Edwin Powell Hubble (20 de noviembre de 1889 – 28 de septiembre de 1953) [1] fue un astrónomo estadounidense. Desempeñó un papel crucial en el establecimiento de los campos de la astronomía extragaláctica y la cosmología observacional . [2] [3]
Hubble demostró que muchos objetos que antes se creía que eran nubes de polvo y gas y que se clasificaban como " nebulosas " eran en realidad galaxias más allá de la Vía Láctea . [4] Utilizó la fuerte relación directa entre la luminosidad de una variable cefeida clásica y el período de pulsación [5] [6] (descubierta en 1908 por Henrietta Swan Leavitt [7] ) para escalar distancias galácticas y extragalácticas . [8] [9]
Hubble confirmó en 1929 que la velocidad de recesión de una galaxia aumenta con su distancia a la Tierra, un comportamiento que se conoció como la ley de Hubble , aunque había sido propuesta dos años antes por Georges Lemaître . [10] La ley de Hubble implica que el universo se está expandiendo. [11] Una década antes, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher había proporcionado la primera evidencia de que la luz de muchas de estas nebulosas estaba fuertemente desplazada al rojo, indicativo de altas velocidades de recesión. [12] [13]
El nombre de Hubble es más conocido por el Telescopio Espacial Hubble , que recibió su nombre en su honor y con un modelo exhibido de forma destacada en su ciudad natal de Marshfield, Missouri .
Edwin Hubble nació en 1889, hijo de Virginia Lee Hubble (née James) (1864-1934) [14] y John Powell Hubble, un ejecutivo de seguros, en Marshfield, Missouri, y se mudó a Wheaton , Illinois, en 1900. [15] En su juventud, se destacó más por su destreza atlética que por sus habilidades intelectuales, aunque obtuvo buenas calificaciones en todas las materias excepto en ortografía. Edwin era un atleta talentoso, que jugaba béisbol , fútbol y atletismo tanto en la escuela secundaria como en la universidad. Ganó siete primeros lugares y un tercer lugar en una sola competencia de pista y campo de la escuela secundaria en 1906, y jugó una variedad de posiciones en la cancha de baloncesto, desde el centro hasta el escolta . Hubble llevó al equipo de baloncesto de la Universidad de Chicago a su primer título de la Conferencia Big Ten en 1907. [16]
Los estudios de Hubble en la Universidad de Chicago se concentraron en matemáticas , astronomía y filosofía , lo que le permitió obtener una licenciatura en ciencias en 1910. Durante un año también fue asistente de laboratorio estudiantil del físico Robert Millikan , futuro ganador del Premio Nobel . [17] Hubble también se convirtió en miembro de la Fraternidad Kappa Sigma . Becario Rhodes , pasó tres años en el Queen's College de Oxford estudiando jurisprudencia en lugar de ciencias (como una promesa a su padre moribundo), [18] y más tarde agregó estudios de literatura y español, [18] obteniendo finalmente su maestría. [19]
En 1909, el padre de Hubble trasladó a su familia de Chicago a Shelbyville , Kentucky, para que la familia pudiera vivir en un pequeño pueblo, estableciéndose finalmente en las cercanías de Louisville . Su padre murió en el invierno de 1913, mientras Edwin todavía estaba en Inglaterra. En el verano siguiente, Edwin regresó a casa para cuidar de su madre, dos hermanas y su hermano menor, junto con su hermano William. La familia se mudó una vez más a Everett Avenue, en el barrio Highlands de Louisville, para alojar a Edwin y William. [20]
Hubble fue un hijo obediente, que a pesar de su intenso interés por la astronomía desde la infancia, accedió a la petición de su padre de estudiar derecho, primero en la Universidad de Chicago y más tarde en Oxford. En este tiempo, también tomó algunos cursos de matemáticas y ciencias. Después de la muerte de su padre en 1913, Edwin regresó al Medio Oeste desde Oxford, pero no tenía la motivación para ejercer la abogacía. En cambio, procedió a enseñar español, física y matemáticas en New Albany High School en New Albany , Indiana, donde también entrenó al equipo de baloncesto masculino. Después de un año de enseñanza en la escuela secundaria, ingresó a la escuela de posgrado con la ayuda de su ex profesor de la Universidad de Chicago para estudiar astronomía en el Observatorio Yerkes de la universidad , donde recibió su doctorado en 1921. Su disertación se tituló "Investigaciones fotográficas de nebulosas tenues". [21] En Yerkes, tuvo acceso a su refractor de 40 pulgadas construido en 1897, así como a un innovador reflector de 26 pulgadas (61 cm). [17]
Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917 durante la Primera Guerra Mundial , Hubble se apresuró a completar su tesis doctoral para poder unirse al ejército. Hubble se presentó voluntario al ejército de los Estados Unidos y fue asignado a la recién creada 86.ª División , donde sirvió en el 2.º Batallón, 343.º Regimiento de Infantería. Ascendió al rango de mayor, [22] y fue considerado apto para el servicio en el extranjero el 9 de julio de 1918; la 86.ª División se trasladó al extranjero, pero nunca entró en combate ya que fue desmantelada y su personal utilizado como reemplazos en otras unidades. Después del final de la Primera Guerra Mundial, Hubble pasó un año en la Universidad de Cambridge , donde renovó sus estudios de astronomía. [23]
En 1919, George Ellery Hale , fundador y director del observatorio, le ofreció a Hubble un puesto en el personal del Observatorio Mount Wilson del Instituto Carnegie para la Ciencia , cerca de Pasadena , California. Hubble permaneció en el personal del Mount Wilson hasta su muerte en 1953. Poco antes de su muerte, Hubble se convirtió en el primer astrónomo en utilizar el recién terminado telescopio reflector gigante de 200 pulgadas (5,1 m) Hale en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, California.
Hubble también trabajó como civil para el ejército de los EE. UU . en el campo de pruebas de Aberdeen en Maryland durante la Segunda Guerra Mundial como jefe de la rama de balística externa del laboratorio de investigación balística, durante el cual dirigió un gran volumen de investigación en balística exterior que aumentó la potencia de fuego efectiva de bombas y proyectiles. Su trabajo se vio facilitado por su desarrollo personal de varios elementos de equipo para la instrumentación utilizada en balística exterior, siendo el desarrollo más destacado la cámara de reloj de alta velocidad, que hizo posible el estudio de las características de las bombas y los proyectiles de baja velocidad en vuelo. Los resultados de sus estudios fueron acreditados por mejorar en gran medida el diseño, el rendimiento y la efectividad militar de las bombas y los cohetes. Por su trabajo allí, recibió el premio Legion of Merit . [24]
La llegada de Edwin Hubble al Observatorio del Monte Wilson, en California, en 1919 coincidió aproximadamente con la finalización del telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) , el más grande del mundo en aquel momento. En aquel momento, la visión predominante del cosmos era que el universo estaba formado enteramente por la Vía Láctea .
Utilizando el telescopio Hooker en el Monte Wilson , Hubble identificó las variables cefeidas , una candela estándar descubierta por Henrietta Leavitt . [7] Comparando su luminosidad aparente con su luminosidad intrínseca se obtiene su distancia a la Tierra. [25] [26] Hubble encontró cefeidas en varias nebulosas , incluidas la nebulosa de Andrómeda y la nebulosa del Triángulo . Sus observaciones, realizadas en 1924, demostraron de manera concluyente que estas nebulosas estaban demasiado distantes para ser parte de la Vía Láctea y eran, de hecho, galaxias enteras fuera de la nuestra; por lo tanto, hoy en día ya no se consideran nebulosas .
Esta hipótesis se formuló por primera vez en 1755, cuando apareció la Historia general de la naturaleza y la teoría de los cielos de Immanuel Kant . La hipótesis de Hubble fue rechazada por muchos en el mundo astronómico de la época, en particular por Harlow Shapley , con sede en la Universidad de Harvard . A pesar de la oposición, Hubble, que entonces era un científico de treinta y cinco años, publicó sus hallazgos por primera vez en The New York Times el 23 de noviembre de 1924, [27] y luego los presentó a otros astrónomos en la reunión del 1 de enero de 1925 de la Sociedad Astronómica Estadounidense . [28] Los resultados de Hubble para Andrómeda no se publicaron formalmente en una revista científica revisada por pares hasta 1929. [29]
Los hallazgos de Hubble cambiaron radicalmente la visión científica del universo. Sus partidarios afirman que el descubrimiento de Hubble de nebulosas fuera de nuestra galaxia ayudó a allanar el camino para los astrónomos futuros. [30] Aunque algunos de sus colegas más famosos simplemente se burlaron de sus resultados, Hubble terminó publicando sus hallazgos sobre las nebulosas. Este trabajo publicado le valió un premio llamado Premio de la Asociación Estadounidense y quinientos dólares de Burton E. Livingston, del Comité de Premios. [16]
Hubble también ideó el sistema más comúnmente utilizado para clasificar las galaxias , agrupándolas según su apariencia en las imágenes fotográficas. Ordenó los diferentes grupos de galaxias en lo que se conoció como la secuencia de Hubble. [31]
Hubble prosiguió estimando las distancias a 24 nebulosas extragalácticas, utilizando una variedad de métodos. En 1929 Hubble examinó la relación entre estas distancias y sus velocidades radiales determinadas a partir de sus corrimientos al rojo . Ahora se sabe que todas sus distancias estimadas son demasiado pequeñas, hasta por un factor de aproximadamente 7. Esto se debió a factores como el hecho de que hay dos tipos de variables cefeidas o confundir nubes de gas brillantes con estrellas brillantes. [32] Sin embargo, sus distancias eran más o menos proporcionales a las distancias reales, y combinando sus distancias con mediciones de los corrimientos al rojo de las galaxias por Vesto Slipher y por su asistente Milton L. Humason , encontró una relación aproximadamente lineal entre las distancias de las galaxias y sus velocidades radiales (corregidas para el movimiento solar), [11] un descubrimiento que más tarde se conocería como la ley de Hubble.
Esto significaba que cuanto mayor era la distancia entre dos galaxias, mayor era su velocidad relativa de separación. Si se interpreta de esa manera, las mediciones de Hubble en 46 galaxias conducen a un valor para la constante de Hubble de 500 km/s/Mpc, que es mucho más alto que los valores actualmente aceptados de 74 km/s/Mpc [33] [34] (método de la escalera de distancia cósmica) o 68 km/s/Mpc [35] [36] ( método CMB ) debido a errores en sus calibraciones de distancia.
Sin embargo, la razón del corrimiento al rojo seguía sin estar clara. Georges Lemaître predijo, basándose en teorías de las ecuaciones de Einstein para la relatividad general , la relación corrimiento al rojo -distancia, y publicó un apoyo observacional para ello, dos años antes del descubrimiento de la ley de Hubble. [37] Aunque utilizó el término "velocidades" en su artículo (y "velocidades radiales aparentes" en la introducción), más tarde expresó sus dudas sobre su interpretación como velocidades reales. En 1931 escribió una carta al cosmólogo holandés Willem de Sitter expresando su opinión sobre la interpretación teórica de la relación corrimiento al rojo-distancia: [32]
"Tanto el señor Humason como yo somos profundamente conscientes de su amable apreciación de los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Utilizamos el término velocidades "aparentes" para enfatizar las características empíricas de la correlación. Creemos que la interpretación debería dejarse en manos de usted y de los pocos otros que son competentes para discutir el tema con autoridad".
En la actualidad, las "velocidades aparentes" en cuestión suelen considerarse como un aumento de la distancia propia que se produce debido a la expansión del universo . La luz que viaja a través de una métrica en expansión experimentará un corrimiento al rojo de tipo Hubble, un mecanismo algo diferente del efecto Doppler (aunque los dos mecanismos se convierten en descripciones equivalentes relacionadas por una transformación de coordenadas para las galaxias cercanas).
En la década de 1930, Hubble participó en la determinación de la distribución de las galaxias y la curvatura espacial . Estos datos parecían indicar que el universo era plano y homogéneo, pero que había una desviación de la planitud en grandes desplazamientos al rojo. Según Allan Sandage ,
"Hubble creía que sus datos de conteo daban un resultado más razonable en relación con la curvatura espacial si la corrección del corrimiento al rojo se hacía asumiendo que no había recesión. Hasta el final de sus escritos, mantuvo esta posición, favoreciendo (o al menos manteniendo abierto) el modelo en el que no existe una verdadera expansión y, por lo tanto, que el corrimiento al rojo "representa un principio de la naturaleza hasta ahora no reconocido". [38]
La técnica de sondeo de Hubble presentaba problemas metodológicos que mostraban una desviación de la planitud en grandes corrimientos al rojo. En particular, la técnica no tenía en cuenta los cambios en la luminosidad de las galaxias debidos a la evolución de las galaxias . Anteriormente, en 1917, Albert Einstein había descubierto que su recién desarrollada teoría de la relatividad general indicaba que el universo debía estar expandiéndose o contrayéndose. Incapaz de creer lo que sus propias ecuaciones le decían, Einstein introdujo una constante cosmológica (un "factor de manipulación") en las ecuaciones para evitar este "problema". Cuando Einstein se enteró de los corrimientos al rojo de Hubble, se dio cuenta inmediatamente de que la expansión predicha por la relatividad general debía ser real y, más adelante, dijo que cambiar sus ecuaciones fue "el mayor error de [su] vida". De hecho, Einstein aparentemente visitó una vez a Hubble y trató de convencerlo de que el universo se estaba expandiendo. [39]
Hubble también descubrió el asteroide 1373 Cincinnati el 30 de agosto de 1935. En 1936 escribió The Observational Approach to Cosmology y The Realm of the Nebulae , donde explicaba sus enfoques de la astronomía extragaláctica y su visión de la historia del tema.
En diciembre de 1941, Hubble informó a la Asociación Americana para el Avance de la Ciencia que los resultados de un estudio de seis años con el telescopio Mt. Wilson no apoyaban la teoría del universo en expansión. Según un artículo de Los Angeles Times que informaba sobre las observaciones de Hubble, "las nebulosas no podrían estar distribuidas uniformemente, como muestra el telescopio, y aún así encajar en la idea de la explosión. Las explicaciones que intentan eludir lo que ve el gran telescopio, dijo, no se sostienen. La explosión, por ejemplo, tendría que haber comenzado mucho después de que se creara la Tierra, y posiblemente incluso después de que apareciera aquí la primera vida". [40] [41] (La estimación de Hubble de lo que ahora llamamos la constante de Hubble situaría el Big Bang hace sólo 2.000 millones de años).
Hubble se casó con Grace Lillian (Burke) Leib (1889–1980), hija de John Patrick y Luella (Kepford) Burke, el 26 de febrero de 1924.
Hubble fue criado como cristiano protestante, pero algunas de sus declaraciones posteriores sugieren incertidumbre. [42] [43] [44]
Hubble sufrió un ataque cardíaco en julio de 1949 mientras estaba de vacaciones en Colorado . Su esposa lo cuidó y continuó con una dieta y un horario de trabajo modificados. Murió de trombosis cerebral (un coágulo de sangre en el cerebro) el 28 de septiembre de 1953 en San Marino , California. No se celebró ningún funeral por él y su esposa nunca reveló el lugar de su entierro. [45] [46] [47]
Los documentos de Hubble, que comprenden la mayor parte de su correspondencia, fotografías, cuadernos, registros de observación y otros materiales, se conservan en la Biblioteca Huntington en San Marino, California. Fueron donados por su esposa Grace Burke Hubble tras su muerte en 1980. [48]
En 2011, la revista Nature publicó afirmaciones de que Hubble podría haber desempeñado un papel en la redacción de partes clave de la traducción al inglés de 1931 del artículo de Lemaître de 1927, que formuló lo que más tarde se llamó la ley de Hubble y también proporcionó evidencia observacional. Los historiadores citados en el artículo se mostraron escépticos de que las redacciones fueran parte de una campaña para asegurar que Hubble mantuviera la prioridad. Sin embargo, el astrónomo observacional Sidney van den Bergh publicó un artículo [49] que sugería que, si bien las omisiones pueden haber sido realizadas por un traductor, aún pueden haber sido deliberadas.
En noviembre de 2011, el astrónomo Mario Livio informó en Nature que una carta que encontró en el archivo de Lemaître demostraba que la redacción había sido realizada por el propio Lemaître, quien aparentemente no veía sentido en publicar contenido científico que ya había sido reportado en 1929 por Hubble. [37] Sin embargo, el hecho es que Lemaître publicó la ley [50] en francés, dos años antes que Hubble.
Durante la vida de Hubble, el Premio Nobel de Física no cubría el trabajo realizado en astronomía. Hubble pasó gran parte de la última parte de su carrera intentando que la astronomía se considerara parte de la física, en lugar de ser una ciencia separada. Lo hizo en gran medida para que los astrónomos, incluido él mismo, pudieran ser reconocidos por el Comité del Premio Nobel por sus valiosas contribuciones a la astrofísica . Esta campaña no tuvo éxito en vida de Hubble, pero poco después de su muerte, el Comité del Premio Nobel decidió que el trabajo astronómico sería elegible para el premio de física. [16] Sin embargo, el premio Nobel no se otorga póstumamente.
El 6 de marzo de 2008, el Servicio Postal de los Estados Unidos emitió un sello de 41 centavos en honor a Hubble en una hoja titulada "Científicos estadounidenses" diseñada por el artista Victor Stabin . [46] Su cita dice: [61]
El astrónomo Edwin Hubble (1889-1953), a quien se suele denominar "pionero de las estrellas distantes", desempeñó un papel fundamental en el desciframiento de la vasta y compleja naturaleza del universo. Sus estudios meticulosos de las nebulosas espirales demostraron la existencia de galaxias distintas de nuestra Vía Láctea. Si no hubiera muerto repentinamente en 1953, Hubble habría ganado el Premio Nobel de Física de ese año.
(La afirmación de que habría ganado el Premio Nobel en 1953 es probablemente falsa, aunque fue nominado para el premio ese año. [62] )
Los otros científicos en la hoja "Científicos estadounidenses" incluyen a Gerty Cori , bioquímica; Linus Pauling , químico, y John Bardeen , físico.
En el documental de 1980 Cosmos: Un viaje personal del astrónomo Carl Sagan , la vida y la obra de Hubble se retratan en la pantalla en el episodio 10: "El borde de la eternidad".
La obra El cumpleaños de la creación , escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, cuenta la historia de vida de Hubble. [67]
Grace se enteró de que Enrico Fermi y Subrahmanyan Chandrasekhar, ambos miembros del Comité Nobel, se habían unido a sus colegas para votar unánimemente a Hubble como ganador del premio de física, un rumor que luego confirmaron los astrónomos Geoffrey y Margaret Burbidge después de hablar con "Chandra.
Hubble, Edwin – The Queen's College, Illinois (1910)
un Dios que podría haber elegido entre muchas posibilidades crear un universo diferente, pero que creó éste. Al contemplar el universo, uno podría aproximarse a alguna idea de su Creador. Sin embargo, a medida que pasaba el tiempo, parecía aún menos seguro: "No sabemos por qué nacemos en el mundo, pero podemos tratar de averiguar qué clase de mundo es, al menos en sus aspectos físicos". Su vida estaba dedicada a la ciencia y al mundo objetivo de los fenómenos. El mundo de los valores puros es uno en el que la ciencia no puede entrar, y la ciencia no se preocupa por lo trascendente, sin embargo, obliga a una revelación privada o un momento individual de éxtasis. No se anduvo con rodeos cuando un amigo profundamente deprimido le preguntó sobre su creencia: "Todo esto es mucho más grande que yo, y no puedo entenderlo, así que simplemente me confío en él y me olvido de él".
era su naturaleza especular. Las teorías, en su opinión, eran una conversación apropiada para un cóctel. Era esencialmente un observador y, como dijo en El reino de las nebulosas: "Hasta que no se agoten los recursos empíricos, no necesitamos pasar a los reinos oníricos de la especulación". Edwin nunca agotó esos recursos empíricos. "Soy un observador, no un hombre teórico", atestiguó, y una palabra dicha a la ligera en una conferencia o en una carta demostraba que la observación era su elección.
Mundo de la Física Hubble.
