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Como Edwin Hubble se tornou o maior astrônomo do século XX

Quando as grandes mentes da ciência se reuniram no Museu Nacional dos EUA (hoje conhecido como Museu Nacional de História Natural do Smithsonian) em 26 de abril de 1920, o universo estava em jogo. Ou pelo menos o tamanho disso, de qualquer forma. Nos círculos científicos, era conhecido como o Grande Debate, e embora eles não soubessem disso na época, os gigantes da astronomia Harlow Shapley e Heber Curtis - os dois homens que vieram a Washington, DC, para apresentar suas teorias - eram sobre ter o trabalho de sua vida eclipsado por Edwin Hubble, um jovem que logo se tornaria conhecido como o maior astrônomo desde Galileu Galilei.

Harlow Shapley chegou do Mount Wilson Observatory, perto de Pasadena, lar do mais poderoso dispositivo de observação do mundo - o telescópio Hooker de 100 polegadas. Um californiano que havia estudado em Princeton, Shapley chegou ao Grande Debate para avançar sua crença de que todas as nebulosas espirais observáveis ​​(agora reconhecidas como galáxias) eram simplesmente nuvens de gás distantes - e contidas dentro de uma grande galáxia, a Via Láctea.

Edwin Hubble Edwin Hubble (Wikipedia)

Por outro lado, Curtis, um pesquisador do Observatório Lick, perto de San Jose e, em seguida, diretor do Observatório Allegheny, em Pittsburgh, acreditava que as nebulosas espirais existiam muito fora da Via Láctea. Na verdade, ele se referia a eles como "universos insulares" e estimava que eram muito parecidos com a Via Láctea em tamanho e forma.

Depois de apresentar suas respectivas idéias uns aos outros com antecedência, os dois astrônomos entraram no auditório naquela noite e se engajaram em um debate formal e animado sobre "A Escala do Universo". Em essência, eles discordaram em "pelo menos 14 questões astronômicas". com Curtis argumentando que o sol estava no centro do que ele acreditava ser uma galáxia relativamente pequena da Via Láctea em um mar de galáxias. Shapley manteve sua posição de que o universo compreendia uma galáxia, a Via Láctea, mas que era muito maior do que Curtis ou qualquer outra pessoa supusera, e que o sol não estava perto de seu centro.

Cada homem acreditava que seu argumento tinha realizado o dia. Embora não houvesse dúvidas de que Curtis era o palestrante mais experiente e dinâmico, o Harvard College Observatory logo contrataria Shapley como seu novo diretor, substituindo o recém-falecido Edward Charles Pickering. Os dois homens acabaram acertando suas teorias - parcialmente.

De volta à Califórnia, Edwin Hubble, astrônomo de pesquisa de 30 anos de idade, havia recentemente assumido uma posição de equipe no Mount Wilson Observatory, onde trabalhou ao lado de Shapley. Hubble nasceu no Missouri em 1889, filho de um agente de seguros, mas no final do século sua família se mudou para Chicago, onde estudou na Universidade de Chicago. Uma estrela em vários esportes, Hubble ganhou uma bolsa Rhodes e estudou em Oxford. Embora prometesse a seu pai que se tornara advogado, ele retornou a Indiana para lecionar espanhol e física (e treinador de basquete). Mas ele permaneceu fascinado pela astronomia, e quando seu pai morreu, em 1913, o jovem estudioso decidiu fazer um doutorado no estudo de estrelas no Observatório Yerkes, da Universidade de Chicago.

Ele completou sua dissertação ("Investigações fotográficas de nebulosas fracas) e recebeu seu PhD em 1917, pouco antes de se alistar no Exército dos EUA durante a Primeira Guerra Mundial. Seria dito que, enquanto ele estava na França, ele ensinava soldados a marchar à noite, navegando pelas estrelas. Quando retornou aos Estados Unidos, Hubble foi contratado por George Ellery Hale, diretor do Mount Wilson Observatory, onde ele começou a observar e fotografar estrelas que se pensava estarem localizadas na nebulosa de Andrômeda, dentro da Via Láctea.

Em outubro de 1923, Hubble estava examinando fotografias que ele havia tirado da nebulosa de Andrômeda com o Telescópio Hooker quando percebeu que poderia ter identificado uma variável Cefeida - uma estrela extremamente luminosa. Hubble pensou que poderia, com o tempo, calcular seu brilho. E ao fazê-lo, ele pode medir com precisão a distância.

Por meses, Hubble focou na estrela que ele rotulou de “VAR!” Na fotografia agora famosa. Ele podia determinar pelo brilho intrínseco e variável da estrela que ela era 7.000 vezes mais brilhante que o sol e, de acordo com seus cálculos, teria que estar a 900.000 anos-luz de distância. Tal distância obliterou até mesmo a teoria de Shapley sobre o tamanho do universo, que ele estimava em 300.000 anos-luz de diâmetro. (Curtis acreditava que era dez vezes menor que isso).

Harlow Shapley Harlow Shapley (Wikipedia)

As implicações de uma estrela a quase um milhão de anos-luz de distância eram óbvias, mas Shapley rapidamente descartou o trabalho de seu ex-colega como “junk science”. Mas o Hubble continuou a fotografar centenas de nebulosas, demonstrando um método de classificá-las por forma, luz e distância, que ele depois apresentou à União Astronômica Internacional.

Em essência, ele foi creditado como o primeiro astrônomo a mostrar que as nebulosas que ele havia observado não eram nem nuvens de gás nem estrelas distantes na Via Láctea. Ele demonstrou que eles eram galáxias e que havia incontáveis ​​números deles além da Via Láctea.

Hubble escreveu uma carta para Shapley e apresentou suas descobertas em detalhes. Depois de lê-lo, Shapley voltou-se para um estudante de pós-graduação e fez o comentário pelo qual se tornaria famoso: “Aqui está a carta que destruiu meu universo”.

Montagem do Telescópio Hooker de 100 polegadas. Montagem do Telescópio Hooker de 100 polegadas. (Wikipedia)

Edwin Hubble continuaria a medir a distância e a velocidade dos objetos no espaço profundo e, em 1929, publicou suas descobertas, que levaram à “Lei de Hubble” e à percepção amplamente aceita de que o universo está se expandindo. Albert Einstein, em sua teoria da relatividade geral, produziu equações que mostravam que o universo estava se expandindo ou se contraindo, mas adivinhou essas conclusões e as modificou para se adequarem ao pensamento científico amplamente aceito da época - o de um universo estacionário. (Mais tarde, ele chamou a decisão de alterar a equação "o maior erro" de sua vida.) Einstein fez uma visita ao Hubble e agradeceu o apoio que suas descobertas no Monte Wilson deram à sua teoria da relatividade.

Edwin Hubble continuou a trabalhar no Mount Wilson Observatory até morrer de um coágulo no cérebro em 1953. Ele tinha 63 anos. Quarenta anos depois, a NASA homenageou o astrônomo ao nomear o Telescópio Espacial Hubble em sua homenagem, que produziu inúmeras imagens de galáxias distantes em um universo em expansão, exatamente como ele havia descoberto.

A Grande Nebulosa de Andromeda, fotografada em 1899. A Grande Nebulosa de Andromeda, fotografada em 1899. (Wikipedia)

Fontes

Artigos: “A estrela que mudou o universo brilha no Hubble Photo”, por Clara Moskowitz, Space.com, 23 de maio de 2011, http://www.space.com/11761-historic-star-variable-hubble-telescope-photo -aas218.html. "The 1920 Shapley-Curtis Discussão: Antecedentes, Questões e Aftermath", por Virginia Trimble, Publicações da Sociedade Astronômica do Pacífico, v. 107, dezembro de 1995. http://adsbit.harvard.edu/cgi-bin / nph-iarticle_query? 1995PASP% 2E% 2E107% 2E1133T "O 'Grande Debate': O que realmente aconteceu", por Michael A. Hoskin, Revista de História da Astronomia, 7, 169-182, 1976, http: // apod .nasa.gov / diamond_jubilee / 1920 / cs_real.html "O Grande Debate: Obituary of Harlow Shapley", de Z. Kopal, Nature, vol. 240, 1972, http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/shapley_obit.html. “Por que o 'Grande Debate' foi importante”, http://apod.nasa.gov/diamond_jubilee/1920/cs_why.html. "1929: Edwin Hubble descobre que o universo está se expandindo", observatórios da Instituição Carnegie para a Ciência, http://cosmology.carnegiescience.edu/timeline/1929. "O Grande Debate Sobre o Tamanho do Universo", Idéias de Cosmologia, http://www.aip.org/history/cosmology/ideas/great-debate.htm.

Livros: Marianne J. Dyson, Espaço e Astronomia: Década por Década, Facts on File, 2007. Chris Impey, Como Começou: Um Guia do Viajante do Tempo para o Universo, WW Norton & Company, 2012.

Como Edwin Hubble se tornou o maior astrônomo do século XX