Жанр: Энциклопедия
СТО ВЕЛИКИХ ученых
...ел. Летом 1919 года Хаббл
демобилизовался и поспешил в Пасадену, чтобы принять приглашение
Хейла.
В обсерватории Хаббл начал изучать туманности, сосредоточившись
сначала на объектах, видимых в полосе Млечного Пути. Это были объекты нашей Галактики — диффузные и планетарные туманности. Хаббл показал, что источником свечения туманностей являются звезды. Ему принадлежал и вывод о том, что планетарные туманности светятся за счет
переизлучения ультрафиолетовой радиации центральных звезд в оптический диапазон. Проблема свечения галактических туманностей в основном была решена.
А далее открывалось неоглядное поле изучения туманностей, видимых вне Млечного Пути. Первое, что сделал Хаббл — это классифицировал их. Все такие туманности, представляющие собой, как затем выяснилось, другие галактики, Хаббл разделил на спиральные, эллиптические и
неправильные. На смену прежним, часто нечетким и сложным классифи
499
кациям пришла стройная схема.
Я использовал ее 30 лет, — писал впоследствии известный астроном Вальтер Бааде, — и хотя упорно искал объекты, которые нельзя было бы действительно уложить в хаббловскую систему, их число оказалось столь ничтожным, что я могу пересчитать их по
пальцам
.
Классификация Хаббла продолжает служить науке, и все последующие модификации ее существа не затронули. В хрестоматии
Книга первоисточников по астрономии и астрофизике, 1900—1975
К. Ланга и
О. Гингерича (США), где воспроизведены самые выдающиеся исследования за три четверти нашего столетия, помещены три работы Хаббла, и
первая из них — работа по классификации внегалактических туманностей. Две другие относятся к установлению природы этих туманностей и
открытию закона красного смещения.
Классификация, естественно, не решала вопроса природы туманностей. Со времени их открытия сосуществовали или менялись самые противоположные представления. В туманностях, особенно спиральных, видели и близкие объекты, в которых из диффузного вещества якобы возникают звезды и планеты, и далекие звездные системы — галактики. Решающим бьіло бы определение расстояний до них.
В 1923 году Хаббл приступил к наблюдениям туманности в созвездии
Андромеды на шестидесяти и сто дюймовых рефлекторах. На первой же
удачной пластинке 4 октября, сопоставленной с другими, он кроме двух
новых звезд обнаружил слабую переменную. Она оказалась цефеидой,
представителем замечательного класса звезд, период колебания блеска
которых тесно связан с их светимостью. По зависимости
период — светимость
, установленной по цефеидам Галактики, можно было оценить
светимость обнаруженной звезды, а тогда видимый блеск сразу же указывал на ее расстояние и тем самым на расстояние до Туманности Андромеды. Ученый сделал вывод, что большая Туманность Андромеды действительно другая звездная система. Такие же результаты Хаббл получил и для
туманности МОС 6822 и туманности в Треугольнике.
Хотя об открытии Хаббла вскоре стало известно ряду астрономов,
официальное сообщение последовало лишь 1 января 1925 года, когда на
съезде Американского астрономического общества Г. Рессел зачитал доклад Хаббла. Известный астроном Д. Стеббинс писал, что доклад Хаббла
во сто крат расширил объем материального мира и с определенностью
решил долгий спор о природе спиралей, доказав, что это гигантские совокупности звезд, почти сравнимые по размерам с нашей собственной Галактикой
. Теперь Вселенная предстала перед астрономами пространством,
заполненным звездными островами — галактиками.
Задержка в сообщении столь важного результата на год с лишним
была связана с противоречием, в которое вступало открытие Хаббла с
казавшимся тогда убедительным, а на самом деле ошибочным выводом
А. ван Маанена о быстром вращении ряда спиральных галактик.
Уже одно установление истинной природы туманностей определило
место Хаббла в истории астрономии. Но на его долю выпало и еще более
выдающееся достижение — открытие закона красного смещения.
В середине января 1929 года в
Труды
Национальной академии наук
США Хаббл представил небольшую заметку под названием
О связи между расстоянием и лучевой скоростью внегалактических туманностей
Простое сопоставление скоростей туманностей с их расстояниями, несомненно, свидетельствовало о том, что искомая связь существует и вводимый в кинематические уравнения К-член должен быть пропорциональным расстоянию. По данным Хаббла, коэффициент в К-члене составлял
около 500 км/с на каждый мегапарсек (впоследствии выяснилось, что
полученное значение завышено примерно на порядок). Это означало, что|
галактики разлетаются друг от друга и их скорости линейно увеличивают-!
ся с расстоянием. Вскоре эта зависимость была названа законом Хабблад
а коэффициент пропорциональности — постоянной Хаббла и в его честь|
стала обозначаться латинской буквой Н.
В обсерватории Маунт-Вилсон началось определение лучевых скоре
стей все более удаленных галактик. К 1936 году М. Хьюмасон публикуе
данные для ста туманностей. Рекордную скорость в 42 000 км/с удалое
зарегистрировать у члена далекого скопления галактик в Большой Медве4дице. Но это уже было пределом возможностей стодюймового телескопа.!
Нужны были более мощные инструменты.
В 1935 году Хаббл и физик-теоретик Р. Толмен сделали попытку рас-|
смотреть природу красного смещения, исходя из подсчетов галактик. Крас-1
ное смещение ослабляет свет галактик и в измеренные их звездные великі
чины необходимо вводить некоторые поправки. В зависимости от причины красного смещения такие поправки будут различными, а отсюда окажутся разными и результаты подсчетов галактик в зависимости от звездной величины. Однако получить определенный результат исследователям
не удалось.
Окончательный вывод, — указывал Хаббл, — основанный на
наблюдательных критериях, невозможен до тех пор, пока не будут получены результаты с 200-дюймовым рефлектором
.
Закон Хаббла практически сразу же был признан в науке. Значение
открытия Хаббла высоко оценил Эйнштейн. В январе 1931 года он писал
Новые наблюдения Хаббла и Хьюмасона относительно красного смещения... делают вероятным предположение, что общая структура Вселенной
не стационарная
.
Хаббл становится одним из известнейших астрономов мира. Его приглашают с лекциями в университеты Америки и Англии, награждают почетными медалями, избирают в члены академий и научных обществ В
ЭДВИН ХАББЛ
Йельском университете он читает курс лекций о галактиках, опубликованный затем в виде книги
Мир туманностей
, — сводку знаний, полученных им на крупнейшем приборе того времени. Высокое признание
заслуг не изменило жизни Хаббла. Он по-прежнему упорно работал и, как
ранее, сторонился организационной и всякого рода представительской
деятельности. Но было бы неверным представлять его отшельником, у
него немало интересных друзей и хороших знакомых. Среди них композитор Игорь Стравинский, писатель Олдос Хаксли, художник и режиссер
Уолт Дисней, американские и английские литераторы, актеры. Он глубоко интересовался философией и историей науки, собирал редчайшие книри XVI—XVII веков по астрономии, был тесно связан с известной Хантингтонской библиотекой в Сан-Марино.
Есть свидетельства, что Хаббл был достаточно консервативным в вопросах политики. Но это не мешало ему занять четкую гражданскую позицию в развязанной гитлеровской Германией второй мировой войне В
октябре 1940 года Хаббл впервые публично выступил с призывом к немедленной помощи Великобритании, а в ноябре 1941 года за шесть недель до
трагедии Перл-Харбора Хаббл обратился к американским ветеранам, еще
более четко определив свою позицию:
Я не говорю вам, что нам нужно
бороться на стороне Англии или России. Я говорю вам, что это наша
война... Если американские экспедиционные силы нужны для сокрушения нацизма, они должны быть посланы за рубеж Нам не приходится
выбирать — это суровая необходимость
.
Сразу же после того, как США объявили войну Японии, отставной
майор Хаббл, которому было уже за пятьдесят, сделал безуспешную попытку попасть в армию. Но лишь в августе 1942 года ему удалось включиться в оборонную работу на Абердинском полигоне (восточное побережье Америки). Центром полигона была баллистическая лаборатория, которую и возглавил Хаббл. Работа подразделения Хаббла оказалась, в частности, связанной и с челночными операциями американской бомбардировочной авиации в 1944 году.
Настоящим подвигом, — вспоминал Хаббл
после войны, — было создание таблиц бомбометания для русских бомб,
не располагая какими-либо данными, кроме качественного описания. Эти
таблицы использовали на наших бомбардировщиках, когда они ложились
на обратный курс после приземления на русской территории
Хаббл честно выполнил свой долг и мог быть удовлетворен высокой
оценкой его трудов, его наградили в 1946 году медалью
За заслуги
, специально учрежденной для гражданских лиц за выдающийся вклад в военные действия. Такую же награду в тот год получили Ферми, Оппенгеймер
и другие физики — создатели атомного оружия.
Хаббл вернулся к мирному труду с твердым убеждением, что войн
больше быть не должно.
Война с применением новых видов оружия, —
говорил он об атомных бомбах и ракетах, — превратит цивилизацию в
руины Сейчас наш мир стал таким маленьким, столь достижимыми стали все его уголки, что никакому народу нельзя сохранить свою безопасность в одиночку Даже если это против наших желаний, чтобы выжить,
мы вынуждены сотрудничать друг с другом Война или самоуничтожение — эти понятия мы должны считать синонимами
После войны в обсерватории, куда вернулся Хаббл, возобновились
работы по созданию двухсотдюймового (508-сантиметрового) телескопа
Хаббл возглавил комитет по разработке перспективных планов исследований на новом инструменте, был членом комитета по управлению объединившихся обсерваторий Маунт-Вилсон и Маунт-Паломар Главную задачу обсерватории Хаббл видел в решении космологической проблемы
Можно с уверенностью предсказать, — убежденно говорил он, — что
200-дюймовик ответит нам, следует ли красное смещение считать свидетельством в пользу быстро расширяющейся Вселенной или оно обязано ,
некоему новому принципу природы
f
Хаббл не сомневался, что именно ему и предстоит главная работа в ^
этом направлении на новом инструменте Однако его коллеги считали, |
что задуманные Хабблом подсчеты слабых галактик не достаточно эффективное средство решения проблемы, общее значение которой сомнению
никто не подвергал Нужно было укрепить всю базу, на которой строились внегалактические исследования прежде всего, вести фотоэлектрические измерения слабых звезд, как стандартов фотометрии, искать цефеиды и иные индикаторы расстояний в далеких галактиках, решать другие
не менее важные задачи и только потом браться за новое определение
постоянной Хаббла По существу, Хаббл был отстранен от активной работы на двухсотдюймовом рефлекторе, окончательно вступившем в строй в
1949 году Но все-таки первые снимки на новом инструменте получил
именно он
Летом 1949 года Хаббл перенес тяжелый инфаркт С трудом справившись с недугом, он снова вернулся к работе — искал в галактиках переменные и новые звезды, открывал сверхновые Но активность его заметно
упала и публикаций за эти годы было мало Последней серьезной работой
Хаббла было выполненное вместе с молодым ученым Сендиджем исследование переменных звезд высокой светимости в туманностях Андромеды
и Треугольника Эти массивные молодые звезды интересны не только с
точки зрения звездной эволюции, но и как возможные индикаторы расстояний до тех далеких галактик, где цефеиды наблюдать уже нельзя
В мае 1953 года Хаббл посетил Англию, где на собрании Королевского
астрономического общества он читал лекцию о законе красного смещения, рассказывал о перспективах исследований по космологии По-видимому, он чувствовал себя вполне здоровым, и ничто не предвещало близкого конца
ЭДВИН ХАББЛ 503
Хаббл ушел из жизни от инсульта 28 сентября 1953 года совершенно
неожиданно, когда в обеденный час вместе с женой он из обсерватории
подъезжал на машине к своему дому
На Земле нет памятников Хабблу Никому не известно даже, где он
похоронен, такова была воля его жены Его именем назван кратер на Луне
и астероид № 2069 В честь одного из выдающихся астрономов XX века
Эдвина Хаббла в 1990 году был назван самый мощный телескоп, выведенный на космическую орбиту и значительно расширивший возможяости
астрономов.
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА
(1894—1984)
Петр Леонидович Капица родился 9 июля 1894 года в Кронштадте в
семье военного инженера, генерала Леонида Петровича Капицы, строителя кронштадтских укреплений. Это был образованный интеллигентный
человек, одаренный инженер, сыгравший важную роль в развитии русских вооруженных сил. Мать, Ольга Иеронимовна, урожденная Стебницкая, была образованной женщиной. Она занималась литературой, педагогической и общественной деятельностью, оставив след в истории русской
культуры.
Петр сначала учился год в гимназии, а затем в Кронштадтском реальном училище, которое окончил с отличием. Благодаря своим способностям и пристрастию к физике и электротехнике он допускался без всяких
ограничений в физический кабинет училища. Здесь он ставил химические
и физические опыты, ремонтировал приборы. Особенно ему нравилось
разбирать и вновь собирать часы. Интерес к часам у него остался навсегда.
Известен случай, когда уже в весьма солидном возрасте он починил часы
своему старому знакомому.
В 1912 году Капица поступил в Санкт-Петербургский политехнический институт. В августе 1914 года вспыхнула первая мировая война. Третьекурсника Петра Капицу, как и многих студентов, мобилизовали в армию. Некоторое время он проходил службу на польском фронте шофером
санитарного отряда — на грузовике, крытом брезентом, перевозил раненых.
В 1916 году после демобилизации из армии Капица вернулся в институт. Иоффе привлек его к экспериментальной работе в физической лаборатории, руководимой им, а также к участию в своем семинаре — повидимому, одном из первых физических семинаров в России. В том же
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА 505
году в
Журнале русского физико-химического общества
появилась первая статья Капицы.
В 1918 году в невероятно трудных условиях Иоффе основал в Петрограде один из первых в России научно-исследовательских физических институтов. Капица был одним из первых сотрудников этого института, сыгравшего очень важную роль в развитии советской экспериментальной,
теоретической и технической физики. Закончив в том же году Политехнический институт, Петр был оставлен в нем в должности преподавателя
физико-механического факультета.
В сложной послереволюционной ситуации Иоффе всеми силами стремился сохранить семинар и своих учеников — молодых физиков, среди
которых был и Капица. Почти все участники семинара были экспериментаторами и находились в очень трудном положении: из-за отсутствия необходимых материалов, инструментов, приборов, даже простой проволоки собрать экспериментальную установку оказывалось сложнейшим и
волокитным делом. И, тем не менее, эксперименты ставились, и довольно
сложные. В 1920 году Капица и Н.Н. Семенов разработали метод определения магнитного момента атома, используя в нем взаимодействие пучка
атомов с неоднородным магнитным полем.
Иоффе настаивал на том, что Капице необходимо отправиться за границу, но революционное правительство не давало на это разрешения, пока
в дело не вмешался Максим Горький, самый влиятельный в ту пору русский писатель. Наконец Капице позволили выехать в Англию. Он уезжал
в подавленном состоянии: незадолго до этого Петр пережил огромное
горе: во время эпидемии погибли его молодая жена Надежда Черносвитова (они поженились в 1916 г.) и двое их маленьких детей.
В мае 1921 года Капица приехал в Англию. Капица попал в лабораторию Резерфорда. Позднее Петр Леонидович скажет о Резерфорде:
Я много обязан ему и его доброму отношению ко мне
. Одновременно с посещением лекций Капица должен был пройти физический практикум, обязательный для всех начинающих работу в Кавендишской лаборатории.
Руководил им Джеймс Чедвик. Практикум был рассчитан на два года, но
Капица, к всеобщему удивлению, сдал все зачеты в течение двух недель и
сразу приобрел известность среди сотрудников лаборатории, включая самого Резерфорда.
Этой известности способствовал и организованный Капицей вскоре
после приезда в Кембридж семинар, названный
клубом Капицы
, на
котором студенты и молодые преподаватели знакомились с интересными
научными проблемами, обсуждали результаты собственных исследований,
а порой вели дискуссии по самым разнообразным вопросам, в том числе
и весьма далеким от физики.
По поручению Резерфорда Капица занялся изучением альфа-частиц.
Это были
любимые
частицы Резерфорда, и почти все его ученики зани
мались их исследованием. Капица должен был определить импульс аль-,
фа-частицы.
Для того чтобы успешно выполнить опыты по измерению импульса
альфа-частицы, Капице понадобилось сильное магнитное поле. Работы
по созданию сверхсильных магнитных полей постепенно стали носить
самостоятельный характер и позднее увели Капицу от измерения импульса альфа-частицы к другим трудам по физике твердого тела. Таким образом, он отошел от ядерной физики. Однако темой его докторской диссертации, которую он защитил в Кембридже в 1922 году, было
Прохождение
альфа-частиц через вещество и методы получения магнитных полей
.
Научный авторитет Капицы быстро рос. Он успешно продвигался по
ступеням академической иерархии. В 1923 году он стал доктором наук и
получил престижную стипендию Максвелла. В 1924 году он был назначен
заместителем директора Кавендишской лаборатории по магнитным исследованиям, а в 1925 году стал членом Тринити-колледжа. В 1928 году
Академия наук СССР присвоила Капице ученую степень доктора физикоматематических наук и в 1929 году избрала его своим членом-корреспондентом. В следующем году Капица становится профессором-исследователем Лондонского королевского общества.
По настоянию Резерфорда Королевское общество строит специально
для Капицы новую лабораторию. Когда Капица приступил к осуществлению своих планов по определению магнитного момента альфа-частицы,
экспериментаторы получали сильные магнитные поля с помощью электромагнита, состоящего из катушки и железного сердечника. Пределом
была напряженность 50 тысяч эрстед. Выше этой цифры нельзя было подняться из-за явления магнитного насыщения железа. После наступления
предела насыщения, как бы ни увеличивали силу тока, пропускаемого
через электромагнит, напряженность поля не росла.
Капица на глазах Резерфорда совершал техническую революцию в
методах экспериментальных исследований. Мощная установка Капицы,
сам принцип исследований производили сильное впечатление не только
на Резерфорда и его сотрудников, но и на других ученых, посещавших
Кембридж. С легкой руки Капицы в Кавендишской лаборатории все чаще
стали появляться сложные установки и усовершенствованные приборы и
аппараты. В 1934 году Капица стал первым директором новой лаборатории. Но ему было суждено там проработать всего лишь один год.
Создание уникального оборудования для измерения температурных
эффектов, связанных с влиянием сильных магнитных полей на свойства
вещества, например на магнитное сопротивление, привело Капицу к изучению проблем физики низких температур. Чтобы достичь таких температур, необходимо было располагать большим количеством сжиженных газов. Разрабатывая принципиально новые холодильные машины и установки, Капица использовал весь свой недюжинный талант физика и инженера.
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА
Вершиной его творчества в этой области явилось создание в 1934 году необычайно производительной установки для сжижения гелия, который кипит или сжижается при температуре около 4,3 градусов Кельвина.
В 1925 году в Париже академик Алексей Николаевич Крылов познакомил Капицу со своей дочерью Анной, которая жила тогда с матерью в
столице Франции. В 1927 году Анна Алексеевна стала женой Капицы.
После женитьбы Капица купил небольшой участок земли на Хантингтон
Роуд, где построил дом по своему плану. Здесь родились его сыновья Сергей и Андрей. Оба они впоследствии стали учеными.
Находясь в Кембридже, Капица любил водить мотоцикл, курил трубку и носил костюмы из твида. Свои английские привычки он сохранил на
всю жизнь. В Москве, рядом с Институтом физических проблем, для него
был построен коттедж в английском стиле. Одежду и табак он выписывал
из Англии.
Отношения между Капицей и советским правительством всегда были
несколько загадочными и непонятными. За время своего тринадцатилетнего пребывания в Англии Капица несколько раз возвращался в Советский Союз вместе со своей второй женой, чтобы прочитать лекции, навестить мать и провести каникулы на каком-нибудь русском курорте. Советские официальные лица неоднократно обращались к нему с просьбой
остаться на постоянное жительство в СССР. Петр Леонидович относился
с интересом к таким предложениям, но выставлял определенные условия,
в частности свободу поездок на Запад, из-за чего решение вопроса откладывалось.
В конце лета 1934 года Капица вместе с женой в очередной раз приехали в Советский Союз, но, когда супруги приготовились вернуться в
Англию, оказалось, что их выездные визы аннулированы. После яростной, но бесполезной стычки с официальными лицами в Москве Капица
был вынужден остаться на родине, а его жене было разрешено вернуться
в Англию к детям. Несколько позднее Анна Алексеевна присоединилась к
мужу в Москве, а вслед за ней приехали и дети. Резерфорд и другие друзья
Капицы обращались к советскому правительству с просьбой разрешить
ему выезд для продолжения работы в Англии, но тщетно.
В 1935 году Капице предложили стать директором вновь созданного
Института физических проблем Академии наук СССР, но прежде, чем
дать согласие, Капица почти год отказывался от предлагаемого поста. Резерфорд, смирившись с потерей своего выдающегося сотрудника, позволил советским властям купить оборудование лаборатории Капицы и отправить его морским путем в СССР. Переговоры, перевоз оборудования и
монтаж его в Институте физических проблем заняли несколько лет.
Семья Капицы поселилась тут же, на территории института, в особняке из нескольких комнат. Из холла лестница вела в комнаты наверху. На
первом этаже, в большой гостиной, стояли стеклянные шкафы с коллек
508 ;
цией хохломских игрушек. Дети Капицы, будущие ученые Сергей и Андрей, были тогда школьниками.
На установке, доставленной в Москву из Кавендишской лаборатории,.
Капица продолжал исследования в области сверхсильных магнитных полей. В опытах участвовали его кембриджские сотрудники, прибывшие на.
время в Москву, — механик Пирсон и лаборант Лауэрман. Эти работы
заняли несколько лет. Капица считал их очень важными, j
В 1943 году на собрании президиума Академии наук СССР Петр Леонидович сказал, что, по его мнению, в физике существуют три основных
направления исследований: в области низких температур, в области ядра
и, наконец, в области твердого тела.
Наш институт, — заявил Капица, —
работает над изучением явлений, происходящих при низких температурах, вблизи абсолютного нуля. Отмечу, что за последние годы это направление — одно из быстро развивающихся в физике, и в нем можно ожидать много новых и основных открытий
.
В 1938 году Капица усовершенствовал небольшую турбину, очень эф-|
фективно сжижавшую воздух. Ему удалось обнаружить необычайное умень-|
шение вязкости жидкого гелия при охлаждении до температуры ниже 2,17 К,|
при которой он переходит в форму, называемую гелием-2. Утрата вязкости |
позволяет ему беспрепятственно вытекать через мельчайшие отверстия и|
даже взбираться по стенкам контейнера, как бы
не чувствуя
действия силы|
тяжести. Отсутствие вязкости сопровождается также увеличением теплопро-|
водности. Капица назвал открытое им новое явление сверхтекучестью. Двое|
из бывших коллег Капицы по Кавендишской лаборатории, Дж.Ф. Аллен и|
А.Д. Мизенер, выполнили аналогичные исследования. Все трое опубликова-1
ли статьи с изложением полученных результатов в одном и том же выпуске|
британского журнала
Нейче
. Статья Капицы 1938 года и две другие работы, опубликованные в 1942 году, принадлежат к числу его наиболее важны>
работ по физике низких температур.
Петр Леонидович, обладавший необычайно высоким авторитетом,'
смело отстаивал свои взгляды даже во время чисток, проводимых Сталиным в конце тридцатых годов. Когда в 1938 году по обвинению в шпионаже в пользу нацистской Германии был арестован сотрудник Института
физических проблем Лев Ландау, Капица добился его освобождения. Для
этого ему пришлось отправиться в Кремль и пригрозить в случае отказа
подать в отставку с поста директора института. В своих докладах правительственным уполномоченным Капица открыто критиковал те решения,
которые считал неправильными.
После начала войны Институт физических проблем эвакуировался в
Казань. По прибытии на место его разместили в помещениях Казанского
университета. В тяжелое время Капица создал самую мощную в мире турбинную установку для получения в больших масштабах необходимого
промышленности жидкого кислорода.
ПЕТР ЛЕОНИДОВИЧ КАПИЦА 509
В 1945 году в Советском Союзе активизировались работы по созданию
| ядерного оружия. Капица был смещен с поста директора института и в
.течение восьми лет находился под домашним арестом. Он был лишен
возможности общаться со своими коллегами из других научно-исследовательских институтов. У себя на даче Петр Леонидович оборудовал небольшую лабораторию и продолжал заниматься исследованиями. Через два
года после см
...Закладка в соц.сетях
