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 pensaba que eran nubes de polvo y gas y clasificados 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 proporcionó evidencia de que la velocidad de recesión de una galaxia aumenta con su distancia a la Tierra, una propiedad ahora conocida como 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, lo que indica altas velocidades de recesión. [12] [13]
El nombre de Hubble es más reconocido por el Telescopio Espacial Hubble , que recibió su nombre en su honor, con un modelo exhibido de manera destacada en su ciudad natal de Marshfield, Missouri .
Edwin Hubble nació de Virginia Lee Hubble (de soltera 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 Durante sus días, 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, 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 atletismo 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 . [dieciséis]
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 estudiante asistente de laboratorio del físico Robert Millikan , futuro ganador del Premio Nobel . [17] Hubble también se convirtió en miembro de la Fraternidad Kappa Sigma . Como becario Rhodes , pasó tres años en The Queen's College, Oxford, estudiando jurisprudencia en lugar de ciencias (como una promesa a su padre moribundo), [18] y luego añadió estudios de literatura y español, [18] finalmente obtuvo 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 y finalmente se estableciera en la cercana Louisville . Su padre murió en el invierno de 1913, mientras Edwin todavía estaba en Inglaterra. El verano siguiente, Edwin regresó a casa para cuidar de su madre, sus dos hermanas y su hermano menor, junto con su hermano William. La familia se mudó una vez más a Everett Avenue, en el vecindario Highlands de Louisville, para alojar a Edwin y William. [20]
Hubble también fue un hijo obediente que, a pesar de su intenso interés por la astronomía desde niño, 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 antiguo profesor de la Universidad de Chicago para estudiar astronomía en el Observatorio Yerkes de la universidad , donde recibió su doctorado. en 1921. Su tesis se tituló "Investigaciones fotográficas de nebulosas débiles". [21] En Yerkes tuvo acceso a uno de los telescopios más potentes del mundo en ese momento, que tenía un innovador reflector de 26 pulgadas (61 cm). [17]
Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917, Hubble se apresuró a completar su doctorado. tesis para poder unirse al ejército. Hubble se ofreció como voluntario para el ejército de los Estados Unidos y fue asignado a la recién creada 86.ª División , donde sirvió en el 2.º Batallón del 343 Regimiento de Infantería. Ascendió al rango de Mayor, [22] y fue declarado apto para el servicio en el extranjero el 9 de julio de 1918, pero la 86.a División nunca entró en combate. Tras el 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 de personal en el Observatorio Mount Wilson del Instituto Carnegie para la Ciencia , cerca de Pasadena , California . Hubble permaneció en el personal del Monte Wilson hasta su muerte en 1953. Poco antes de su muerte, Hubble se convirtió en el primer astrónomo en utilizar el recién terminado Telescopio Hale con reflector gigante de 200 pulgadas (5,1 m) en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, California.
Hubble también trabajó como civil para el ejército estadounidense en Aberdeen Proving Ground en Maryland durante la Segunda Guerra Mundial como Jefe de la Rama de Balística Externa del Laboratorio de Investigación de Balística durante el cual dirigió un gran volumen de investigaciones en balística exterior que aumentaron la potencia de fuego efectiva de bombas y proyectiles. Su trabajo se vio facilitado por el desarrollo personal de varios equipos para la instrumentación utilizada en balística exterior, siendo el desarrollo más destacado la cámara reloj de alta velocidad, que permitió el estudio de las características de bombas y proyectiles de baja velocidad en vuelo. . A los resultados de sus estudios se les atribuyó la gran mejora del diseño, el rendimiento y la eficacia militar de bombas y cohetes. Por su trabajo allí recibió el premio Legión al Mérito . [24]
La llegada de Edwin Hubble al Observatorio Mount Wilson, California, en 1919 coincidió aproximadamente con la finalización del Telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m) , entonces el más grande del mundo. En ese 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 variables Cefeidas , una vela estándar descubierta por Henrietta Leavitt . [7] La comparación de su luminosidad aparente con su luminosidad intrínseca da 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, de hecho, eran galaxias enteras fuera de la nuestra; por eso hoy ya no se consideran nebulosas .
Esta fue la primera hipótesis que se planteó ya en 1755, cuando apareció la Historia general de la naturaleza y la teoría de los cielos de Immanuel Kant . A esta hipótesis se opusieron muchos miembros del establishment astronómico de la época, en particular Harlow Shapley , con sede en la Universidad de Harvard . A pesar de la oposición, Hubble, entonces 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 del Hubble para Andrómeda no se publicaron formalmente en una revista científica revisada por pares hasta 1929. [29]
Los hallazgos de Hubble cambiaron fundamentalmente la visión científica del universo. Los partidarios afirman que el descubrimiento de nebulosas fuera de nuestra galaxia por parte del Hubble ayudó a allanar el camino para los futuros astrónomos. [30] Aunque algunos de sus colegas más renombrados simplemente se burlaron de sus resultados, Hubble terminó publicando sus hallazgos sobre las nebulosas. Este trabajo publicado le valió un premio titulado Premio de la Asociación Estadounidense y quinientos dólares de Burton E. Livingston del Comité de Premios. [dieciséis]
Hubble también ideó el sistema más utilizado para clasificar galaxias , agrupándolas según su apariencia en imágenes fotográficas. Ordenó los diferentes grupos de galaxias en lo que se conoció como la secuencia de Hubble. [31]
Hubble continuó estimando las distancias a 24 nebulosas extragalácticas, utilizando diversos 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 un factor de aproximadamente 7. Esto se debió a factores como el hecho de que hay dos tipos de variables cefeidas o la confusión de nubes de gas brillantes con estrellas brillantes. [32] Sin embargo, sus distancias eran más o menos proporcionales a las distancias verdaderas, 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. distancias de las galaxias y sus velocidades radiales (corregidas por el movimiento solar), [11] un descubrimiento que más tarde se conoció como la ley de Hubble.
Esto significaba que cuanto mayor era la distancia entre dos galaxias cualesquiera, mayor era su velocidad relativa de separación. Si se interpretan de esta 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] (cósmica método de escalera de distancia) o 68 km/s/Mpc [35] [36] ( método CMB ) debido a errores en sus calibraciones de distancia.
Sin embargo, el motivo del corrimiento al rojo sigue sin estar claro. Georges Lemaître predijo sobre bases teóricas basadas en las ecuaciones de la relatividad general de Einstein la relación entre desplazamiento al rojo y distancia, y publicó apoyo observacional para ella, 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 dudas acerca de interpretarlas 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]
"El Sr. Humason y yo somos profundamente conscientes de su amable apreciación de los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Usamos el término velocidades 'aparentes' para enfatizar las características empíricas de la correlación. Creemos que la interpretación debe dejarse a usted y a los pocos otros que son competentes para discutir el asunto con autoridad."
Hoy en día, 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 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 galaxias cercanas).
En la década de 1930, Hubble participó en la determinación de la distribución de galaxias y la curvatura espacial . Estos datos parecían indicar que el universo era plano y homogéneo, pero había una desviación de la planitud en grandes corrimientos al rojo. Según Allan Sandage ,
"Hubble creía que sus datos de conteo daban un resultado más razonable con respecto a la curvatura espacial si la corrección del corrimiento al rojo se hacía suponiendo que no hubiera recesión. Hasta el final de sus escritos, mantuvo esta posición, favoreciendo (o al menos manteniendo abierto) el modelo donde no existe una verdadera expansión y, por lo tanto, que el corrimiento al rojo "representa un principio de la naturaleza hasta ahora no reconocido" .
Hubo problemas metodológicos con la técnica de estudio de Hubble que mostró una desviación de la planitud en grandes corrimientos al rojo. En particular, la técnica no tuvo en cuenta los cambios en la luminosidad de las galaxias debido a la evolución galáctica . Anteriormente, en 1917, Albert Einstein había descubierto que su recientemente desarrollada teoría de la relatividad general indicaba que el universo debía estar expandiéndose o contrayéndose. Incapaz de creer lo que le decían sus propias ecuaciones, 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, inmediatamente se dio cuenta de que la expansión predicha por la relatividad general debía ser real, y más adelante en su vida dijo que cambiar sus ecuaciones fue "el mayor error de [su] vida". De hecho, Einstein aparentemente visitó una vez al 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 and The Realm of the Nebulae , que explicaba sus enfoques sobre la astronomía extragaláctica y su visión de la historia del tema.
En diciembre de 1941, Hubble informó a la Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia que los resultados de un estudio de seis años con el telescopio del Monte Wilson no respaldaban la teoría del universo en expansión. Según un artículo de Los Angeles Times que informa sobre los comentarios de Hubble, "Las nebulosas no pueden estar distribuidas uniformemente, como muestra el telescopio, y aun así encajan en la idea de la explosión. Explicaciones que intentan eludir lo que ve el gran telescopio, dijo, "La explosión, por ejemplo, tendría que haber comenzado mucho después de la creación de 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 mil 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 para 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, cuadernos de observación y otros materiales, se encuentran 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 informó que Hubble había desempeñado un papel en la redacción de partes clave de la traducción del artículo de Lemaître de 1927, que establecía lo que ahora se llama la Ley de Hubble y también proporcionaba evidencia observacional de ello. Los historiadores citados en el artículo se mostraron escépticos de que las redacciones fueran parte de una campaña para garantizar que el Hubble mantuviera la prioridad. Sin embargo, el astrónomo observacional Sidney van den Bergh publicó un artículo [49] sugiriendo que, si bien las omisiones pueden haber sido cometidas por un traductor, es posible que hayan sido deliberadas.
En noviembre de 2011, el astrónomo Mario Livio informó en Nature que los documentos del archivo de Lemaître demostraban que la redacción había sido realizada por el propio Lemaître, quien aparentemente no veía sentido en incluir contenido científico que ya había sido reportado por el Hubble. [37] Esto, sin embargo, no quita valor al hecho de que Lemaître publicó [50] en francés, sin tales omisiones, dos años antes que Hubble.
En aquel momento, el Premio Nobel de Física no reconocía el trabajo realizado en astronomía. Hubble pasó gran parte de la última parte de su carrera intentando que la astronomía fuera considerada un área de la física, en lugar de ser una ciencia en sí misma. 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 no puede otorgarse póstumamente.
El 6 de marzo de 2008, el Servicio Postal de los Estados Unidos emitió un sello de 41 centavos en honor al Hubble en una hoja titulada "Científicos estadounidenses" diseñada por el artista Victor Stabin . [46] Su cita dice: [61]
A menudo llamado "pionero de las estrellas distantes", el astrónomo Edwin Hubble (1889-1953) desempeñó un papel fundamental en descifrar la vasta y compleja naturaleza del universo. Sus meticulosos estudios de nebulosas espirales demostraron la existencia de otras galaxias además de nuestra Vía Láctea. Si no hubiera muerto repentinamente en 1953, Hubble habría ganado el Premio Nobel de Física de ese año.
(Tenga en cuenta que la afirmación de que habría ganado el Premio Nobel en 1953 probablemente sea 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: A Personal Voyage del astrónomo Carl Sagan , la vida y obra de Hubble se retratan en la pantalla en el episodio 10: "The Edge of Forever".
La obra El cumpleaños de la creación , escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, cuenta la historia de la vida de Hubble. [67]
{{cite journal}}: Citar diario requiere |journal=( ayuda )Grace escuchó que Enrico Fermi y Subrahmanyan Chandrasekhar, ambos miembros del Comité Nobel, se habían unido a sus colegas para votar unánimemente al Hubble para el premio de física, un rumor confirmado más tarde por los astrónomos Geoffrey y Margaret Burbidge después de hablar con "Chandra.
Hubble, Edwin - El Queen's College, Illinois (1910)
Una mañana, mientras conducía hacia el norte con Grace después de la fallida expedición del eclipse de 1923, abordó la idea de Whitehead de un Dios que podría haber elegido entre muchas posibilidades crear un universo diferente, pero creó éste. Al contemplar el universo, uno podría aproximarse a una idea de su Creador. Sin embargo, a medida que pasaba el tiempo, parecía aún menos seguro: "No sabemos por qué nacemos en este mundo, pero podemos intentar descubrir qué clase de mundo es, al menos en sus aspectos físicos". Su vida estuvo dedicada a la ciencia y al mundo objetivo de los fenómenos. El mundo de los valores puros es un mundo en el que la ciencia no puede entrar y, sin embargo, la ciencia no se preocupa por lo trascendente, lo que 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 el asunto es mucho más grande que yo y no puedo entenderlo, así que confío en mí mismo y lo olvido".
John estaba terriblemente deprimido y le preguntó a Edwin sobre sus creencias. Edwin dijo: "Todo el asunto es mucho más grande que yo y no puedo entenderlo, así que confío en mí mismo y lo olvido". No era su naturaleza especular. Las teorías, en su opinión, eran un cóctel de conversación apropiado. Era esencialmente un observador y, como dijo en El reino de las nebulosas: "Hasta que no se agoten los recursos empíricos no será necesario 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 pronunciada a la ligera en una conferencia o en una carta demostró que la observación era su elección.
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