ю Слайфером, подтвердили и данные сотрудников Ликской обсерватории.
Слайфер раскопал «золотую жилу» и не думал останавливаться: он взялся за получение спектров других туманностей. Но задача оказалась ещё труднее, потому что эти спиральные облачка светились гораздо слабее туманности Андромеды.
Слайфер измерил спектр туманности Сомбреро и нашёл, что она движется со скоростью 1000 километров в секунду — в три раза быстрее туманности Андромеды и в противоположном направлении — от Солнца!
К лету 1914 года Слайфер измерил спектры 15 туманностей. Это был настоящий научный подвиг. Каждая пластинка требовала экспозиции 12- 14 часов, что означало наблюдение в течение нескольких ночей. Но если не менять положение телескопа, то выбранная звезда или туманность быстро покидают поле его зрения. У современных телескопов есть точные электрические моторы, которые медленно поворачивают инструмент вслед за наблюдаемым объектом, компенсируя вращение Земли. Старые телескопы, включая тот, что был в Лоуэлловской обсерватории, имели только ручное управление. Слайфер не мог отойти от телескопа и спектрографа ни на шаг, всё время вручную подкручивая колесики и рукоятки и меняя направление инструмента.
— Как вы смогли так долго стоять у телескопа? — поражённо спрашивали Слайфера другие астрономы. Он сухо отвечал:
— Я прислонялся к нему.
Суммарный результат наблюдений 15 туманностей получился ещё более впечатляющим, чем наблюдение Андромеды и Сомбреро в отдельности. Слайфер не любил публичности, но в августе 1914 года он выступил на собрании американского Астрономического общества с докладом о своих исследованиях скоростей туманностей. Результат потряс всех: только три туманности, включая Андромеду, приближаются к Млечному Пути; двенадцать остальных отдаляются от Солнца, то есть разбегаются в разные стороны!
После окончания доклада весь зал встал и устроил Слайферу овацию. Вместе с другими астрономами аплодировал и будущий знаменитый астроном Эдвин Хаббл (1889-1953), которого тогда только что приняли в Астрономическое общество.
Известный датский астроном Эйнар Герцшпрунг (1873-1967) и другие учёные, включая Кэмпбелла, поздравляли Слайфера с важным открытием и привыкали к новому видению мира. Стало понятно, что туманности — такие же галактики, как и наш Млечный Путь. Но оставалось непонятным, что заставляет их разбегаться в разные стороны.
В апреле 1917 года Слайфер выступил на конференции в Филадельфии. К тому времени он измерил скорости 25 галактик, и только четыре из них двигались к Солнцу, остальные разбегались. Слайфер сказал, что это выглядит так, словно галактики отчего-то рассеиваются в пространстве.
Группа первых в мире женщин-астрономов, работавших в Гарвардской обсерватории. Эти трудолюбивые дамы ввели всемирно известную классификацию звёзд: O, B, A, F, G, K, M. Фотография из книги Х. Купера и Н. Хенбеста «История астрономии».
В это время в Европе происходили важные события: в 1915 году немецкий физик Альберт Эйнштейн (1879- 1955) вывел уравнения гравитации — общую теорию относительности. В ноябре 1917 года нидерландский астроном Виллем де Ситтер (1872-1934) показал, что при некоторых условиях уравнения Эйнштейна имеют решение, согласно которому Вселенная нестационарна и галактики в ней могут разлетаться в разные стороны. Де Ситтер первый употребил термин «разбегающаяся Вселенная».
Английский астрофизик Артур Эддингтон (1882-1944) в 1923 году связал теорию де Ситтера с наблюдениями Слайфера (к тому времени тот уже измерил скорости 41 галактики, и только пять из них двигались к Солнцу) и пришёл к заключению, что скорость движения галактик должна возрастать с увеличением расстояния до них.
Расстояния до других галактик были известны очень плохо. И директор Гарвардской обсерватории Эдуард Пикеринг (1846-1919) пошёл против существовавших обычаев, пригласив для обработки многочисленных фотографий звёзд группу женщин-астрономов. С одной стороны, Пикеринг открыл женщинам дорогу в профессию, с другой — оказался экономным директором, потому что в конце XIX века зарплата женщин была в два раза меньше зарплаты мужчин, делавших ту же работу.
Гарвардская группа женщин-астрономов ввела современную классификацию звёзд: O, B, A, F, G, K, M («Oh Be A Fine Girl, Kiss Me!» Русская фраза для запоминания не так интересна: «Один Бритый Англичанин Финики Жевал Как Морковь»). Генриетта Ливитт (1868-1921), работавшая в группе с 1893 года до конца жизни, сделала фундаментальное открытие, которое позволило определить расстояния до других галактик.
На фотопластинках, полученных в Перу, Ливитт нашла две с половиной тысячи переменных звёзд. Особенно яркие из них — цефеиды*. Предшественник Генриетты Ливитт двадцатилетний любитель астрономии Джон Гудрайк (1764-1786) ещё в 1784 году открыл переменность звезды дельта Цефея, яркость которой колебалась с периодом 5 дней и 9 часов.
____________________
[* Цефеиды — класс пульсирующих переменных звёзд, названный в честь звезды дельта Цефея, эти жёлтые гиганты в 103-105 раз ярче Солнца.]
Так уж получилось, что в детстве Генриетта Ливитт, как и Джон Гудрайк, потеряла слух из-за болезни, но биение звёзд и музыку космических сфер они слышали превосходно. Ливитт нашла замечательный способ измерять межгалактические расстояния. Она заметила, что средняя яркость цефеид Малого Магелланового Облака растёт с длительностью периода их пульсаций. Значит, измеряя периодичность цефеид, можно найти их истинную яркость. Учитывая, что с увеличением расстояния наблюдаемый блеск объектов падает, определить расстояние до цефеид достаточно легко.
Цефеиды стали для астрономов настоящими межгалактическими маяками, хотя, конечно, обнаружить и исследовать эти жёлтые гиганты, расположенные в других галактиках, очень непросто. Лишь в 1929 году Эдвин Хаббл на 100-дюймовом телескопе обсерватории Маунт-Вильсон сумел найти достаточное количество внегалактических цефеид и измерить расстояния до ближайших галактик. Он сравнил скорости разбегания галактик, найденные Слайфером, с расстояниями до них и доказал, что Эддингтон был прав — между скоростью и расстоянием существует линейная зависимость, известная сейчас как закон Хаббла.
История склонна к упрощению — во многих популярных книгах и даже в учебниках астрономии можно прочитать о том, что разбегание галактик открыл Хаббл. Это неверно: фундаментальный факт разбегания галактик открыл и исследовал Весто Мелвин Слайфер — скромный и упорный труженик науки. Со временем он стал директором Лоуэлловской обсерватории, руководил поиском планеты Плутон и умер в возрасте 94 лет.
Туманность Андромеды, первая изученная Слайфером, расположена к нам ближе всех и вследствие гравитационной связи с нашей Галактикой не подчиняется закону расширения. Через пять миллиардов лет туманность Андромеды даже может столкнуться с нашей Галактикой. В это время в небе Земли будет виден перекрёсток двух млечных путей.
Столкнётся туманность Андромеды с нашей Галактикой или пролетит мимо? На этот вопрос ответа ещё нет. Чтобы его найти, нужен упорный человек, влюблённый в звёзды, способный расспросить их о космических тайнах и расслышать ответ.
«Наука и жизнь» № 4,2011.