Gökbilimci Edwin P. Hubble, evrenimizle ilgili en derin keşiflerden birini yaptı. Modern zamanların en büyük gökbilimcilerinden biri olarak kozmosun Samanyolu Galaksisi'nden çok daha büyük olduğunu buldu. Sarmal bulutsular diye bilinen cisimlerin farklı farklı galaksiler olduğunu gösterdi. Ayrıca, evrenin genişlediğini keşfetti. Böylece doğa anlayışımızda ve evrenin büyüklüğünü kavrayışımızda devrimsel değişiklikler yaptı. Bu çalışma şimdi gökbilimcilerin evreni ölçmelerine yardımcı oluyor. Bilime katkılarından dolayı Hubble'ın adı Hubble Uzay Teleskobu'na verilerek onurlandırılmıştır.
Edwin Hubble kimdir?
- 29 Kasım 1889'da doğdu, 28 Eylül 1953'te öldü.
- Grace Burke ile evlendi.
- Chicago Üniversitesi'nde tanınmış bir basketbolcuydu.
- Başlangıçta hukuk okudu ancak lisansüstünde astronomiyi seçti. 1917’de doktora aldı.
- Değişken bir yıldızdan gelen ışığı kullanarak Andromeda Galaksisi'ne olan uzaklığımızı ölçtü.
- Evrenin Samanyolu Galaksisi'nden daha büyük olduğunu keşfetti.
- Resimlerdeki görünümlerine göre galaksileri sınıflandıran bir sistem geliştirdi.
- Onurlar: Astronomi araştırmaları için sayısız ödül, 2068 Hubble asteroitine ve Ay'daki kratere adının verilmesi, Hubble Uzay Teleskobu'nun adını taşıması, ABD Posta Servisi tarafından 2008'de pulla onurlandırılması.
Hubble'ın ilk yılları ve eğitimi
Edwin Powell Hubble, 29 Kasım 1889'da Missouri'nin küçük Marshfield kasabasında doğdu. Dokuz yaşındayken ailesiyle birlikte Chicago'ya taşındı. Hubble'ın kariyeri ilk başta çok değişkendi. Chicago Üniversitesi'ne devam etmek ve matematik, astronomi ve felsefe üzerine lisans derecesi almak için burada kaldı (1910). Daha sonra Rhodes Bursu ile 3 yıl Oxford Üniversitesi'ne devam etti, okulda Rhodes bursu alan ilk öğrencilerdendi. Burada edindiği İngilizlere özgü tavırlardan hayatı boyunca vazgeçmedi.
Babasının ölmeden önceki dileği nedeniyle bilimdeki kariyerini sonlandırdı ve bunun yerine hukuk, edebiyat ve İspanyolca okudu. Hubble 1913'te babasının ölümünden sonra Amerika'ya döndü ve Indiana, New Albany'deki New Albany Lisesi'nde İspanyolca, fizik ve matematik dersleri vermeye başladı. Bununla birlikte astronomiye olan bitmez ilgisinden dolayı kendisini Wisconsin'deki Yerkes Gözlemevi'nde yüksek lisans öğrencisi olarak buldu. Buradaki çalışmaları onu Chicago Üniversitesi'ne geri götürdü ve 1917'de burada doktora aldı. Tezini Soluk Bulutsular'ın Fotografik İncelemeleri olarak adlandırdı. Bu çalışması daha sonra yapacağı keşiflerin temellerini attı ve astronominin yönünü değiştirdi.
Yıldızlara ve galaksilere ulaşmak
Edwin Hubble, Birinci Dünya Savaşı'nda ülkesine hizmet etmek üzere orduda görev aldı. Bir mücadelede yaralanıp, 1919'da taburcu edilene kadar hızla binbaşı rütbesine yükseldi. Asla faal görevde hizmet etmemesine rağmen kendisine "Binbaşı Hubble" diye hitap edilmesi her zaman hoşuna giderdi.
Daha askeri üniforması üzerindeyken hemen Wilson Dağı Gözlemevi'ne çağrıldı ve kariyerine astronom olarak başladı. Hem 60 inç hem de yeni tamamlanmış 100 inç Hooker reflektörlerine erişimi vardı. Hubble, ölümüne dek otuz yıldan fazla bir süre burada aktif şekilde çalıştı ve 200 inç Hale teleskobunun tasarımına da yardımcı oldu. Mutlu bir evliliği vardı; eşi Grace o öldüğünde hala sağdı.
Yaşadığı dönem gökbiliminde heyecanlı zamanlardı. Büyük 100 inçlik Hooker yansıtmalı teleskobu Wilson Dağı'na yeni yerleştirilmişti. Sadece dünyadaki en büyük ve en güçlü teleskop değildi, aynı zamanda eşi benzeri yoktu. Hubble ondan çok faydalandı.
Evrenin büyüklüğünün ölçülmesi
Edwin Hubble, diğer gökbilimciler gibi astronomik görüntülerde garip şekilli bulanık spiral objeler görmeye alışmıştı. Bunların ne olduğu o zamana kadar anlaşılamamıştı. 1920'lerin başındaki yaygın görüş bunların nebula denilen bir tip gaz bulutu olduklarıydı. Bu "sarmal nebulalar" ya da "bulutsular", gözlemlerde popüler hedef haline geldi. Yıldızlararası bulutlara dair kısıtlı sayıda mevcut bilgi göz önüne alındığında nasıl oluşabileceklerini açıklamak için çok çaba harcandı. Onların diğer galaksiler oldukları fikri asla düşünülecek bir şey değildi. Çünkü o zamanlar evrenin tamamının Samanyolu Galaksisi'nden oluştuğu düşünülüyordu. Ölçümler Edwin Hubble’ın rakibi Harlow Shapley tarafından yapılmıştı.
Hubble bu nesnelerin yapısı hakkında daha iyi fikir edinmek için 100 inç Hooker reflektörünü birkaç spiral bulutsunun son derece ayrıntılı ölçümlerini almak için kullandı. Gözlemleri sırasında "Andromeda Bulutsusu" ya da nebulası denilen bu galakside birkaç Sefe (Cepheid, Sefeid) değişeni fark etti. Sefeler parlaklıkları ve parlaklıklarının değişkenlik süreleri ölçülerek mesafeleri tam olarak belirlenebilen yıldızlardır. Bu Sefeler ilk kez astronom Henrietta Swan Leavitt tarafından çizilmiş ve analiz edilmiştir. Hubble ise aynı formülden yola çıkarak gördüğü bulutsunun Samanyolu'nun içinde olmadığını keşfetmesini sağlayan "periyot-parlaklık ilişkisini" türetmiştir.
Bu keşif başlangıçta Harlow Shapley de dahil olmak üzere bilim topluluğu üyeleri tarafından büyük tepkiyle karşılandı. Zira Shapley Samanyolu'nun boyutunu belirlemek için ironik şekilde Edwin Hubble’ın metodolojisini kullanmıştı. Bununla birlikte Hubble'ın tek galaksi fikrinden "başka galaksilere" geçişi kabul edilmesi zor bir düşünceydi. Ancak zaman geçtikçe Hubble’ın çalışmalarının inkar edilemez bütünlüğü anlaşıldı ve bu da evren hakkındaki bugünkü anlayışımızın oluşmasını sağladı.
Bulutsu denilen cisimlerin uzun zamandır iki farklı tipte olduğu biliniyordu; bazılarının Orion'daki M-42 gibi belirgin gaz bulutlarından, diğerlerinin ise Andromeda'daki M-31 gibi yıldızlardan oluştuğu tahmin ediliyordu. (Galaksilerin adlandırılmasındaki M harfi, 1781'de yüzden fazla bulutsu cisim için katalog hazırlayan Fransız gökbilimci Messier anısına kullanılır; M sayıları bugün halen kullanımda).
Edwin Hubble gaz bulutsularının Samanyolu sistemine ait olduğuna emindi ama yıldızsı bulutsular için emin değildi. Bunların tümüyle birbirinden ayrı, birbirlerinden çok uzak olması mümkün müydü? Elbette Dünya'dan o kadar uzaktalardı ki o zamanlarki mevcut tekniklerle mesafelerini ölçmek mümkün değildi. M-31 dahil pek çoğu çarkıfeleği andıran sarmallardı. Belirgin bir özellikleri daha vardı: Başka yerlerde yapılan ölçümler—genellikle Vesto Slipher'in Arizona ölçümleri gibi—çok yüksek hızlara uzaklaştıklarını gösteriyordu. Slipher ölçümler için spektroskopi yöntemini kullanmıştı; sonuç olarak yıldızsı bulutsulardan gelen ışık hafifçe kırmızıya kayıyordu ve bu da onların uzaklaşma hızı anlamına geliyordu—ünlü Doppler etkisi.
Evrenin genişlediğinin bulunması
Hubble'ın çalışması onu yeni bir araştırma alanına yönlendirdi: Kırmızıya kayma sorunu. "Redshift" problemi yıllarca astronomları meşgul etti. Problemin özü şudur: Spiral bulutsudan yayılan ışığın spektroskopik ölçümleri tekrarlandıkça, sonuçlar elektromanyetik spektrumun kırmızı ucuna doğru kaymaktadır. Bu nasıl olabilir?
Açıklamanın basit olduğu anlaşılmıştı: Galaksiler bizden yüksek bir hızla uzaklaşıyordu. Işıklarının spektrumun kırmızı ucuna doğru kayması bizden çok hızlı bir şekilde uzaklaşmaları nedeniyle oluyordu. Bu kaymaya Doppler kayması denir. Hubble ve meslektaşı Milton Humason bu bilgiyi kullanarak şimdi Hubble Yasası olarak bilinen ilişkiyi kurdular: Bir galaksi bizden ne kadar uzaktaysa, bizden o kadar hızlı uzaklaşmaktadır. Bize evrenin genişlediğini de dolaylı yoldan öğretti.
Edwin Hubble'ın yaşadığı 'kozmik anlaşmazlık'
Edwin Hubble, Wilson Dağı'na gelişinin üzerinden çok uzun zaman geçmeden sarmalların bağımsız sistemler olduğuna ikna olmuştu; ama diğer ünlü gökbilimciler ona katılmıyordu. Harvard College Gözlemevi yöneticisi, yani galaksinin boyutunu ilk kez ölçümleyen Harlow Shapley bu gökbilimcilerden biriydi. Bir diğeri 1912'den beri Wilson Dağı'nda bulunan Hollandalı gökbilimci Adriaan van Maanen'di.
Van Maanen sarmallardaki iç hızı ölçümlemeyi denemişti; içlerindeki yıldızların birbirlerine göre hareket ettiğini bulmuştu, yani Hubble'ın inandığı kadar uzak olamazlardı. Çünkü 100.000 ışık yılında bile bireysel yıldızlardaki kayma ölçülemeyecek kadar küçüktü. Van Maanen bu nedenle sarmallar galaksimiz içindedir diyordu. Aynı gözlemevindeki meslektaşlar arasındaki bu fikir uyuşmazlıkları birbirlerinden hiç hoşlanmamalarıyla derinleşmişti.
Hubble tamamıyla farklı bir yöntem denemeye karar verdi. Sefe Değişen Yıldızları diye bilinen yıldızları kullanacaktı. Güneş dahil pek çok yıldız yıllar, yüzyıllar boyunca az ya da çok aynı parlar, ama bazıları farklıdır; kimisi düzenli, kimisi öngörülemez aralıklarla parlayıp söner. Sınıfın en çok bilinen üyesi Delta Sefe'den adlarını alan Sefe değişenlerinin birkaç günden haftalara uzanan, mutlak düzenli periyotları vardır, böylece daima nasıl davranacakları bilinebilir; kuzey yarımkürede çıplak gözle kolaylıkla görülebilen Delta Sefe'nin 5,4 günlük periyodu vardır –yani en yüksek parlaklık değerine 5,4 günde bir erişir. Ayrıca Sefelerin gerçek aydınlatma güçleri ile periyotları arasındaki bağ bilinmekteydi; periyot uzadıkça yıldızın aydınlatma gücü artıyordu.
Başka bir Kuzey yarımküre Sefesi, Eta Aquilae 7,2 günlük periyota sahiptir ve Delta Sefe'den daha fazla aydınlatma gücü vardır. Eğer bir Sefe'nin periyodunu bir kez ölçersek, aydınlatma gücünü ve böylece de mesafesini bulabiliriz, üstelik tüm Sefeler çok güçlüdür, galaksinin pek çok ışık yılı ötesinden kolaylıkla görülebilirler. (Bir ışık yılı bir ışık ışınının bir yılda kat ettiği mesafedir ve 9,5 trilyon kilometreden fazladır. Son ölçümler Delta Sefe'nin uzaklığını 982 ışık yılı verdi.)
"Daha uzakta, daha hızlı"
Hubble'ın yapacağı şey şimdi yıldızsı bulutsularda ve sarmallarında Sefeler bulmaya koyulmaktı. Sadece Wilson Dağı'ndaki 100 inçlik teleskop bunu yapabilecek güçteydi ve bu teleskop Hubble'ın emrindeydi. Çok geçmeden aradıklarını bulmayı başardı. M31 dahil, pek çok sarmalda Sefeler buldu ve Samayolu'nda yer alamayacak kadar uzakta olduklarını gösterdi. Gerçekten de bunlar farklı galaksilerdi ve 1 Ocak 1925'te duyurulan keşif Evren hakkındaki tüm görüşümüzü değiştirdi. Van Maanen tamamıyla dürüst bir hata yapmıştı: Yıldız levhalarını ölçerken, gerçek dışı hareket görüntüsü veren belli fotoğrafik etkileri hesaba katmamıştı.
Edwin Hubble artık şöhrete kavuşmuştu, hayatının geri kalanı boyunca araştırmalarına devam ederek önemli keşifler yapmaya devam etti. Baş asistanı, kariyerine Wilson Dağı Gözlemevi inşa edilirken dağa malzeme taşıyan katırların sürücülüğü ile başlayan ve aynı kurumda dünyaca ünlü bir gökbilimci olan Milton Humason idi. Bilhassa bir galaksinin uzaklığı ile uzaklaşma hızı arasında bir bağlantı bulmuşlardı: Her şey "daha uzaktaki daha hızlı" kuralına bağlıydı.
Tüm Evren'in genişlediğini keşfettiler, ancak tüm galaksilerin birbirinden uzaklaştığını söylemek tam anlamıyla doğru bir ifade değildi – kümeler oluşturuyorlar ver her küme diğer tüm kümelerden uzaklaşıyordu. Bizim galaksimiz ve Andromeda Sarmal galaksisi, Yerel Küme denilen kümenin üyesidir, sonunda hepsi çarpışacaktır, ancak bir şanslıyız, zira bu bir milyar yıldan önce gerçekleşmeyecek.
Edwin Hubble öncesi evren
Bugün 10.000 milyon ışık yılı uzaklıktaki galaksileri görebiliyoruz, ancak 13.700 milyon ışık yılı uzağa erişemediğimizden gökbilimcilerin tüm kozmosun aniden oluştuğuna inandıkları Büyük Patlama anının hemen sonrasındaki evreni henüz görememekteyiz. Bir gün görüp göremeyeceğimizi şimdilik bilmiyoruz. Edwin Hubble henüz Sefe değişkenleri araştırmasına başladığında tüm Evren'in Samanyolu'ndan ibaret olduğuna inandığımızı düşündüğümüzde insan yadırgıyor.
Edwin Hubble bilimsel ve teknik makalelerin yanı sıra en bilinen The Realm of Nebulae (Bulutsuların Diyarı) olmak üzere popüler kitaplar yazmaya da zaman ayırdı. Wilson Dağı'ndaki en sevilen gökbilimci olmadığını söylemek gerekir, meslektaşları kendisini soğuk ve mesafeli bulurlardı. Ancak Patrick Moore'un anlattığına göre durum pek de öyle değildi; "İkinci Dünya Savaşı'ndan sonra pek çok kez bir araya geldik, temelde Ay ile ilgilenen bu genç İngiliz, bir amatöre karşı çok saygılı ve yardımseverdi."
Bilim dünyasının verebileceği hemen hemen tüm ödülleri aldı. Eğer 1953'te aniden ölmeseydi, büyük olasılıkla o yılın Nobel Fizik Ödülü'nü alacaktı. Asla unutulmayacak ve elbette 1990 yılında Discovery tarafından yörüngeye oturtulan ilk büyük uzay teleskobuna onun adının verilmesi kesinlikle yerinde bir karardır.
Edwin Hubble ve Nobel ödülü
Edwin P. Hubble çalışmaları için onurlandırıldı ancak maalesef Nobel Ödülü için hiçbir zaman aday gösterilmedi. Sorun bilimsel başarı eksikliği değildi. O zamanlar astronomi bir fizik disiplini olarak tanınmıyordu, bu yüzden astronomlar Nobel'e aday olamazdı.
Hubble bunu değiştirmeyi önerdi ve bir noktada adına lobi yapması için bir reklam ajansı bile tuttu. 1953 yılında Hubble'ın öldüğü yıl, astronomi resmen bir fizik dalı olarak ilan edildi. Böylece gökbilimcilere ödül verilme şansı doğdu. Ölmemiş olsaydı, Hubble'ın o yıl Nobel Ödülü alacağı neredeyse kesindi. Nobel Ödülü bir kimseye ölümden sonra verilmediği için asla alamadı. Astronomi bugün gezegen bilimi ve uzay bilimini de içine alan kendi başına bir bilim dalı olarak kabul görüyor.
Hubble Uzay Teleskobu
Edwin Hubble’ın mirası astronomların uzak galaksileri keşfetmesini ve gökbilimcilerin evrenin genişleme hızını ölçmesini sağlamaktadır. Adı, evrenin en derin bölgelerinden muhteşem görüntüler göndermeye devam eden Hubble Uzay Teleskobu'nu (HST) süsler.
Edwin Hubble'ın sözleri
- “Mesafe arttıkça bilgimiz hızla ve hızla kayboluyor. Sonunda, loş sınıra ulaşıyoruz – teleskoplarımızın en üst limitleri. Orada, gölgeleri ölçüyoruz ve ruhani ölçüm hataları arasında neredeyse nadir şekilde bulunan maddi yön işaretlerini arıyoruz. Arama devam edecek. Ampirik kaynaklar tükendiğinde hayali spekülasyon evrenine geçmemiz gerekecek.”
- “Astronomi tarihi gerileyen ufukların tarihidir.”
- “Bilim gerçekten ilerici olan tek insan faaliyetidir. Olumlu bilgi cismi, nesilden nesile aktarılıyor. ”
- “Gözlemler her zaman teori içerir.”