Вселенная на ладони

УЛЬТРАГЛУБОКОЕ ПОЛЕ ХАББЛА

Космический телескоп «Хаббл» (КТХ) коренным образом изменил наше представление о Вселенной.

Одной из самых знаменитых фотографий, сделанных им, является снимок глубокого поля Хаббла. В период с 18 по 28 декабря 1995 года астрономы с помощью КТХ непрестанно вглядывались в область неба размером с песчинку, которую держат на расстоянии вытянутой руки. Фотография была заполнена тремя тысячами крапинок, пятен и клякс – одними из самых отдаленных галактик, когда-либо открытых человеком. Они находятся так далеко от нас, что большая их часть уже не существует. За 13 с небольшим миллиардов лет, которые потребовались для того, чтобы их свет добрался до нас, они исчезли.

В период с 2003 по 2004 год астрономы сделали аналогичные фотографии, получившие название ультраглубокого поля Хаббла. Оценки, сделанные на ее основании, позволяют предполагать, что в доступной нашему обзору Вселенной присутствует 2 триллиона галактик. В каждой из них имеются сотни миллиардов звезд, а это значит, что во Вселенной больше звезд, чем количество сердцебиений, которые отмечались на протяжении всей человеческой истории. Если учесть, что на каждого представителя Homo Sapiens, когда-либо жившего на нашей планете, приходится одно сердцебиение в секунду, – то это все равно в тысячу раз меньше, чем число звезд во Вселенной.

Сайфер был первым из астрономов, кто тщательно проанализировал спектр галактик и обнаружил эти смещения. К 1921 году он изучил в общей сложности 41 галактику, открыв, что Андромеда и три других объекта движутся в нашу сторону (их спектры смещены в направлении фиолетового конца).

Однако большая часть его галактик демонстрировала красное смещение – все они удаляются от Млечного Пути.

Сегодня нам известно примерно о сотне галактик с фиолетовым смещением, при этом галактик с красным смещением сотни миллиардов. Это означает, что почти каждая галактика во Вселенной удаляется от Млечного Пути.

Закон Хаббла

Имя, которое в первую очередь ассоциируется с красным смещением галактик, принадлежит не Сайферу, а его коллеге, американскому астроному Эдвину Хабблу. Хаббл проводил измерения расстояний до галактик с использованием метода цефеид, разработанного Генриеттой Суон Ливитт, и сравнивал их с данными Сайфера по красному смещению галактик. При этом он обнаружил очень простую закономерность: чем дальше от нас галактика, тем больше ее красное смещение. Более отдаленные от нас галактики, очевидно, удаляются от нас быстрее, чем те, что находятся ближе. Хаббл опубликовал свое открытие в 1931 году.

Эта открытие стало известным как закон Хаббла (притом что бельгийский священник и астроном Жорж Леметр высказал и опубликовал аналогичную идею еще в 1929 году). Число, получившее название константы Хаббла, показывает, насколько быстро галактика движется. Современное значение константы Хаббла – обозначаемой как H₀ – составляет приблизительно 21 километр в секунду на миллион световых лет. Если галактика А находится от нас на миллион световых лет дальше, чем галактика Б, то это значит, что каждую секунду она удаляется от нас дополнительно на 21 километр.

Благодаря закону Хаббла, красное смещение превратилось в незаменимый инструмент для измерения расстояний в космосе. Все, что вам нужно, это проанализировать спектр галактики, чтобы обнаружить его красное смещение, а затем, воспользовавшись законом Хаббла, вычислить на его основе расстояние, на котором объект находится. Самым удаленным от нас объектом из всех известных в настоящее время является объект, демонстрирующий самое большое красное смещение, – это GN-z11, находящийся на расстоянии примерно 13,4 миллиарда световых лет от нас.