'Nessuna scoperta scientifica prende il nome dal suo scopritore', - Stigler/Merton.
Il contributo di Edwin Hubble all'astronomia gli è valso l'onore di ricevere il suo nome su probabilmente il più famoso telescopio spaziale ( il telescopio spaziale Hubble , HST). I contributi che spesso gli vengono attribuiti includono la scoperta della scala extragalattica (esistono innumerevoli altre galassie oltre la via Lattea ), l'Universo in espansione (la costante di Hubble) e un sistema di classificazione delle galassie ( il diapason Hubble ). Tuttavia, alcuni astronomi stanno mettendo in dubbio la preminenza di Hubble in questi argomenti e se tutto il merito è giustificato.
“[Le suddette] scoperte … sono ben note … e la maggior parte degli astronomi le assocerebbe esclusivamente a Edwin Hubble; eppure questa è una grossolana semplificazione. Astronomi e storici stanno iniziando a rivedere quella storia standard e portare una versione più sfumata all'attenzione del pubblico', ha affermato lo scienziato della NASA Michael J. Way, che ha appena pubblicato un nuovo studio intitolato ' Smantellare l'eredità di Hubble? '
La storia ha offuscato la nostra visione di Hubble l'uomo? O sono i suoi contributi seminali a dove siamo oggi in astronomia?
L'assegnazione del credito per una scoperta non è sempre semplice e Cammino 2013 osserva: 'Il modo in cui viene assegnato il credito per una scoperta è spesso un problema complesso e non dovrebbe essere semplificato eccessivamente, ma ciò accade più e più volte. Un altro esempio ben noto in questo campo è la scoperta del Cosmic Microwave Background'. Infatti, polemica circonda la scoperta dell'espansione accelerata dell'Universo , che si è semplicemente verificata in la fine degli anni '90 . Al contrario, le scoperte attribuite a Hubble sono emerse durante gli anni '20.
Il telescopio spaziale Hubble (credito immagine: NASA, ottimizzato da D. Majaess).
Prima di iniziare questa discussione, viene sottolineato che Hubble non può difendere il suo contributo poiché è morto molto tempo fa (1889-1953). Inoltre, possiamo certamente evidenziare gli sforzi di altri individui i cui contributi seminali sono stati trascurati senza mitigare la pertinenza di Hubble. Il primo argomento discusso qui è la scoperta della scala extragalattica. Prima degli anni '20 non era chiaro se la Via Lattea e l'Universo fossero sinonimi. In altre parole, la Via Lattea era solo una tra innumerevoli altre galassie?
Gli astronomi H. Shapley e H. Curtis hanno discusso l'argomento nel famoso Dibattito sull'universo dell'isola (1920). Curtis credeva nell'Universo extragalattico, mentre Shapley era di parere opposto (vedi anche Trimble 1995 per una recensione). Secondo il presente autore, i contributi di Hubble hanno contribuito a porre fine a quel dibattito alcuni anni dopo e hanno cambiato il corso dell'astronomia, in particolare poiché ha fornito prove di un universo extragalattico utilizzando un indicatore di distanza che è stato riconosciuto come affidabile. Hubble usava le stelle chiamate Variabili cefeidi per aiutare ad accertare che M31 e NGC 6822 fossero più distanti delle dimensioni stimate della Via Lattea, che insieme alla loro dimensione dedotta, implicavano che fossero galassie. Per inciso, le distanze di Hubble e di altri non erano affidabili come si credeva (ad es. Fernie 1969 , Pavone 2013 ). Pavone 2013 fornisce un interessante confronto tra le stime delle distanze citate da Hubble e Lundmark con i valori attuali, che rivela che entrambi gli autori hanno pubblicato distanze che erano in qualche modo errate. Detto questo, le stime attuali sono esse stesse oggetto di discussione.
Le prove di Hubble hanno aiutatoconvincereanche certi strenui oppositori dell'interpretazione extragalattica come Shapley, che dopo aver ricevuto notizie da Hubble riguardo alle sue nuove scoperte rimarcato (1924), 'Ecco la lettera che ha distrutto il mio universo'. Cammino 2013 osserva allo stesso modo che 'La questione [riguardante la scala extragalattica] è stata efficacemente risolta da due articoli di Hubble nel 1925 in cui ha derivato distanze dalle variabili Cefeidi trovate in M31 e M33 (Hubble 1925a) di 930.000 anni luce e in NGC 6822 (Hubble 1925c) di 700.000 anni luce”.
Hubble 1925 usato Cefeidi per stabilire la distanza da M31, mostrato sopra (credito immagine: Noel Carboni e Greg Parker ).
Tuttavia, come tabella 1 da Cammino 2013 indica (mostrato sotto), c'erano numerosi astronomi che hanno pubblicato distanze che implicavano l'esistenza di galassie oltre la Via Lattea. Astronomo Ian Steer , che aiuta a mantenere il Database extragalattico NASA/IPAC delle distanze indipendenti dal redshift (NED-D) , ha anche compilato un elenco di 290 distanze delle galassie pubblicate prima del 1930 . Cammino 2013 ha aggiunto che 'Molti contributi importanti a questa storia sono stati dimenticati e la maggior parte dei libri di testo di astronomia oggi, se discutono della conferma dell''Universo dell'isola', attribuiscono il 100% del merito a Hubble con scarsa attenzione alle precedenti osservazioni che chiaramente supportavano le sue misure».
Così Hubble non ha scoperto la scala extragalattica, ma il suo lavoro ha contribuito a convincere una vasta gamma di astronomi dell'enormità dell'Universo. Tuttavia, rispetto alle stime attuali, le distanze di Hubble sono troppo brevi a causa in parte della calibrazione Cefeide esistente che ha utilizzato ( Fernie 1969 , Pavone 2013 rileva inoltre che le distanze di Hubble erano imperfette per altri motivi). Tale compensazione ha permeato alcune determinazioni del tasso di espansione dell'Universo (la costante di Hubble), rendendo la stima quasi un ordine di grandezza troppo grande e l'età implicita per l'Universo troppo piccola.
Cammino 2013 osserva: 'La tabella 1 elenca tutte le principali stime della distanza dalle nebulose a spirale (note a questo autore) dalla fine del 1800 fino al 1930, quando si iniziarono a trovare candele standard nelle nebulose a spirale [galassie]'. (credito immagine: Cammino 2013/arXiv ).
L'accreditamento di Hubble come scopritore dell'Universo in espansione (la costante di Hubble) ha generato una notevole discussione, che è in definitiva legata alla scoperta di una relazione tra la velocità di una galassia e la sua distanza. È persino emersa l'accusa secondo cui Hubble potrebbe aver censurato la pubblicazione di un altro scienziato per mantenere la sua preminenza. Da allora quell'accusa è stata confutato , ma fornisce al lettore un'indicazione del tono del dibattito (cfr Livio 2012 ( Natura ), e riferimenti ivi contenuti).Hubble pubblicò le sue scoperte sulla relazione velocità-distanza in 1929 , sotto il titolo inequivocabile 'Una relazione tra distanza e velocità radiale tra nebulose extragalattiche'. Hubble 1929 afferma all'inizio che altre indagini hanno cercato “una correlazione tra velocità radiali apparenti e distanze, ma finora i risultati non sono staticonvincente.” La parola chiave èconvincente, chiaramente un termine soggettivo, ma che Hubble ritiene sia l'impulso principale dietro il suo nuovo sforzo. In Lundmark 1924 , dove viene tracciato un diagramma velocità in funzione della distanza per le galassie (vedi sotto), l'autore osserva che 'Tracciando le velocità radiali rispetto a queste distanze relative, troviamo che potrebbe esserci una relazione tra le due quantità,anche se non molto definito.” Però, Hubble 1929 fa anche riferimento a uno studio di Lundmark 1925 , dove Lundmark sottolinea che 'Una correlazione piuttosto definitaè mostrato tra le dimensioni apparenti e la velocità radiale, nel senso che le spirali più piccole e presumibilmente più distanti hanno la velocità spaziale maggiore.
Hubble 1929 fornisce un diagramma velocità-distanza (descritto di seguito) e rileva inoltre che 'i dati indicano una correlazione lineare tra distanze e velocità'. Però, Hubble 1929 ha esplicitamente avvertito che “Nuovi dati da attendersi nel prossimo futuro potrebbero modificare il significato della presente indagine o, se confermativi, porteranno a una soluzione con un peso molte volte maggiore. Per questo motivo si ritiene prematuro discutere in dettaglio le ovvie conseguenze dei presenti risultati... la relazione lineare trovata nella presente discussione è una prima approssimazione che rappresenta un intervallo ristretto di distanza. Hubble implicava che fosse necessario uno sforzo aggiuntivo per acquisire dati osservativi e porre la relazione su basi solide (convincenti), che sarebbero apparse in Hubble e Humason 1931 . Forse questo può spiegare in parte, di concerto con la naturale tendenza della maggior parte degli umani a desiderare riconoscimento e fama, perché Hubble abbia successivamente cercato di conservare il merito per l'istituzione della relazione velocità-distanza.
Hubble 1929 ha comunicato di essere a conoscenza di precedenti (ma per lui poco convincenti) indagini sul tema della relazione velocità-distanza. Ciò è ulteriormente confermato da van den Bergh 2011 , che cita la seguente citazione pertinente raccontata dall'assistente di Hubble (Humason) per un progetto di storia orale, 'La relazione velocità-distanza è iniziata dopo uno degli incontri IAU, penso che fosse in Olanda [1928]. E il dottor Hubble tornò a casa piuttosto entusiasta del fatto che due o tre scienziati laggiù, astronomi, avevano suggerito che più deboli erano le nebulose, più erano distanti e maggiori sarebbero stati gli spostamenti verso il rosso. E mi ha parlato e mi ha chiesto se volevo provare a dare un'occhiata'.
Le velocità delle galassie tracciate in funzione della loro distanza, da Lundmark 1924 (a sinistra) e Hubble 1929 (Giusto). Nota le scale separate sull'asse x. Pavone 2013 dimostra che le distanze citate da entrambi gli autori erano in definitiva imperfette e che esistono anche problemi (sebbene meno acuti) con le distanze moderne (credito immagine: Lundmark/MNRAS/Hubble/PNAS, assemblato da D. Majaess).
Hubble 1929 ha elaborato che, 'La caratteristica eccezionale, tuttavia, è la possibilità che la relazione velocità-distanza possa rappresentare l'effetto de Sitter, e quindi che i dati numerici possano essere introdotti nelle discussioni sulla curvatura generale dello spazio'. de Sitter aveva proposto un modello per l'Universo in base al quale la luce viene spostata verso il rosso mentre si allontana dalla sorgente che emette. Hubble sospettava che forse le sue scoperte potessero rappresentare l'effetto de Sitter, tuttavia, Cammino 2013 osserva che 'Finora gli storici non hanno portato alla luce alcuna prova che Hubble stesse cercando indizi per un universo in espansione quando pubblicò il suo articolo del 1929 (Hubble 1929b).' Infatti, quasi due decenni dopo la pubblicazione del 1929, Hubble 1947 osserva che dati migliori potrebbero indicare che 'i redshift potrebbero non essere dovuti a un universo in espansione e gran parte delle attuali speculazioni sulla struttura dell'universo potrebbe richiedere un riesame'. È quindi un po' un paradosso che, insieme alle altre ragioni delineate, a Hubble sia attribuito il merito di aver scoperto che l'Universo si sta espandendo.
Il termine redshift deriva dal fatto che quando gli astronomi (ad es. V. Slipher ) hanno esaminato gli spettri di alcune galassie, hanno notato che sebbene una particolare riga spettrale avrebbe dovuto apparire nella regione blu dello spettro (misurata in laboratorio): la riga era in realtà spostata verso il rosso. Hubble 1947 ha spiegato che 'le onde luminose provenienti da nebulose lontane [galassie] sembrano crescere più lunghe in proporzione alla distanza che hanno percorso È come se le stazioni sul quadrante radio fossero tutte spostate verso le lunghezze d'onda più lunghe in proporzione alle distanze delle stazioni. . Negli spettri nebulari [galattici] le stazioni (o linee) sono spostate verso il rosso e questi spostamenti verso il rosso variano direttamente con la distanza, una relazione approssimativamente lineare. Questa interpretazione si presta direttamente alle teorie di un universo in espansione. L'interpretazione non è universalmente accettata, ma anche il più prudente di noi ammette che i redshift sono la prova di un universo in espansioneo di qualche principio di natura finora sconosciuto. '
In alto, spettri per le galassie spostate verso il rosso (credito immagine: JPL/Caltech/Planck ).
Come notato sopra, Hubble non fu il primo a dedurre una relazione velocità-distanza per le galassie, e Cammino 2013 osserva che 'Lundmark (1924b): grafico della prima distanza in funzione della velocità per le nebulose a spirale [galassie] ...Georges Lemaitre (1927): ha derivato una soluzione non statica alle equazioni di Einstein e l'ha accoppiata alle osservazioni per rivelare una distanza lineare rispetto allo spostamento verso il rosso relazione con una pendenza di 670 o 575 km/s/Mpc (a seconda di come i dati sono raggruppati) …” Sebbene Hubble fosse a conoscenza della ricerca di Lundmark, lui e numerosi altri astronomi probabilmente non erano a conoscenza dell'ormai famoso studio Lemaitre del 1927, che era pubblicato in una rivista oscura (vedi Livio 2012 ( Natura ), e relativa discussione). Sterzo 2013 osserva che 'le stime della distanza di Lundmark [1924] erano coerenti con una costante di Hubble di 75 km/s/Mpc [che è vicina alle stime recenti]'. (vedi anche l'interpretazione di Pavone 2013 ). Alcune distanze stabilite da Lundmark appaiono vicine alle attuali determinazioni (ad esempio, M31, vedere la tabella sopra).
Allora perché a Hubble è stato attribuito il merito di aver scoperto l'Universo in espansione? Cammino 2013 suggerisce che 'il successo di Hubble nell'ottenere credito per la sua ... relazione lineare distanza-velocità può essere correlato alla sua verifica dell'ipotesi dell'Universo dell'isola - dopo quest'ultima, è stata affermata la sua importanza come attore importante nell'astronomia. Come sottolineato da Merton (1968) il credito per le scoperte simultanee (o quasi) viene solitamente attribuito a eminenti scienziati rispetto a quelli meno conosciuti'. Steer ha detto a Universe Today che 'Lundmark con le sue stesse parole non ha trovato una relazione definita tra redshift e distanza, e non c'è alcuna relazione lineare sovrapposta nel suo grafico redshift-distanza. Laddove Lundmark utilizzava un singolo indicatore di distanza non dimostrato (diametri delle galassie), confrontato con una singola distanza non dimostrata dalla galassia di Andromeda, Hubble utilizzava più indicatori tra cui uno ancora in uso (stelle più luminose), incrociato con le distanze di più galassie in base a Stelle variabili Cefeidi.”
Per quanto riguarda l'assegnazione del credito per la scoperta dell'espansione dell'Universo, Cammino 2013 conclude che 'Nel complesso troviamo che Lemaitre è stato il primo a cercare e trovare una relazione lineare tra distanza e velocità nel contesto di un universo in espansione, ma che un certo numero di altri attori (ad esempio Carl Wirtz, Ludwik Silberstein, Knut Lundmark, Edwin Hubble, Willem de Sitter) stavano cercando una relazione che si adattasse al contesto del mondo Modello B [Universo] di de Sitter con le sue false velocità radiali [il redshift]'. Un elenco parziale dei vari contributori evidenziati da van den Bergh 2011 è fornito di seguito.
'La storia della scoperta dell'espansione dell'Universo può essere riassunta [sopra]', van den Bergh 2011 (credito immagine: van den Bergh / JRASC / arXiv ).
Way e Nussbaumer 2011 affermare che 'È ancora ampiamente affermato che nel 1929 Edwin Hubble abbia scoperto l'Universo in espansione ... questo non è corretto. Ci sono poche scuse per questo, poiché esistono prove sufficienti e ben supportate sulle circostanze della scoperta'.Insomma, l'autorepersonalel'opinione è che i contributi di Hubble all'astronomia siano stati fondamentali. Hubble ha aiutato a convincere gli astronomi della scala delle distanze extragalattiche e che esisteva una relazione tra la distanza di una galassia e la sua velocità, spingendo così il campo e la scienza in avanti. Le sue distanze extragalattiche, sebbene imperfette, furono utilizzate anche per trarre importanti conclusioni (ad esempio, da Lemaitre 1927). Tuttavia, è altrettanto chiaro che altre persone sono meritevoli e meritano elogi significativi. I contributi di quegli scienziati dovrebbero essere evidenziati parallelamente alla ricerca di Hubble e i libri di testo di astronomia dovrebbero essere rivisti per enfatizzare quei risultati. Un resoconto più completo dovrebbe essere citato degli ammirevoli risultati ottenuti da numerosi astronomi che hanno lavorato in sinergia durante gli anni '20.
Ci sono una serie diversificata di opinioni sugli argomenti discussi, e il lettore dovrebbe rimanere scettico (del presente articolo e di altre interpretazioni), soprattutto perché la conoscenza dell'argomento si sta evolvendo e altro deve ancora emergere. Due discorsi dal ' Origini dell'universo in espansione: 1912-1932 ” sono pubblicate di seguito (di H. Nussbaumer e M. Way), oltre a un discorso di I. Steer da un evento separato.
Il Cammino 2013 i risultati verranno visualizzati nella ' Origini dell'universo in espansione: 1912-1932 ', ed è disponibile una prestampa su arXiv . L'argomento relativo alla scoperta del sistema di classificazione delle galassie (cioè il diagramma del diapason di Hubble) è stato omesso dalla presente discussione, ma è discusso da Cammino 2013 . Il lettore interessato che desidera ulteriori informazioni troverà le seguenti opere pertinenti, e ci sono stati numerosi importanti astronomi omessi dalla presente discussione (ad esempio, A. Friedmann): Way e Nussbaumer 2011 , van den Bergh 2011 , Livio 2012 , Sterzo 2011 , Sterzo 2012 , Pavone 2013 , Lundmark 1924 , Lundmark 1925 , Hubble 1925 , Hubble 1929 , Hubble e Humason 1931 , Hubble 1947 ; per la discussione sul famoso Dibattito sull'universo dell'isola Guarda anche Trimble 1995 ; Sterzo 290 distanze delle galassie pubblicate prima del 1930 sono disponibili tramite il Database extragalattico NASA/IPAC delle distanze indipendenti dal redshift (NED-D) ; per informazioni relative alle accuse rivolte a Hubble, vedere Livio 2012 ( Natura ); per la discussione sulle Cefeidi e sui problemi che affliggevano il loro uso come indicatori di distanza cfr Fernie 1969 ; infine, il lettore è incoraggiato a leggere gli articoli di Hubble che sono disponibili tramite NASA/ADS .