Rozlišujeme tím teoretický výklad a různé příspěvky k pozorovacím důkazům.
Co se muselo později opravit
Hubbleovy hodnoty vzdáleností byly podhodnocené a jeho odhad rychlosti rozpínání vycházel mnohem vyšší než dnešní. Zpřesňování typů cefeid, kalibrace a rozpoznávání hvězd postupně změnilo číselné měřítko.
Základní vztah obstál, jeho přesné číselné určení se zlepšovalo. Dnešní spor o hodnotu H₀ už stojí na mnohem přesnějších metodách. Srovnání historického objevu se současným Hubbleovým napětím ukazuje, proč je důležité oddělit existenci jevu od přesnosti jeho měření.
Zdroje a další čtení
Proč je to zajímavé právě pro vás?
Hubble pomohl prokázat mimogalaktickou povahu Andromedy a pozorovací vztah vzdálenosti a vzdalování. Výsledek navazoval na Leavittovou, Sliphera, Lemaîtra i další spolupracovníky.
Našli jste chybu nebo nepřesnost? Napište redakci. (redakce@kosmonovinky.cz)