Виявив силу, що змінює Всесвіт: як телескоп Габбл змінив уявлення про космос

20 листопада 1889 року народився знаменитий американський астроном і астрофізик Едвін Габбл (помер 1953 року). Це один із найвидатніших астрономів XX століття, адже його відкриття зробили революцію в розумінні Всесвіту. У 1990 році розпочав свою роботу один із найзнаменитіших космічних телескопів, названий на честь Едвіна Габбла. За останні 35 років за допомогою телескопа Габбл астрономи зробили велику кількість відкриттів, які також змінили уявлення про космос. Представляємо одні з найбільш значущих відкриттів як астронома Габбла, так і телескопа, названого на його честь.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Які відкриття зробив Едвін Габбл?

Чумацький Шлях — це не весь Всесвіт

До 20-х років минулого століття багато вчених вважали, що наша галактика Чумацький Шлях — це і є весь Всесвіт. Хоча було виявлено різні "туманності", схожі на нашу галактику, вважалося, що це частина Чумацького Шляху. Але Едвін Габбл довів, що за межами нашої галактики існують й інші галактики, і їх мільярди.

Розширення Всесвіту

На початку XX століття вчені, зокрема й Альберт Ейнштейн, вважали, що Всесвіт є статичним, тобто не збільшується в розмірах. Але Едвін Габбл наприкінці 20-років минулого століття довів, що галактики віддаляються від нас. Астроном виявив, що чим далі розташована галактика, тим швидше вона віддаляється від нас. Таким чином Габбл довів, що Всесвіт розширюється. Швидкість розширення Всесвіту отримала назву постійна Габбла.

Класифікація галактик

Едвін Габбл створив систему класифікації галактик, якою астрономи користуються і зараз, хоча вона трохи розширена. Наприклад, астрофізик розділив галактики на спіральні з перемичкою (як Чумацький Шлях) і без неї, еліптичні та неправильні.

Відкриття Габбла кардинально змінили уявлення вчених про космос. Подібну революцію в розумінні Всесвіту зробив і космічний телескоп Габбл, який працює вже 35 років на навколоземній орбіті.

Які відкриття зробив телескоп Габбл?

Вік Всесвіту

До того, як почав свою роботу космічний телескоп Хаббл, астрономи вважали, що Всесвіт існує приблизно від 10 до 20 мільярдів років. Але за допомогою спостережень за змінними зірками та іншими галактиками, астрономи змогли уточнити вік Всесвіту — 13,8 мільярда років. Учені також довели, що з моменту Великого вибуху космос постійно розширюється.

Темна енергія

За допомогою телескопа Габбл наприкінці 90-х років минулого століття астрономи з'ясували, що Всесвіт не просто розширюється, а робить це з прискоренням. До цього вважалося, що розширення Всесвіту має сповільнюватися під дією гравітації. Але виявилося, що існує загадкова сила, названа темною енергією, яка протистоїть гравітації. Досі точна природа темної енергії, яка становить понад 70% маси-енергії Всесвіту, неясна.

Темна матерія

Темна матерія — це невидима напряму субстанція, що складається з невідомих частинок, яка має масу і її можна виявити завдяки її гравітаційним ефектам. Темна матерія впливає гравітацією на видиму матерію і викривляє світло, хоча сама не поглинає і не випромінює його.

Завдяки телескопу Хаббл астрофізики змогли вперше скласти тривимірну карту розподілу темної матерії у Всесвіті. Учені з'ясували, що галактики групуються там, де сконцентрована найбільша кількість темної матерії.

Також учені з'ясували, що темна матерія є "космічним клеєм", який не дає змоги галактикам розлетітися на частини.

Надмасивні чорні діри

До того, як почав роботу телескоп Габбл, вчені знали, що чорні діри не просто існують, а деякі з них мають величезну масу. При цьому було незрозуміло, наскільки поширені масивні чорні діри.

За допомогою телескопа Габбл астрономи з'ясували, що в центрі майже всіх галактик знаходяться надмасивні чорні діри, маса яких може бути в мільйони і мільярди разів більшою за масу Сонця.

Також учені з'ясували, що існує зв'язок між розміром центральних чорних дір і розмірами їхніх рідних галактик. Це означає, що вони розвиваються не окремо, а разом. Це дало можливість краще зрозуміти, як розвивався Всесвіт із плином часу.

Протопланетні диски

Телескоп Хаббл дозволив довести, що формування планет є поширеним явищем у Всесвіті. Спостерігаючи за областями зореутворення, такими як туманність Оріона, за допомогою телескопа Габбл, астрономи змогли виявити сплюснуті диски з газу і пилу, що оточують молоді зірки.

Саме в цих дисках створюються нові планети. Це відкриття підтвердило теорію про формування планет. Також астрономи з'ясували, що за межами Сонячної системи, ймовірно, існують мільярди планет, хоча на сьогоднішній день виявлено лише 6000 з них.

Атмосфера планет поза Сонячною системою

Спочатку телескоп Габбл не був призначений для вивчення планет, які обертаються навколо інших зірок. І все ж за його допомогою було отримано перші дотепер дані про хімічний склад атмосфер світів, які знаходяться за межами Сонячної системи. Саме Габбл виявив уперше органічні молекули, а також водяну пару в атмосферах інших планет.

Hubble Deep Field: подорож у минуле

Одним із важливих досягнень телескопа Габбл є масштабні огляди космосу, в результаті яких були отримані вже легендарні зображення.

У 1995 році астрономи отримали зображення Hubble Deep Field, на якому зображено близько 3000 галактик. Деякі з них існували 12-13 мільярдів років тому.

У 2004 році було отримано зображення Hubble Ultra Deep Field, яке дало змогу астрономам ще краще зрозуміти найбільш ранній Всесвіт. На цьому зображенні показано близько 10 000 галактик, багато з яких існували в перший мільярд років історії Всесвіту.

У 2012 році NASA показало зображення Hubble Extreme Deep Field, на якому зображено 5500 галактик. Найдальша з них розташована на відстані 13,2 млрд світлових років, а наймолодша галактика існувала через 450 млн років після Великого вибуху.

У 2019 році було опубліковано знімок Hubble Legacy Field, який об'єднує зображення телескопа Хаббл, зроблені за минулі 16 років. На знімку показано приблизно 265 000 галактик. Це зображення показує багато галактик, якими вони були 13,3 млрд років тому.

Космічний телескоп Габбл продовжує свою роботу незважаючи на те, що в нього вже виникали технічні проблеми в останні роки. Але його неможливо відремонтувати в космосі, а тому він працюватиме доки не вимикатимуться всі його прилади. Коли це станеться, ніхто не знає.