SciTechDaily

ניקולס

מעבר לשביל החלב: תגליותיו שמשנות את היקום של אדווין האבל

אדווין פאוול האבל שינה את השקפתנו על היקום מישות סטטית לישות מתרחבת באמצעות תצפיותיו במצפה הר וילסון. מחקריו הוכיחו את קיומן של גלקסיות מעבר לשביל החלב וביססו את היסודות של חוק האבל. מסעו האקדמי של האבל התאפיין במעבר ממשפטים לאסטרונומיה, המונע על ידי התשוקה שלו לכל החיים. למרות שמעולם לא קיבל פרס נובל, תרומתו נותרה חיונית, מונצחת בשמו של טלסקופ החלל האבל. קרדיט: ESA/האבל

אדווין האבל חולל מהפכה באסטרונומיה בכך שהוכיח שהיקום מתרחב ומזהה גלקסיות מעבר שביל החלב. מחקרו הניח את הבסיס לחוק האבל, שעיצב מחדש את נקודת המבט הקוסמית שלנו. מורשתו נמשכת דרך ה טלסקופ החלל האבל.

"ידעתי שגם אם אני מדרגה שניה או שלישית, האסטרונומיה היא שחשובה".

המשפט הזה, שנכתב על ידי אדווין האבל כשהוא מזכיר את נעוריו, מספר לנו הרבה על האיש. אדם שהפר בסופו של דבר את ההבטחה שנתנה לאביו והלך בדרך שהוכתבה על ידי תשוקתו.

כתוצאה מעבודתו של האבל, התפיסה שלנו לגבי מקומה של האנושות ביקום השתנתה לנצח: בני האדם שוב הוצאו בצד ממרכז היקום. כאשר מדענים החליטו לקרוא לטלסקופ החלל על שם מייסד הקוסמולוגיה המודרנית, הבחירה לא הייתה מתאימה יותר.

סטודנט מבטיח

אדווין האבל נולד במיזורי ב-1889, בנו של מנהל ביטוח, ועבר לשיקגו תשע שנים מאוחר יותר. בסיום לימודיו בתיכון בשנת 1906, אמר המנהל: "אדווין האבל, צפיתי בך ארבע שנים ומעולם לא ראיתי אותך לומד במשך עשר דקות." הוא עצר, השאיר את אדווין הצעיר על זרועותיו עוד רגע, לפני שהמשיך: "הנה מלגה עבור אוניברסיטת שיקגו."

מלגת התיכון הזו הוענקה גם לתלמיד אחר בטעות, אז היה צריך להפחית את הכסף בחצי ואדווין נאלץ לספק את השאר. הוא שילם את הוצאותיו על ידי שיעורי עזר, עבודה בקיץ, ובשנה הצעירה שלו, על ידי השגת מלגה בפיזיקה ועבודה כעוזר מעבדה. לבסוף הוא השיג תואר במתמטיקה ואסטרונומיה ב-1910.

צילום אדווין פאוול האבל

דיוקן סטודיו של אדווין פאוול האבל בשנת 1931. קרדיט: יוהאן הגמייר, דיוקנאות מצלמה כרמל

המלומד של רודוס

צעיר גבוה ובנוי בעוצמה, האבל אהב כדורסל ואיגרוף, והשילוב של כושר אתלטי ויכולת אקדמית זיכה אותו במלגת רודוס לאוקספורד. שם, הבטחה שניתנה לאביו הגוסס, שמעולם לא קיבל את התאהבותו של אדווין באסטרונומיה, הובילה אותו ללמוד משפטים ולא מדעים, אם כי גם למד ספרות וספרדית.

הוא למד משפטים רומי ואנגלי באוקספורד וחזר לארצות הברית רק בשנת 1913. כאן עבר את בחינת עורכי הדין ועסק בעריכת דין בחצי פה במשך שנה בקנטקי, שם התגוררה אז משפחתו.

המורה והמאמן האהוב בתיכון

הוא גם נשכר על ידי בית הספר התיכון ניו אלבני (ניו אלבני, אינדיאנה) בסתיו 1913 כדי ללמד ספרדית, פיזיקה ומתמטיקה, ולאמן כדורסל. הפופולריות שלו כמורה מתועדת בשנתון בית הספר המוקדש לו: "למורה האהוב שלנו לספרדית ופיזיקה, שהיה חבר נאמן לנו בשנה האחרונה שלנו, שהיה מוכן תמיד לעודד ולעזור לנו גם בבית הספר וגם בהמשך את השדה, אנחנו, הכיתה של 1914, מקדישים באהבה את הספר הזה."

כאשר תקופת הלימודים הסתיימה במאי 1914, האבל החליט להמשיך בתשוקתו הראשונה ולכן חזר לאוניברסיטה כסטודנט לתואר שני כדי ללמוד יותר אסטרונומיה.

טלסקופ החלל האבל לאחר ששוחרר ממעבורת החלל אטלנטיס

חבר צוות STS-125 על סיפון מעבורת החלל אטלנטיס צילם את תמונת הסטילס הזו של טלסקופ החלל האבל כאשר שתי החלליות המשיכו את ההפרדה היחסית שלהן ב-19 במאי 2009, לאחר שהיו מקושרות יחד במשך חלק גדול יותר של שבוע. במהלך השבוע בוצעו חמש הליכות חלל להשלמת משימת השירות האחרונה למצפה הכוכבים. קרדיט: נאס"א

עידן חדש לאסטרונומיה מתחיל

האסטרופיזיקאי הבריטי המפורסם סטיבן הוקינג כתב בספרו A Brief History of Time ש"הגילוי של האבל שהיקום מתרחב הייתה אחת המהפכות האינטלקטואליות הגדולות של המאה ה-20". מי יכול היה לנחש עתיד כזה עבור אדווין כשהחל את הדוקטורט שלו באסטרונומיה באוניברסיטת שיקגו ב-1914?

מלחמה דוחה את הופעת הבכורה האסטרונומית של האבל

בתחילת 1917, בעודו מסיים את עבודת הדוקטורט שלו, הוזמן האבל על ידי ג'ורג' אלרי הייל, מייסד מצפה הכוכבים הר וילסון בפסדינה, קליפורניה, להצטרף לצוות שם. זו הייתה הזדמנות מצוינת, אבל היא הגיעה באפריל של שנה איומה. לאחר שישב ער כל הלילה כדי לסיים את עבודת הדוקטורט שלו וניגש לבחינה בעל פה למחרת בבוקר, האבל התגייס לחיל הרגלים ומסר להייל: "חרטה לא יכולה לקבל את הזמנתך. אני יוצא למלחמה."

הוא שירת בצרפת ולאחר מכן חזר לארצות הברית ב-1919. הוא הלך מיד למצפה הר וילסון, לשם הגיע מייג'ור האבל שזה עתה השתחרר, כפי שהציג את עצמו תמיד, עדיין במדים, אך מוכן להתחיל בתצפית.

האבל התמזל מזלו להיות במקום הנכון בזמן הנכון. הר וילסון היה מרכז עבודת התצפית בבסיס האסטרופיזיקה החדשה, שנקראה מאוחר יותר קוסמולוגיה, וטלסקופ הוקר בגודל 100 אינץ', אז החזק ביותר על פני כדור הארץ, הושלם והותקן זה עתה לאחר כמעט עשור של עבודה.

על ההר, האבל נתקל ביריבו המדעי הגדול ביותר, הארלו שאפלי, שכבר עשה את המוניטין שלו על ידי מדידת גודלה של שביל החלב, הגלקסיה שלנו. שאפלי השתמש בשיטה שחלוצה על ידי הנרייטה לאוויט במצפה הכוכבים של מכללת הרווארד, שהסתמכה על התנהגות של וריאציות אור סטנדרטיות מכוכבים בהירים הנקראים משתני Cepheid כדי לקבוע את המרחק של עצם.

התוצאה שלו של 300,000 שנות אור עבור רוחב הגלקסיה הייתה בערך פי 10 מהערך המקובל בעבר. אולם שאפלי, כמו רוב האסטרונומים של אותה תקופה, עדיין חשב ששביל החלב הוא כל מה שיש ביקום. למרות הצעה שהעלה לראשונה ויליאם הרשל במאה ה-18, הוא היה שותף לדעה המקובלת שכל הערפיליות הן עצמים קרובים יחסית ורק כתמי אבק וגז בשמים.

נקודת המפנה

האבל נאלץ לבלות לילות קרים רבים בישיבה ליד טלסקופ הוקר החזק לפני שהצליח להוכיח שאפלי טועה. באוקטובר 1923 הוא הבחין במה שחשב לראשונה שהוא כוכב נובה שמתלקח באופן דרמטי ב"ערפילית" M31 בקבוצת הכוכבים אנדרומדה. לאחר בחינה מדוקדקת של לוחות צילום של אותו אזור שצולמו בעבר על ידי אסטרונומים אחרים, כולל שאפלי, הוא הבין שזהו כוכב קפאיד. האבל השתמש בשיטתו של שאפלי כדי למדוד את המרחק לקפאיד החדש. אז הוא יכול היה למקם את M31 במרחק מיליון שנות אור – הרחק מחוץ לשביל החלב ובכך עצמו גלקסיה המכילה מיליוני כוכבים. היקום הידוע התרחב בצורה דרמטית באותו יום ובמובן מסוים – הקוסמוס עצמו התגלה!

אפילו הניו יורק טיימס של היום הבין את חשיבות התגלית: "מוצא שערפיליות ספירליות הן מערכות כוכבים. דוקטור האבל מאשר את הדעה שהם 'יקומי אי' הדומים לשלנו."

רק ההתחלה

לתגלית זו הייתה חשיבות רבה לעולם האסטרונומי, אך הרגע הגדול ביותר של האבל טרם הגיע. הוא החל לסווג את כל הערפיליות הידועות ולמדוד את מהירויותיהן מהספקטרום של האור הנפלט שלהן. בשנת 1929 הוא מצא ממצא מדהים נוסף – נראה היה שכל הגלקסיות מתרחקות מאיתנו במהירויות שגדלו ביחס למרחק שלהן מאיתנו – מערכת יחסים המכונה כיום חוק האבל.

תגלית זו הייתה פריצת דרך אדירה לאסטרונומיה של אותה תקופה, שכן היא הפכה את התפיסה המקובלת של יקום סטטי והראתה שהיקום עצמו מתרחב. יותר מעשור קודם לכן, איינשטיין עצמו נכנע לחוכמת התצפית של היום ותיקן את המשוואות שלו, שבמקור ניבא יקום מתרחב. כעת האבל הוכיח שאיינשטיין צדק מלכתחילה.

הפיזיקאי המבוגר כיום, המפורסם בעולם, הלך במיוחד לבקר את האבל בהר וילסון כדי להביע את תודתו. הוא כינה את השינוי המקורי של המשוואות האהובות שלו "הטעות הגדולה ביותר בחיי".

מלחמה נוספת עוצרת את האבל שוב

האבל עבד ללא לאות בהר וילסון עד קיץ 1942, אז עזב לשרת במלחמת העולם השנייה. הוא זכה במדליית ההצטיינות בשנת 1946. לבסוף, הוא חזר למצפה הכוכבים שלו. תרומתו הגדולה האחרונה לאסטרונומיה הייתה תפקיד מרכזי בתכנון ובניית טלסקופ הייל 200 אינץ' בהר פאלומר. עוצמתי פי ארבעה מהוקר, הייל יהיה הטלסקופ הגדול ביותר על פני כדור הארץ במשך עשרות שנים. בשנת 1949, הוא זכה לכבוד בכך שניתן לו את השימוש הראשון בטלסקופ.

אין פרס נובל לאסטרונום

במהלך חייו, האבל ניסה להשיג את פרס נובל, ואף שכר סוכן פרסום כדי לקדם את מטרתו בסוף שנות ה-40, אך כל המאמץ היה לשווא מכיוון שלא הייתה קטגוריה לאסטרונומיה. האבל מת ב-1953 בזמן שהתכונן למספר לילות של תצפיות, שאיפתו הגדולה האחרונה לא התגשמה.

הוא היה נפעם אילו ידע שטלסקופ החלל נקרא על שמו, כדי שאסטרונומים יוכלו להמשיך "לקוות למצוא משהו שלא ציפינו לו", כפי שאמר ב-1948 במהלך שידור של BBC בלונדון.

ניקולס