Edwin Hubble | |
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Nació | Edwin Powell Hubble 20 de noviembre de 1889 Marshfield, Misuri , Estados Unidos |
Murió | 28 de septiembre de 1953 San Marino, California , Estados Unidos | (63 años)
Nacionalidad | americano |
alma mater | Universidad de Chicago ( BS , PhD ) The Queen's College, Oxford ( MA ) |
Conocido por | Secuencia de Hubble Ley de Hubble Ley de luminosidad de Hubble Ley de Hubble-Reynolds |
Esposos) | Grace Burke Sr. ( M. 1924 ) |
Premios | Premio Newcomb Cleveland (1924) Medalla Barnard al servicio meritorio a la ciencia (1935) Medalla Bruce (1938) Medalla Franklin (1939) Medalla de oro de la Royal Astronomical Society (1940) Legión del mérito (1946) |
Carrera científica | |
Los campos | Astronomía |
Instituciones | Universidad de Chicago Observatorio Mount Wilson Institución Carnegie para las Ciencias Universidad de Cambridge |
Influenciado | Allan Sandage |
Carrera militar | |
Lealtad | Estados Unidos de América |
Rama | Ejército |
Años de servicio | 1 |
Rango | Importante |
Unidad | 86a División 343 ° regimiento de infantería 2do batallón |
Batallas / guerras | Primera Guerra Mundial |
Firma | |
Parte de una serie sobre |
Cosmología física |
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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 que se clasificaban como " nebulosas " eran en realidad galaxias más allá de la Vía Láctea. [4] Usó la fuerte relación directa entre la luminosidad y el período de pulsación de una variable cefeida clásica [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 ", a pesar de que había sido propuesta y demostrada observacionalmente dos años antes por Georges Lemaître . [10] La ley de Hubble-Lemaître 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 hacia el rojo, indicativo de altas velocidades de recesión. [12] [13]
El nombre de Hubble es más ampliamente reconocido por el Telescopio Espacial Hubble , que fue nombrado en su honor, con un modelo exhibido de manera prominente 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 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. Jugó una variedad de posiciones en la cancha de baloncesto desde el centro hasta el escolta. De hecho, Hubble incluso llevó al equipo de baloncesto de la Universidad de Chicago a su primer título de conferencia en 1907 . [dieciséis] Ganó siete primeros lugares y un tercer lugar en una competencia de atletismo de una escuela secundaria en 1906.
Los estudios de Hubble en la Universidad de Chicago se concentraron en derecho, lo que resultó en una licenciatura en ciencias en 1910. Hubble también se convirtió en miembro de la Fraternidad Kappa Sigma . Pasó los tres años en The Queen's College, Oxford después de obtener su licenciatura como uno de los primeros Rhodes Scholars de la universidad , inicialmente estudiando jurisprudencia en lugar de ciencia (como una promesa a su padre moribundo), [17] y luego agregó literatura y español. [17] eventualmente obteniendo su título de maestría. [18]
En 1909, el padre de Hubble trasladó a su familia de Chicago a Shelbyville, Kentucky , para que la familia pudiera vivir en una pequeña ciudad, y finalmente se instaló en la cercana 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, 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 acomodar a Edwin y William. [19]
Hubble también fue un hijo obediente que, a pesar de su intenso interés por la astronomía desde la niñez, accedió a la solicitud de su padre de estudiar derecho, primero en la Universidad de Chicago y luego 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 fue entrenador del 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 Ph.D. en 1917. Su disertación se tituló "Investigaciones fotográficas de nebulosas débiles". [20] En Yerkes, tuvo acceso a uno de los telescopios más poderosos del mundo en ese momento, que tenía un reflector innovador de 24 pulgadas (61 cm). [21]
Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917, Hubble se apresuró a completar su doctorado. disertación para que pudiera 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. ° Batallón del 343 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, pero la 86 División nunca entró en combate. 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, el Hubble fue ofrecido una posición personal de la Institución Carnegie para la Ciencia 's Observatorio Monte Wilson , cerca de Pasadena, California , por George Ellery Hale , el fundador y director del observatorio. Hubble permaneció en el personal en Mount Wilson hasta su muerte en 1953. Poco antes de su muerte, Hubble se convirtió en el primer astrónomo en utilizar el telescopio reflector Hale gigante de 200 pulgadas (5,1 m) recién completado en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, California.
Hubble también trabajó como civil para el Ejército de los EE. UU. 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 la cual dirigió un gran volumen de investigación en balística exterior.lo que aumentó 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 de reloj de alta velocidad, que posibilitó el estudio de las características de las 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 las bombas y los 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 consistía en su totalidad en la Vía Láctea . Usando el telescopio Hooker en el monte Wilson , Hubble identificó variables cefeidas (un tipo de estrella que se usa como un medio para determinar la distancia desde la galaxia [25] [26] - ver también vela estándar ) en varias nebulosas espirales , incluida la de Andrómeda. Nebulosa y triángulo. Sus observaciones, realizadas en 1924, demostraron de manera concluyente que estas nebulosas eran demasiado distantes para ser parte de la Vía Láctea y eran, de hecho, galaxias enteras fuera de la nuestra, sospechadas por investigadores al menos ya en 1755 cuando Immanuel Kant 's General Aparecieron Historia de la Naturaleza y Teoría de los Cielos. Esta idea había sido rechazada por muchos en el establecimiento de la astronomía de la época, en particular por Harlow Shapley, con sede en la Universidad de Harvard . A pesar de la oposición, Hubble, entonces un científico de 35 años, publicó sus hallazgos por primera vez en The New York Times el 23 de noviembre de 1924, [27] luego los presentó a otros astrónomos en la reunión del 1 de enero de 1925 de losSociedad 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 fundamentalmente la visión científica del universo. Los partidarios afirman que el descubrimiento del Hubble de nebulosas fuera de nuestra galaxia ayudó a allanar el camino para los futuros astrónomos. [30] Aunque algunos de sus colegas más reconocidos simplemente se burlaron de sus resultados, Hubble terminó publicando sus hallazgos sobre 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. Organizó los diferentes grupos de galaxias en lo que se conoció como la secuencia de Hubble . [31]
Hubble pasó a estimar 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 desplazamientos al rojo . Ahora se sabe que sus distancias estimadas son demasiado pequeñas, hasta en 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 brillante con estrellas brillantes. [32] Sin embargo, sus distancias eran más o menos proporcionales a las distancias reales, y combinando sus distancias con las 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 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, mayor era su velocidad relativa de separación. Si se interpreta de esa manera, las mediciones de Hubble en 46 galaxias llevan 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] ( cósmico método de escala de distancia ) 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 sigue sin estar clara. Georges Lemaître , un sacerdote y físico católico belga, predijo sobre bases teóricas basadas en las ecuaciones de Einstein para la relatividad general la relación desplazamiento al rojo- distancia, y publicó un apoyo observacional para ella, dos años antes del descubrimiento de la ley de Hubble. [37] Sin embargo, muchos cosmólogos y astrónomos (incluido el propio Hubble) no reconocieron el trabajo de Lemaître; Hubble mantuvo dudas sobre la interpretación de Lemaître durante toda su vida. [ cita requerida ]Aunque usó 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 desplazamiento al rojo-distancia: [32]
"El Sr. Humason y yo somos profundamente sensibles a su graciosa apreciación de los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Usamos el término velocidades 'aparentes' para enfatizar las características empíricas de la correlación. La interpretación, creemos, debería dejarse para usted y los pocos que son competentes para discutir el asunto con autoridad ".
Hoy en día, las "velocidades aparentes" en cuestión se suelen considerar como un aumento en la distancia adecuada 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 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 realizaba asumiendo que no había 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". [38]
Hubo problemas metodológicos con la técnica de encuesta 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 de las galaxias . Anteriormente, en 1917, Albert Einstein había descubierto que su teoría de la relatividad general recién desarrollada indicaba que el universo debía expandirse o contraerse. Incapaz de creer lo que le decían sus propias ecuaciones, Einstein introdujo una constante cosmológica (un " factor fudge") a 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 debe ser real, y en la vida posterior, dijo que cambiar sus ecuaciones era" el mayor error de [su] vida ". De hecho, Einstein aparentemente visitó una vez 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, que explicaba sus enfoques de 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 Mt. Wilson no respaldaban la teoría del universo en expansión. Según un artículo de Los Angeles Times que informa sobre los comentarios del Hubble, "las nebulosas no podrían distribuirse uniformemente, como muestra el telescopio, y aún así encajar en la idea de la explosión. Explicaciones que tratan de eludir lo que ve el gran telescopio", dijo, no lograron ponerse de pie. La explosión, por ejemplo, habría tenido que comenzar mucho después de la creación de la tierra, y posiblemente incluso después de que la primera vida apareció aquí ". [40] [41] (La estimación de Hubble de lo que ahora llamamos la constante de Hubble situaría al Big Bang hace solo 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, pero algunas de sus declaraciones posteriores sugieren incertidumbre. [42] [43]
Hubble tuvo 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 su 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. [44] [45] [46]
En 2011, la revista Nature informó afirmaciones de 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 brindó evidencia observacional para ello. Los historiadores citados en el artículo se mostraron escépticos de que las redacciones fueran parte de una campaña para garantizar que Hubble mantuviera la prioridad. Sin embargo, el astrónomo observacional Sidney van den Bergh publicó un artículo [47] sugiriendo 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 los documentos en el archivo de Lemaître demostraban que la redacción había sido realizada por el propio Lemaître, quien aparentemente veía poco sentido en incluir contenido científico que ya había sido informado por Hubble. [37] Sin embargo, esto no quita mérito al hecho de que Lemaître publicó [48] en francés, sin tales omisiones, dos años (1927) antes de Hubble (1929).
En ese momento, el Premio Nobel de Física no reconoció 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 su propia ciencia. Hizo esto en gran parte 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 durante la 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 publicó una estampilla de 41 centavos en honor a Hubble en una hoja titulada "Científicos estadounidenses" diseñada por el artista Victor Stabin . [45] Su cita dice: [57]
A menudo llamado "pionero de las estrellas distantes", el astrónomo Edwin Hubble (1889-1953) desempeñó un papel fundamental en el desciframiento de la naturaleza vasta y compleja del universo. Sus meticulosos estudios de nebulosas espirales demostraron la existencia de galaxias distintas de nuestra propia 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 es probablemente falsa, aunque fue nominado para el premio ese año. [58] )
Los otros científicos de 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 el trabajo de Hubble se muestran en la pantalla en el episodio 10: "The Edge of Forever".
La obra Creation's Birthday , escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, cuenta la historia de vida de Hubble. [62]
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( ayuda )Grace escuchó que Enrico Fermi y Subrahmanyan Chandrasekhar, ambos miembros del Comité Nobel, se habían unido a sus colegas para votar por unanimidad al Hubble 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 para hacer un universo diferente, pero Él hizo este. 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 nacimos en el mundo, pero podemos intentar averiguar qué clase de mundo es, al menos en sus aspectos físicos". Su vida la dedicó 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 hizo ningún esfuerzo cuando un amigo profundamente deprimido le preguntó sobre su creencia:"Todo es mucho más grande que yo y no puedo entenderlo, así que confío en mí mismo y lo olvido".
John terriblemente deprimido y le preguntó a Edwin sobre su creencia. Edwin dijo: "Todo 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 una conversación de cóctel apropiada. Era esencialmente un observador, y como dijo en El reino de las nebulosas: "No es necesario que pasemos a los reinos de ensueño de la especulación hasta que se agoten los recursos empíricos". Edwin nunca agotó esos recursos empíricos. "Soy un observador, no un hombre teórico", atestiguó, y una palabra ligeramente pronunciada en una conferencia o en una carta mostraba que la observación era su elección.
Mundo de la Física Hubble.
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