До не много отдавна нашата галактика Млечният път беше цялата позната Вселена. Нямахме представа какво кара звездите да блестят и беше известно, че само една звезда – нашето собствено слънце, приютява всякакви планети. От тези планети хората бяха изследвали само една: Земята.
„Звездната вселена, каквато я познаваме… е сплескана, с форма на часовник, организация на звезди и мъглявини“, пише астрономът Харлоу Шапли в Science News Bulletin, най-ранната версия на Science News, през август 1921 г.
Този искрящ джобен часовник беше Млечният път и по времето, когато Шапли пишеше това, астрономите тепърва започваха да схващат, че нещо изобщо може да се крие извън него.
Днес космическите кораби са прелетели до всяка една от планетите на Слънчевата система, заснемайки близки планове на техните диви извънземни лица. Оказва се, че Слънчевата система съдържа рог на изобилие от малки скалисти и заледени тела, които са оспорили самото определение за планета. Хиляди планети са били забелязани в орбита около други звезди, някои от които може да имат подходящите условия за процъфтяване на живота. А Млечният път, който вече знаем, е само една от милиардите галактики.
Последните 100 години донесоха поредица от революции в астрономията, като всяка една избутва нашата малка Земя малко по-далеч от центъра на нещата. Ние го приемаме, но някога хората не са били склонни да се съгласят с тези удари върху централното място на нашата родна планета.
В началото на 20-ти век се смята, че Млечният път е сам във Вселената. Той съдържа звезди, понякога организирани в клъстери, и размити петна от светлина, известни като мъглявини. Това е всичко.
Някои мъглявини имат спирални структури, „появяващи се в телескопа като обширни въртящи се колела, като фойерверки в небето“.
През 18 век немският философ Имануел Кант описва мъглявините като „Висши вселени“, или „Млечни пътища“. Но в началото на 1900 г. повечето астрономи смятат, че да се прави този паралел е нелепо.
„Никой компетентен мислител“, пише историкът на астрономията Агнес Клерке през 1890 г., „не може да поддържа мнението, че всяка една мъглявина е звездна система с ранг на Млечния път“
Към 20-те години обаче тази гледна точка вече е оспорена. Още през 1914 г. астрономът Хебър Къртис от обсерваторията Лик в Калифорния твърди, че спиралните мъглявини не са част от Млечния път, а по-скоро „невъобразимо отдалечени галактики от звезди или отделни звездни вселени, толкова отдалечени, че цяла галактика се превръща в мъглива светлина“.
Приблизително по същото време Шапли от обсерваторията на планината Уилсън в Калифорния започва да доказва, че самият Млечен път е немислимо необятен. Обсерваторията е построена във връзка с работа на Хенриета Ливит, част от група жени от Харвардския университет, които разглеждат върху фотографски плочи нощното небе.
Хенриета Ливит
При изучаването на снимки на Магелановите облаци, за които сега знаем, че са две малки галактики, които обикалят около Млечния път, Ливит забелязва, че някои звезди варират по яркост с течение на времето, някои от тях по особен начин. „Заслужава да се отбележи, пише тя през 1908 г., че по-ярките звезди имат по-дълги периоди на мигане“.
В началото на 1900 г. астрономът Хенриета Ливит открива характеристика на някои звезди, наречена променлива на Цефеида, която помага на други астрономи да измерват космическите разстояния. Тези звезди в крайна сметка помогнаха да се докаже, че Млечният път е само една от многото галактики.
Трудно е да се каже колко далеч наистина е космическият обект – ярко изглеждащите звезди могат да бъдат вътрешно тъмни, но близки, докато слабо изглеждащите звезди могат да бъдат вътрешно ярки, но много отдалечени.
Но всички цефеиди в един и същ облак трябва да са на приблизително еднакво разстояние от Земята. Това означава, че „периодите им очевидно са свързани с действителното им излъчване на светлина“, пише Ливит през 1912 г. За да разбере истинската яркост на каквато и да е цефеида, всичко, което астрономът трябваше да направи, беше да измери нейната блещукаща скорост. Беше малка стъпка, но помогна да се измери разстоянията до цефеидите в сферични клъстери от звезди и да се разбере позицията на Слънцето в Млечния път.
За негова изненада Слънцето не е в центъра на галактиката, а доста встрани. Звездният диск на Млечния път също се оказва 10 пъти по-широк, отколкото са предполагали предишните астрономи: около 300 000 светлинни години според неговите изчисления (съвременните астрономи смятат, че това е някъде между 120 000 и 200 000 светлинни години.)
През април 1920 г. едно събитие получава името Големият дебат. Всеки има 40 минути, за да представи своите виждания за това дали има само една или няколко вселени – това, което сега смятаме за галактики.
Шапли, който е на 30 години тогава и се смята за изгряваща звезда в астрономията, прочел аргументите си. Той едва се докосва до въпроса за другите вселени, като вместо това се фокусира върху новите си измервания на размера на Млечния път. Изводът е, че Млечният път е твърде голям за други галактики, за да има смисъл.
Къртис е по-стар, уважаван авторитет за спиралните мъглявини, както и надарен говорител. Той говори около стандартното тогава мнение, че Млечният път е много по-малък, отколкото предполага Шапли. Но дори и голям Млечен път не бива да отрича възможността за други, също толкова големи галактики, твърди той.
И двамата астрономи са отчасти прави, а отчасти грешат. Спорът в Голямата дискусия е разрешен от млад астроном на име Едуин Хъбъл, работещ в планината Уилсън. Хъбъл също използвал променлива техника на Leavitt’s Cepheid за измерване на космически разстояния, този път като намира променливите звезди в самите спирални мъглявини.
Астрономът Едуин Хъбъл държи рисунка на галактика, той доказа, че има и други галактики извън Млечния път
Хъбъл започва да наблюдава мъглявината Андромеда, една от най-ярките мъглявини на небето, през есента на 1923 г. Той използва 60-инчовия телескоп на връх Уилсън и неговия 100-инчов телескоп, тогава най-големият в света. През следващата година или малко повече, той изучава 35 цефеиди в Андромеда и различна мъглявина, наречена Триъгълник. Периодите им са достатъчно дълги, тъй че мъглявините трябвало да са от порядъка на един милион светлинни години, за да изглеждат звездите толкова слаби. (Сега знаем, че е по-скоро 2,5 милиона светлинни години до Андромеда и 2,7 милиона до Триъгълник.)
„Измерването на разстоянието до Андромеда беше голяма работа, защото беше първото доказателство, че има галактики извън нашата“, казва астрономът Емили Левеск от Вашингтонския университет в Сиатъл. „То промени това, което сме смятали за формата на нашата Вселена.“
Когато Шапли получава записките на Хъбъл, съобщава: „Ето писмото, което унищожи моята вселена.
През април 1990 г. НАСА пуска първия оптичен космически телескоп в орбитата на Земята, давайки на света нова перспектива за космоса.
„Вместо тези размазани петна от дори най-добрите обсерватории по планинските върхове на нашата планета, изведнъж цялото царство на Слънчевата система, галактиката, екстрагалактиката… се отвори“ , казва планетарният учен Джим Бел от Държавния университет в Аризона в Темпе.
НАСА кръсти телескопа на учения, който отвори умовете на астрономите за съществуването на такава вселена: космическият телескоп Хъбъл.
Изображенията, които е заснел в продължение на 30 години експлоатация – звездни клъстери, галактики и мъглявини – са толкова емблематични, че се отпечатват върху всичко – от чорапи и чаши за кафе до дизайни на пистата за висока мода.
Няколко от снимките на телескопа Хъбъл, които удивиха света:
Синята пръстеновидна галактика вдясно от това изображение вероятно е станала пръстеновидна, след като галактиката отляво е преминала през нея
Arp 273 е взаимодействаща двойка галактики. По-големият от тези неприятни партньори, UGC1810, се изкривява във форма, напомняща на роза от неговия спътник
Двойка сблъскващи се галактики в съзвездието Корвус, започнали да взаимодействат преди няколкостотин милиона години
M51 е класическа спирала, с две извити рамена от млади сини звезди, простиращи се от жълтеникаво централно ядро на по-стари звезди
НАСА, ЕКА
