Edwin Hubble
Edwin Powell Hubble (20 de novembro de 1889 - 28 de setembro de 1953) foi um astrônomo americano. Ele desempenhou um papel crucial no estabelecimento dos campos da astronomia extragaláctica e da cosmologia observacional.
O Hubble provou que muitos objetos anteriormente pensados como nuvens de poeira e gás e classificados como "nebulosas" eram na verdade galáxias além da Via Láctea. Ele usou a forte relação direta entre a luminosidade de uma variável Cefeida clássica e o período de pulsação (descoberto em 1908 por Henrietta Swan Leavitt) para dimensionar distâncias galácticas e extragalácticas.
O Hubble forneceu evidências de que a velocidade de recessão de uma galáxia aumenta com sua distância da Terra, uma propriedade agora conhecida como lei de Hubble, embora tenha sido proposta dois anos antes por Georges Lemaître. A lei de Hubble implica que o universo está se expandindo. Uma década antes, o astrônomo americano Vesto Slipher havia fornecido a primeira evidência de que a luz de muitas dessas nebulosas era fortemente desviada para o vermelho, indicativo de altas velocidades de recessão.
O nome Hubble é mais amplamente reconhecido pelo Telescópio Espacial Hubble, que foi nomeado em sua homenagem, com um modelo exibido com destaque em sua cidade natal, Marshfield, Missouri.
Infância e educação
Edwin Hubble nasceu, filho de Virginia Lee Hubble (nascida James) (1864–1934) e John Powell Hubble, um executivo de seguros, em Marshfield, Missouri, e mudou-se para Wheaton, Illinois, em 1900. Em sua juventude, ele era mais conhecido por suas proezas atléticas do que por suas habilidades intelectuais, embora tirasse boas notas em todas as disciplinas, exceto ortografia. Edwin era um atleta talentoso, jogando beisebol, futebol americano e pista de corrida tanto no ensino médio quanto na faculdade. Ele ganhou sete primeiros lugares e um terceiro lugar em uma única competição de atletismo do ensino médio em 1906 e jogou em várias posições na quadra de basquete, do centro ao ala-armador. Hubble levou o time de basquete da Universidade de Chicago ao seu primeiro título da Big Ten Conference em 1907.
Graduação
Os estudos de Hubble na Universidade de Chicago foram concentrados em matemática, astronomia e filosofia, o que resultou em um diploma de bacharel em ciências em 1910. Hubble também se tornou membro da Fraternidade Kappa Sigma. A Rhodes Scholar, ele passou três anos no The Queen's College, Oxford estudando jurisprudência em vez de ciência (como uma promessa a seu pai moribundo), e mais tarde acrescentou estudos em literatura e espanhol, eventualmente ganhando seu mestrado grau.
Em 1909, o pai de Hubble mudou sua família de Chicago para Shelbyville, Kentucky, para que a família pudesse viver em uma pequena cidade, estabelecendo-se na vizinha Louisville. Seu pai morreu no inverno de 1913, enquanto Edwin ainda estava na Inglaterra. No verão seguinte, Edwin voltou para casa para cuidar de sua mãe, duas irmãs e irmão mais novo, junto com seu irmão William. A família mudou-se mais uma vez para a Everett Avenue, no bairro de Highlands em Louisville, para acomodar Edwin e William.
Hubble também era um filho obediente que, apesar de seu intenso interesse em astronomia desde a infância, concordou com o pedido de seu pai para estudar direito, primeiro na Universidade de Chicago e depois em Oxford. Nessa época, ele também fez alguns cursos de matemática e ciências. Após a morte de seu pai em 1913, Edwin voltou de Oxford para o meio-oeste, mas não teve motivação para exercer a advocacia. Em vez disso, ele passou a ensinar espanhol, física e matemática na New Albany High School em New Albany, Indiana, onde também treinou a educação dos meninos. time de basquete. Após um ano lecionando no ensino médio, ele ingressou na pós-graduação com a ajuda de seu ex-professor da Universidade de Chicago para estudar astronomia no Observatório Yerkes da universidade, onde recebeu seu Ph.D. em 1917. Sua dissertação foi intitulada "Investigações fotográficas de nebulosas fracas". Em Yerkes, ele teve acesso a um dos telescópios mais poderosos do mundo na época, que tinha um refletor inovador de 24 polegadas (61 cm).
Estudos de doutorado
Depois que os Estados Unidos declararam guerra à Alemanha em 1917, Hubble correu para concluir seu doutorado. dissertação para que ele pudesse entrar para o exército. Hubble se ofereceu como voluntário para o Exército dos Estados Unidos e foi designado para a recém-criada 86ª Divisão, onde serviu no 2º Batalhão, 343º Regimento de Infantaria. Ele ascendeu ao posto de Major e foi considerado apto para o serviço no exterior em 9 de julho de 1918, mas a 86ª Divisão nunca entrou em combate. Após o fim da Primeira Guerra Mundial, Hubble passou um ano na Universidade de Cambridge, onde renovou seus estudos de astronomia.
Carreira
Em 1919, Hubble recebeu uma oferta de cargo no Observatório Mount Wilson da Carnegie Institution for Science, perto de Pasadena, Califórnia, por George Ellery Hale, o fundador e diretor do observatório. Hubble permaneceu na equipe de Mount Wilson até sua morte em 1953. Pouco antes de sua morte, Hubble se tornou o primeiro astrônomo a usar o recém-concluído refletor gigante Hale Telescope de 200 polegadas (5,1 m) no Observatório Palomar perto de San Diego, Califórnia.
Hubble também trabalhou como civil para o Exército dos EUA em Aberdeen Proving Ground, em Maryland, durante a Segunda Guerra Mundial, como Chefe do Ramo de Balística Externa do Laboratório de Pesquisa de Balística, durante o qual dirigiu um grande volume de pesquisa em balística exterior que aumentou o poder de fogo efetivo de bombas e projéteis. Seu trabalho foi facilitado pelo desenvolvimento pessoal de diversos equipamentos para a instrumentação utilizada em balística exterior, sendo o mais destacado o desenvolvimento da câmera relógio de alta velocidade, que possibilitou o estudo das características de bombas e projéteis de baixa velocidade em voo.. Os resultados de seus estudos foram creditados por melhorar muito o design, o desempenho e a eficácia militar de bombas e foguetes. Por seu trabalho lá, ele recebeu o prêmio da Legião do Mérito.
Descobertas
O universo vai além da Via Láctea
A chegada de Edwin Hubble ao Mount Wilson Observatory, Califórnia, em 1919, coincidiu aproximadamente com a conclusão do telescópio Hooker de 100 polegadas (2,5 m), então o maior do mundo. Naquela época, a visão predominante do cosmos era que o universo consistia inteiramente na Via Láctea.
Usando o Telescópio Hooker no Monte Wilson, o Hubble identificou variáveis Cefeidas, uma vela padrão descoberta por Henrietta Leavitt. Comparando sua luminosidade aparente com sua luminosidade intrínseca, dá sua distância da Terra. Hubble encontrou Cefeidas em várias nebulosas, incluindo a Nebulosa de Andrômeda e a Nebulosa do Triângulo. Suas observações, feitas em 1924, provaram conclusivamente que essas nebulosas estavam muito distantes para fazer parte da Via Láctea e eram, na verdade, galáxias inteiras fora da nossa, por isso hoje não são mais consideradas nebulosas.
Esta foi a primeira hipótese já em 1755, quando a História Geral da Natureza e Teoria dos Céus de Immanuel Kant apareceu. Essa hipótese foi contestada por muitos no estabelecimento de astronomia da época, em particular por Harlow Shapley, baseado na Universidade de Harvard. Apesar da oposição, Hubble, então um cientista de 35 anos, teve suas descobertas publicadas pela primeira vez no The New York Times em 23 de novembro, 1924, então os apresentou a outros astrônomos na reunião de 1º de janeiro de 1925 da American Astronomical Society. Os resultados do Hubble para Andrômeda não foram formalmente publicados em uma revista científica revisada por pares até 1929.
As descobertas de Hubble mudaram fundamentalmente a visão científica do universo. Os defensores afirmam que a descoberta do Hubble de nebulosas fora de nossa galáxia ajudou a abrir caminho para futuros astrônomos. Embora alguns de seus colegas mais renomados simplesmente zombassem de seus resultados, Hubble acabou publicando suas descobertas sobre nebulosas. Este trabalho publicado lhe rendeu um prêmio intitulado American Association Prize e quinhentos dólares de Burton E. Livingston do Committee on Awards.
O Hubble também desenvolveu o sistema mais comumente usado para classificar galáxias, agrupando-as de acordo com sua aparência em imagens fotográficas. Ele organizou os diferentes grupos de galáxias no que ficou conhecido como a sequência de Hubble.
O redshift aumenta com a distância
O Hubble passou a estimar as distâncias de 24 nebulosas extragalácticas, usando uma variedade de métodos. Em 1929, Hubble examinou a relação entre essas distâncias e suas velocidades radiais determinadas a partir de seus desvios para o vermelho. Sabe-se agora que suas distâncias estimadas são muito pequenas, em um fator de cerca de 7. Isso se deve a fatores como o fato de haver dois tipos de variáveis Cefeidas ou confundir nuvens de gás brilhante com estrelas brilhantes. No entanto, suas distâncias eram mais ou menos proporcionais às distâncias reais e, combinando suas distâncias com medições dos redshifts das galáxias por Vesto Slipher e por seu assistente Milton L. Humason, ele encontrou uma relação aproximadamente linear entre as distâncias do galáxias e suas velocidades radiais (corrigidas para o movimento solar), uma descoberta que mais tarde ficou conhecida como a lei de Hubble.
Isso significa que quanto maior a distância entre quaisquer duas galáxias, maior será sua velocidade relativa de separação. Se interpretadas dessa forma, as medições do Hubble em 46 galáxias levam a um valor para a constante de Hubble de 500 km/s/Mpc, que é muito maior do que os valores atualmente aceitos de 74 km/s/Mpc (escada de distância cósmica método) ou 68 km/s/Mpc (método CMB) devido a erros em suas calibrações de distância.
No entanto, a razão para o redshift permaneceu incerta. Georges Lemaître previu em bases teóricas baseadas nas equações de Einstein para a relatividade geral a relação redshift-distância, e publicou suporte observacional para ela, dois anos antes da descoberta da lei de Hubble. Embora ele tenha usado o termo "velocidades" em seu artigo (e "velocidades radiais aparentes" na introdução), ele mais tarde expressou dúvidas sobre interpretá-las como velocidades reais. Em 1931 ele escreveu uma carta ao cosmólogo holandês Willem de Sitter expressando sua opinião sobre a interpretação teórica da relação redshift-distância:
"Sr. Humason e eu somos ambos profundamente sensatos de sua graciosa apreciação dos papéis sobre velocidades e distâncias das nebulosas. Usamos o termo "aparências" para enfatizar as características empíricas da correlação. A interpretação, sentimos, deve ser deixada para você e para os poucos outros que são competentes para discutir o assunto com autoridade."
Hoje, as "velocidades aparentes" em questão são geralmente pensados como um aumento na distância adequada que ocorre devido à expansão do universo. A luz que viaja através de uma métrica em expansão experimentará um redshift do tipo Hubble, um mecanismo um pouco diferente do efeito Doppler (embora os dois mecanismos se tornem descrições equivalentes relacionadas por uma transformação de coordenadas para galáxias próximas).
Na década de 1930, Hubble estava envolvido na determinação da distribuição de galáxias e da curvatura espacial. Esses dados pareciam indicar que o universo era plano e homogêneo, mas havia um desvio da planicidade em grandes desvios para o vermelho. Segundo Alan Sandage,
"Hubble acreditava que seus dados de contagem deram um resultado mais razoável sobre a curvatura espacial se a correção do redshift fosse feita assumindo nenhuma recessão. Para o final de seus escritos, ele manteve esta posição, favorecendo (ou pelo menos mantendo aberto) o modelo onde nenhuma verdadeira expansão existe, e, portanto, que o redshift "representa um princípio de natureza até então não reconhecido".
Houve problemas metodológicos com a técnica de pesquisa do Hubble que mostrou um desvio do nivelamento em grandes desvios para o vermelho. Em particular, a técnica não levou em conta as mudanças na luminosidade das galáxias devido à evolução das galáxias. Anteriormente, em 1917, Albert Einstein havia descoberto que sua recém-desenvolvida teoria da relatividade geral indicava que o universo deveria estar se expandindo ou se contraindo. Incapaz de acreditar no que suas próprias equações lhe diziam, Einstein introduziu uma constante cosmológica (um "fator de correção") nas equações para evitar esse "problema". Quando Einstein soube dos redshifts de Hubble, ele imediatamente percebeu que a expansão prevista pela relatividade geral deve ser real e, mais tarde na vida, ele disse que mudar suas equações foi "o maior erro de [sua] vida". " Na verdade, Einstein aparentemente uma vez visitou o Hubble e tentou convencê-lo de que o universo estava se expandindo.
Hubble também descobriu o asteróide 1373 Cincinnati em 30 de agosto de 1935. Em 1936, ele escreveu The Observational Approach to Cosmology e The Realm of the Nebulae, que explicou suas abordagens para astronomia extragaláctica e sua visão da história do sujeito.
Em dezembro de 1941, Hubble relatou à Associação Americana para o Avanço da Ciência que os resultados de uma pesquisa de seis anos com o telescópio Mt. Wilson não suportavam a teoria do universo em expansão. De acordo com um artigo do Los Angeles Times relatando as observações do Hubble, “As nebulosas não poderiam ser distribuídas uniformemente, como o telescópio mostra que são, e ainda se encaixam na ideia da explosão. Explicações que tentam contornar o que o grande telescópio vê, disse ele, falham. A explosão, por exemplo, teria que começar muito depois que a Terra foi criada, e possivelmente mesmo depois que a primeira vida apareceu aqui." (A estimativa de Hubble do que agora chamamos de constante de Hubble colocaria o Big Bang apenas 2 bilhões de anos atrás.)
Vida pessoal
Hubble casou-se com Grace Lillian (Burke) Leib (1889–1980), filha de John Patrick e Luella (Kepford) Burke, em 26 de fevereiro de 1924.
Hubble foi criado como cristão protestante, mas algumas de suas declarações posteriores sugerem incerteza.
Problemas de saúde e morte
O Hubble teve um ataque cardíaco em julho de 1949 enquanto estava de férias no Colorado. Ele foi cuidado por sua esposa e continuou com uma dieta e horário de trabalho modificados. Ele morreu de trombose cerebral (um coágulo de sangue em seu cérebro) em 28 de setembro de 1953, em San Marino, Califórnia. Nenhum funeral foi realizado para ele e sua esposa nunca revelou o local do enterro.
Controvérsias
Acusações sobre a prioridade de Lemaître
Em 2011, a revista Nature relatou alegações de que Hubble desempenhou um papel na redação de partes-chave da tradução do artigo de Lemaître de 1927, que afirmava o que agora é chamado de Lei de Hubble e também deu evidência observacional para isso. Os historiadores citados no artigo estavam céticos de que as redações faziam parte de uma campanha para garantir que o Hubble mantivesse a prioridade. No entanto, o astrônomo observacional Sidney van den Bergh publicou um artigo sugerindo que, embora as omissões possam ter sido feitas por um tradutor, elas ainda podem ter sido deliberadas.
Em novembro de 2011, o astrônomo Mario Livio relatou na Nature que documentos no arquivo Lemaître demonstraram que a redação foi realmente realizada pelo próprio Lemaître, que aparentemente viu pouco sentido em incluir conteúdo científico que já havia sido relatado pelo Hubble. Isso, entretanto, não diminui o fato de que Lemaître publicou em francês, sem tais omissões, dois anos antes de Hubble.
Tentativa de obter o Prêmio Nobel
Na época, o Prêmio Nobel de Física não reconhecia trabalhos feitos em astronomia. Hubble passou grande parte da última parte de sua carreira tentando fazer com que a astronomia fosse considerada uma área da física, em vez de ser sua própria ciência. Ele fez isso principalmente para que os astrônomos - incluindo ele próprio - pudessem ser reconhecidos pelo Comitê do Prêmio Nobel por suas valiosas contribuições à astrofísica. Esta campanha não teve sucesso durante a vida de Hubble, mas logo após sua morte, o Comitê do Prêmio Nobel decidiu que o trabalho astronômico seria elegível para o prêmio de física. No entanto, o prêmio não pode ser concedido postumamente.
Honras
Prêmios
- Prêmio Newcomb Cleveland em 1924;
- Bruce Medal em 1938;
- Medalha Franklin em 1939;
- Medalha de Ouro da Royal Astronomical Society em 1940;
- Legião de Mérito por excelente contribuição para a pesquisa de balística em 1946;
Homônimos
- Asteróide 2069 Hubble;
- A cratera Hubble na Lua;
- Orbitando o Telescópio Espacial Hubble;
- Edwin P. Hubble Planetário, localizado na Edward R. Murrow High School, Brooklyn, NY.;
- Edwin Hubble Highway, o trecho da Interstate 44 passando por seu berço de Marshfield, Missouri;
- Hubble Middle School, uma escola pública em Wheaton, Illinois, onde ele viveu de 11 anos e acima.
Selo
Em 6 de março de 2008, o Serviço Postal dos Estados Unidos lançou um selo de 41 centavos em homenagem a Hubble em uma folha intitulada "American Scientists" projetado pelo artista Victor Stabin. Sua citação diz:
Muitas vezes chamado de "pioneiro das estrelas distantes", o astrônomo Edwin Hubble (1889-1953) desempenhou um papel fundamental na decifração da natureza vasta e complexa do universo. Seus estudos meticulosos de nebulosas espirais provaram a existência de galáxias que não a nossa própria Via Láctea. Se ele não tivesse morrido de repente em 1953, Hubble teria ganho o Prêmio Nobel de Física daquele ano.
(Observe que a afirmação de que ele teria ganho o Prêmio Nobel em 1953 é provavelmente falsa, embora ele tenha sido indicado ao prêmio naquele ano.)
Os outros cientistas do "American Scientists" folha incluem Gerty Cori, bioquímico; Linus Pauling, químico, e John Bardeen, físico.
Outras aparições notáveis
- 1934 Entregue a Palestra Halley] na Universidade de Oxford
- Hall of Famous Missourians 2003
- 2008 "American Scientists" EUA selo série, $0.41.
- 2017 Basquetebol de Indiana Salão da Fama
Na cultura popular
No documentário de 1980 Cosmos: A Personal Voyage do astrônomo Carl Sagan, a vida e obra de Hubble são retratadas na tela no episódio 10: "The Edge of Forever".
A peça Aniversário da Criação, escrita pelo físico de Cornell Hasan Padamsee, conta a história da vida de Hubble.
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