Antoni Klein
Finał sporu o istnienie galaktyk
Studia Philosophiae Christianae 17/2, 207-219
S tu d ia P h ilo so p h ia e C h ristia n a e A TK
17(1981)2
Z ZAGADNIEŃ FILOZOFII PRZYRODY
A N T O N I'K L E IN T. CH.
F I N A Ł S P O R U O IS T N IE N IE G A L A K T Y K
1. W stęp. 2. Z dziejów sporu. 3. A rg u m en ty obserw acyjne. 4. P o lem ik a H. D. C u rtis — H. Shapley. 5. O dległości do g alak ty k . 6. Zakończenie.
1. W STĘP
Od p ra w ie d w u d ziestu la t astro n o m o w ie n ie p o tra fią rozw iązać z a g ad k i kw azarów . Istn ie je szereg fa k tó w obserw acy jn y ch . Je d n a k do tychczas nie m a je d n o lite j teoniii. N ajw ię k sz ą tru d n o ść sta n o w i in te r p re ta c ja przesu n ięć w idm kw azarów . Je d n i astro n o m o w ie o p o w iad a ją się za „lo k a ln ą ” in te rp re ta c ją (m ałe odległości), in n i za „kosm ologicz n ą ” (w ielkie odległości). P ierw sza in te r p re ta c ja nie p o tra fi znaleźć w y tłu m ac ze n ia dla dużych przesu n ięć w id m k w azaró w k u czerw ieni, a d ru g a —■ „kosm ologiczna” — nie u m ie w y ja śn ić n adzw yczaj w ie l kiej mocy p ro m ie n io w an ia kw azarów .
A stro n o m ia w iek u X IX p rze k aza ła n aszem u stu lec iu p o dobną z a gadkę. Nie p o trafio n o w y jaśn ić, czym są tzw . m gław ice spiraln e. A stro nom ow ie podzielili się n a d w a obozy. J e d n i opow iad ali się za m ały m i odległościam i, d ru d zy za dużym i, u w a ż a ją c m gław ice sp ira ln e za osob n e u k ła d y gw iazd. Z ag ad k a k w az aró w czeka n a sw e rozw iązanie, p ro b lem m gław ic sp ira ln y c h został ro zw iązn y w la ta c h d w udziestych n a szego stulecia.
W a rty k u le zostanie p rze d staw io n a w k ró tk im zary sie h isto ria sporu o istn ien ie i odległości g a la k ty k oraz ro la, ja k ą o d eg ra ł E. H u b b le w zakończeniu tego sporu. H u b b le znany je st głów nie z o d k ry cia p ra w liniow ej zależności m iędzy przesu n ięciam i w id m g a la k ty k a ich od ległościam i.
M niej zn an e są u n as inne jego osiągnięcia w b a d a n iu W szechśw ia ta. W. Z onn o m a w iają c spór o istn ie n ie g a la k ty k n a w e t n ie w sp o m n ia ł o H u b b le ’u. 1 Może w ięc w a rto przypom nieć ro lę H u b le’a, ja k ą
od eg rał w ty m w aż n y m i d ec y d u ją cy m m om encie ro zw oju poglądów n a budow ę W szechśw iata.
2. Z D ZIEJÓ W SPO R U
Od czasów sta ro ż y tn y c h obserw ow ano n a n ieb ie „m gliste” m iejsca, p łaty , k tó re po tem nazw an o m gław icam i. W ro k u 1609 G alileusz po ra z ' p ierw szy sk ie ro w a ł sw ój te lesk o p w niebo i stw ierd ził, że D roga M leczpa sk ła d a się z niezliczonej ilości gw iazd. Z auw ażył też, że
„gw iazdy dotychczas przez astro n o m ó w zw ane «zam glonym i» są g ru p a m i m ałych, zgrom adzonych razem , gw iazd ” 2.
E. H ally ey p ro p o n o w a ł in n e w ytłum aczenie. Pisze, że „cudow ne są p ew ne św iecące m iejsca lu b p łaty , k tó re m ożna zobaczyć je d y n ie przez teleskop, a dla nieu zb ro jo n eg o oka w y d a ją się podobne do m ałych s ta łych gw iazd; lecz w rzeczyw istości nie są niczym innym , ja k tylk o św ia tłe m p rzychodzącym z b ard z o d alek ie j p rz e strz e n i w e te rz e” . 3 In n i
w p ro st uw ażali, że m gław ice są o tw o ram i n a niebie, przez k tó re m o żem y dostrzec „R egiony Ś w ia tła ” leżące poza sta ły m i g w ia z d a m i4
W ro k u 1750 T hom as W r ig h t5 w y o b ra ża ł sobie u k ła d gw iazd D rogi
M lecznej n a w zór pierścieni, łusek, czy m uszli, a W szechśw iat — „w i d zialne S tw o rz e n ie ” (visible C reation) — sk ła d a się z nieskończonej iloś ci gęsto ułożonych ta k ic h p ie rśc ie n i — g alak ty k . T. W rig h t p rz e d sta w ił sw e poglądy w fo rm ie dość poety ck o -m isty czn ej. S am b y ł p rze k o n an y , że jego w y ja śn ie n ie u k ła d u D rogi M lecznej dało „ n a u k o w ą ” po d b u d o w ę do jego m istycznej w izji w sz e c h ś w ia ta 6. W pięć la t później Im m a n u e l K a n t7 dał zadziw iająco tr a f n e w y tłu m a cz en ie m gław ic. U w a
ża ł je za odległe zbiory gw iazd, „w yspy gw iazd ” podobne do naszej D rogi M lecznej. D zięki p ra w u g ra w ita c ji ta k i u k ła d je st w ru ch u , u leg a w ięc spłaszczeniu, a og ląd an y z w ielk iej odległości m oże dać o b raz o k rąg ły lu b eliptyczny w zależności od k ą ta p a trz e n ia o b se rw a to ra. T a k p o w sta ła te o ria po tem n a z w a n a te o rią „w szechśw iatów — w y sp ”.
Od d ru g ie j połow y X V III w iek u zaczynał się rozw ój a stro n o m ii ob se rw a c y jn e j 8. W. H ersch el b a d a ł w y b ra n e re jo n y n ie b a m e to d ą — ja k sa m ją n az y w ał —■ „zaczerp n ięć”. W ro k u 1784 pod ał p rzybliżony k sz ta łt n aszej G a la k ty k i ze S łońcem w c e n tru m . R ów nocześnie s k a talo g o w ał i sk la sy fik o w ał m g ław ice i g ro m ad y gw iazd o w yglądzie m gław icow ym . P ow ięk szy ł k atalo g M essiera do ty siąca, a p o te m do
2 G. G alileusz, S id e riu s N un ciu s, V enice 1610. T łum . ang. E. S. C a r
los, D aw sons, .London, w : C olin A. R om an, Illu str a te d Sources in H i
sto ry A stro n o m y , N ew Y ork 1973, 70.
3 E. H ailey, „P hilo so p h cał T ra n sa ctio n s of th e R oyal S ociety”, 29
(1714— 1716) 390, w : Colin A. R onan, Illu str a te d Sources ..., 71—72.
4 Colin A. R onan, Illu str a te d Sources ..., 72.
5 T. W night, A n O riginal T h e o ry or N e w H yp o th esis of th e Univerei,
1750. A fasc im ile r e p r in t w ith t h e . f irs t p u b lic atio n of A T h e o ry o f th e
U niverse, 1734, L ondon 1971.
6 S. L. Ja k i, T h e M ilk y W ay. A n E lu sive Road fo r Science, N ew ton
A bbot 1973, 191. W kiążce te j z n a jd u je m y szczegółowo om ów iony ro z w ój poglądów n a te m a t b u d o w y D rogi M lecznej i n a tu ry m gław ic od czasów sta ro ż y tn y c h po w spółczesne; por. też P. R ybka, R o zw ó j p o
glądów na b u d o w ę G a la k ty k i, „ U ra n ia ”, 48 (1S77) 335—364.
7 I. K a n t, A llg e m ein e N a tu rg esc h ic h te u n d T heorie des H im m els,,
K ö n ig sb erg u n d Leipzig 1755. W y ją tk i w tłu m . ang. w : T heories of th e
U niverse fr o m B a b ylo n ia n M y th to M odern Science, ed. by M ilton
K . M untz, N ew Y ork 1957, 231—249; por. też E. H ubble, T h e R ea lm o f
th e N ebulae, Y ale 1936, 23—24.
8 P o p u la rn y p rzeg ląd o d k ry ć astro n o m iczn y ch p a trz пр.: I. A sim ow , T h e U niverse. F rom F lat E a rth to Q uasar, N ew Y ork 1971; Z. H orskÿ,
M. P lavec, C zło w ie k p oznaje W szech św ia t, W arszaw a 1966; Z. K opal,
W id en in g H orizons. M an’s Q uest to Ù n deerstand th e S tru c tu re o f the U niverse, L ondon 1970.
dw u i pól ty siąca m gław ic. W iele obiektów , dotychczas u zn aw an y ch za m gław ice, w w ielk im telesk o p ie H ersch ela okazało się g ro m ad a m i gw iazd. W ty m czasie H ersch el był p rze k o n an y o słuszności teorii „w szechśw iatów — w y sp ”. S am się w yraził, że „o d k ry ł 1.500 now ych w szech św iató w ” i sądził,, że z czasem w szy stk ie m gław ice da się ro z łożyć n a gw iazdy 9.
Je d n a k pod w pływ em dalszych b a d a ń porzucił te n pogląd. Z a u w a żył, że n ie k tó re m gław ice są podobne do „św iecącej cieczy (sh in in g
flu id ) o całkow icie n ie zn a n ej n a tu rz e ” oraz że in n e m gław ice, n ie d a
ją ce się rozłożyć, m ożna obserw ow ać tylk o z d ala od płaszczyzny D rogi M lecznej. Je st godne u w ag i to, że H erschel n ie w y cią g n ął o statecznych w niosków ze sw ych o b se rw ac ji i w y d a je się, że do ko ń ca życia u w a żał, iż n ie k tó re m gław ice i gro m ad y gw iazd są ze w n ętrzn y m i „w szech ś w ia ta m i”, chociaż w iele z n ich należy do naszej G a la k ty k i18
W.iek X IX przy n ió sł zasadniczy postęp w ob se rw ac ja ch astro n o m icz nych, a h ipoteza „w szch śew iató w -w y sp ” cieszyła się zm ien n y m pow o dzeniem . W ro k u 1845 W iliam P arso n s (Rosse) zbudow ał b ardzo w ie l ki, ja k n a ow e czasy, telesk o p (180 cm śred n ica lu stra ). Otóż w ty m telesk o p ie w iele obiektów m gław icow ych okazało się sk u p isk a m i gw iazd a w śród n ich n a w e t te obiekty, k tó re H ersch e l zaliczał do g ru p y „św iecącego flu id u ”. Znów odżył problem , czy w szy tk ie m gław ice da się rozłożyć n a g w ia z d y 11. S am P a rso n s nie z a ją ł w te j sp raw ie sta n o - w ika, pozostaw iając tę k w estię o tw a rtą do czasu budow y w iększych telekopów . S am za ją ł się o d k ry tą przez siebie sp ira ln ą s tr u k tu r ą n ie k tó ry ch m g ła w ic 12. S p ira ln y k sz ta łt m gław ic budził zain tereso w an ie, ale b łęd n ie uznano to za potw ierdzniie kosm ogonicznej hipotezy K a n ta —L ap lace’a p o w sta n ia u k ła d u słonecznego. D opiero później docenio no w agę od k ry cia P arso n sa.
W połow ie X IX w iek u astro n o m o w ie u zy sk ali now e, potężne n a rz ę dzie badaw cze — spektroskopię. W illiam H uggins zastosow ał s p e k tro skopię do b a d a n ia m gław ic. W 1864 ro k u zauw ażył, że m gław ice d a ją w idm o em isyjne, co niezbicie w skazyw ało, że sk ła d a ją się one ze św ie cącego gazu. „Z agadka m gław ic została ro zw ią zan a — p isa ł H uggins. O dpow iedź dało n am sam o św iatło: mgłwiice nie są zbiorem gw iazd, lecz św iecącym gazem ” 13.
W ydaw ało się, że hipoteza „w zechśw iatów —w y sp ” zostanie całk o w i cie porzucona. Lecz w n ie d łu g im czasie sam H uggins doszedł do p rz e konania, że istn ie ją też m gław ice, k tó re d a ją w idm o ciągłe, podobne do
9 A. B erry, A. S h o rt H isto ry of A stro n o m y . F rom earliest tim es th ro u g h th e n in e e te e n th ce n tu ry , N ew Y ork 1961, 338. P ierw sze w y
d an ie w ro k u 1898.
10 T am że, 338—340; por. W. Zonn, A stronom ia..., 179—202; J. D. N orth, T he M easure of th e U niverse. A H isto ry of M odern C osm ology, O x
fo rd 1965, 3— 5. Tu też z n a jd u je się k ró tk i p rzeg ląd poglądów n a n a tu rę m gław ic w X IX d X X w ieku, 3—15; por. też J. D. F ern ie , T h e
H istorical Q uest fo r th e N a tu re of th e S p iral N ebulae, „P ubi. A stron.
Soc. Р ас.”, 82 (1970) 1189— 1230.
11 Na te m a t d y sk u sji, ja k ą w yw ołały w y n ik i P arso n sa — p atrz : S. L.
Ja k i, dz. cyt., 261—266.
12 W. P arsons, „P hilosophical T ra n sa ctio n s of th e R oyal S ociety”,
151 (1861) 681, w : Colin A. R om an, Illu str a te d Sources..., 75—77.
13 W. H uggins, „P u b lic atio n s of S ir W illiam H u g g in s’s O b se rv a to ry ”,
1 (1899) 11, w : Colin A. R om an, Illu stra ted Sources..., 78.
w id m a gw iazd i Słońca. N azw ał je „b iały m i” m gław icam i, a p ierw sze „zielonym i” — od silnego zielonego pasm a w w id m ie. 14 Po b ad a n ia ch
H u gginsa stało siię jasnym , że nie „ ro z k ład a jąc e się” m gław ice trze b a podzielić n a dw ie klasy. Je d n e — złożone z p y łu i gazu, d ając e ja sn e lin ie w idm ow e, o k sz ta łta c h n ie re g u larn y c h , w y stę p u ją c e głów nie w D rodze M lecznej i stą d n az w an e m g ław icam i galaktycznym i. D ru gie — o k sz ta łta c h sym etrycznych, głów nie eliptyczne, n ie k tó re o z a ry so w u jąc y ch sdę ra m io n a c h sp iraln y ch , d ając e w idm o ciągłe i g ru p u jące się z d ala od D rogi M lecznej, z tego pow odu n a z w an e potem m g ław icam i p o z a g a la k ty c z n y m i15.
N iektórzy z astro n o m ó w spodziew ali się, że te o sta tn ie m gław ice m ogą być p o tw ierd zen iem hipotezy „w szechśw iatów —w y sp ”, choć p ro b lem b y ł d alek i od ro zw ią zan ia i w ielu astro n o m ó w pod koniec X IX w. sądziło, że D roga M leczna sta n o w i cały W s z e c h św ia t16. O sta tn ie la ta ubiegłego stu lecia przy n io sły zastosow anie fo to g ra fii do b a d a n ia gw iazd i m gław ic (I. R oberts w 1888 r. u zy sk ał kliszę m głw icy A n d rom edy z w y ra ź n ą s tr u k tu r ą sp iraln ą, zw iększyła się ilość zn an y ch m gław ic, przy b y ło now ych d an y c h o b serw acy jn y ch , lecz często popełn ian o błędy w ich in te rp re ta c ji. H ubble, c h a ra k te ry z u ją c rozw ój b a d a n ia p rz e strz e ni, w ydzielił w nim trz y okresy: p ierw szy dotyczył p la n et, d ru g i — gw iazd, a te ra z został o tw a rty trze ci rozdział — b a d a n ie sięga poza gw iazdy do „św iata m gław ic” 17.
3. A RGUM ENTY O BSERW ACYJNE
J a k p rze d sta w ia ła się sy tu a c ja n a p o czątk u naszego stulecia? J. S ch ein er w 1899 r. stw ierd ził, że w idm o m gław icy M 31 je st podob n e do w id m a słonecznego (co potw ierd ziło te o rię „w szechśw iatów — w y sp ”). P o tem p rzyszła se ria obserw acji, k tó re zdecydow anie przeczy ły te j te o rii 1S.
W ro k u 1907 K. B ohlin zm ierzył p a ra la k sę m gław icy GC 4373 i o trz y m a ł w y n ik 0”,17, co d a je odległość m n ie jsz ą niż 20 la t św ietlnych. Do p ie ro później okazało sdę, że w ielkość ta była w y n ik ie m n ało żen ia się sy stem aty czn y ch błędów . G. W. R itchey w 1910 r., w b re w w cz eśn iej szym su g estio m I. R o b ertsa, z in te rp re to w a ł „ g ra n u la c je ” w ram io n ach sp ira l ja k o „rozm yte gw iazdopodobne k o n d en sac je” i n az w ał je „gw ia
14 J. D. N orth, dz. cyt., 8.
15 E. H ubble, T h e Realm ..., 26—27; E. R ybka, A stro n o m ia ogólna,
W arszaw a 1976, 518.
16 G. de V aucouleurs, D iscovery o f th e U niverse. A n O u tlin e o f the H isto ry of A stro n o m y fr o m th e O rigins to 1956) L ondon 1957, 175; por.
też A. M. C lerke, A P opular H isto ry o f A stro n o m y during th e N in e
te e n th C en tu ry, E d in g u rb h , N ew Y ork 1885; — T h e S y s te m of Stars,
L ondon 1890.
17 E. H ubble, T h e O bservational A p p ro a ch to C osm ology, O x fo rd
1937, 5.
18 K ró tk ie zestaw ienie fa k tó w o b serw acy jn y ch n a p o dstaw ie: O. S tru
ve i V. Zebergs, A stro n o m ia X X w ie k u , W arszaw a 1967, 524 i n. oraz E. H ubble, T h e Realm..., 83— 101. Dużo m n ie j zn an y ch fa k tó w z tego o kresu m ożna znaleźć w książce: R. B erendzen, R. H a rt, D. Seeley,
zdam i m gław icow ym i”. T a in te r p re ta c ja — ja k w sp o m in a H u b b le — w y d a tn ie opóźniła b a d a n ie gw iazd w sp ira la c h m g ła w ic 19.
F. W. V ery w 1911 r. p o ró w n a ł jasność gw iazdy S. A n d ro m ed y (z r. 1885) z jasn o ścią gw iazdy N ow ej P erseu sz a i o sz a c o w a ł. odległość m gław icy A n d rom edy n a 1.600 la t św ietlnych. N ie znano jeszcze w ó w czas gw iazd su p e rn o w y ch a ta k ą w łaśn ie o kazała się g w iazda S A n drom edy. W d w a la ta później V. M. S lip h e r o b se rw u je w idm o m g ła w icy w P le ja d a c h stw ierd ził, że w idm o to je st w ie rn ą k o p ią w id m a gw iazd w P le ja d a c h i zapew ne pochodzi od św ia tła gw iazd odbitego przez m gław icę. To n asu n ęło m yśl, że i in n e gw iazdopodobne wtidma m gław ic m ogą być tego sam ego pochodzenia.
S ilnym arg u m e n te m za m a ły m i odległościam i m gław ic sp ira ln y c h b yły w y n ik i v a n M aanena. W 1916 r. stw ie rd z ił on ro ta c ję m gław icy M 101, a potem n a stę p n y c h m gław ic. Rząd w ielkości ro ta c ji b y ł ta k i, że trz e b a było p rzy ją ć m n iejsze odległości m gław ic — co daw ało m n ie j sze ro zm iary m gław ic. In aczej pręd k o ść lin io w a odleglejszych od śro d k a p u n k tó w sp iral d aw a ła w ielkości p o ró w n y w a ln e z p ręd k o śc ią św iatła, co uw ażan o za n ie m o ż liw e 2e. P rzez dłu g i czas ro ta c ja m g ła w ic sp ira ln y c h b y ła często w p o m in a n y m a rg u m e n te m p rzeciw te o rii „w szechśw iatów —w y sp ”. Dopieo w 1935 ro k u H u b b le w ykazał, że w y n ik i o trzy m an e przez v a n M aanena b y ły b łę d n e 21.
W ażną i w p ew n e j m ierze p rzełom ow ą d a tą w h isto rii s p o r u , je st r o k 1917.22 W tedy to G. W. R itchey o d k ry ł g w iazdę n o w ą w m gław icy NGC 6946 23. To o d k ry cie w yw ołało w ielk ie zain tereso w an ie. Zaczęto p rzeg ląd ać n ag ro m a d zo n e m a te ria ły i o d k ry to n a s tę p n e gw iazdy nowe. W dw a m iesiące po o d k ry ciu Rätchey’a znano ju ż 11 gw iazd n ow ych w m gław icach. H. D. C u rtis słusznie p rzew id y w ał, że gw iazdy te m ogą m ieć w ażny w p ły w . n a u zn a n ie te o rii „w szechśw iatów —w y sp ” 24.
4. P O LEM IK A CU R TIS — S H A PLEY
W krótce astr-onom owie podzielili się n a dw a obozy. Czy gw iazdy now e w m gław icach p o tw ie rd z ają , czy te ż n ie p o tw ie rd z a ją te o rii „w szechśw iatów —w y sp ” ? P rz ed sta w iciele m je d n ej g ru p y był w sp o m n ia ny C u rtis z O b se rw a to riu m L icka, a d ru g ie j — H. S h ap ley z O b serw a to riu m M ount W ils o n 25, W yw iązała się m iędzy ndmi d y sk u sja n a ła
19 E. H ubble, T h e Realm ..., 90. 2 0 Tam że, 97.
21 E. H ubble, A n g u la r R otations o f S p ira l N ebulae, „A strophys. J .”,
81 (1935) 334—335; A. v a n M aanen, In te rn a l M otions in S p ira l N ebulae, „ A strophys. J .”, 81 (1935) 336—337. S zerzej n a te n te m a t: R. B erendzen. R. H a rt, D. Seeley, dz. cyt., 108 i n .
22 E. H u b b le w y m ie n ia trz y w aż n e d aty : 1912 — p ierw szy p o m ia r
p ręd k o ści ra d ia ln e j m gław icy; 1917 — fo to g ra ficz n e w y k ry c ie gw iazd no w y ch oraz 1924 —■ w y k ry c ie cefeid w m gław icach spiraln y ch . D ru g ą d a tę H u b b le u w aż ał za n ajw a żn iejsz ą, gdyż w ów czas zainicjow ano b a d a n ia gw iazd w m gław icach, co d oprow adziło do zakończenia sporu o n a tu rę m gław ic — E. H ubble, T h e R ea lm ..., 84.
23 O. S tru v e i V. Zebergs, dz. cyt., 406.
24 H. D. C u rtis, N e w S ta rs in S p ira l N ebulae, „P ubl. A stron. Soc.
Р ас.”, 29 (1917) 182.
m ach czasopism a „P u b lic atio n s of th e A stro n o m ical Society of th e P acific” w la ta c h 1917— 1921. D y sk u sja ta m oże stanow ić — ja k w sp o m in a S an d ag e ■— p rzy k ła d do psychologicznego s tu d iu m. 26
C u rtis za k ład ał, że gwiiazdy now e o d k ry te w m gław icach o d p o w iad a ją co do jasności n a jja ś n ie js z y m , gw iazdom now ym w n aszej G a la k tyce. Różnicę jasności p rz y ją ł n a 10 w ielkości, a odległości ja k jed en do stu, co oznaczało, że m g ław ice sp ira ln e z n a jd u ją się poza D rogą M leczną.27.
S h ap ley n a to m ia st zw rac ał u w ag ę n a n iepew ność d an y ch , gdy cho dzi o jasności gw iazd n ow ych w m g ław icach i p rzy jm o w a ł różnicę od ległości ja k je d en do pięćdziesięciu. U w ażał on, że m gław ice sp ira ln e nie tylk o są ob iek tam i bliskim i, ale w ogóle niie są u k ła d a m i g w iezd n y mi, bo nie m ożna w n ich d ostrzec gw iazd. S h ap le y pow o ły w ał się też n a now e p o m ia ry (van M aanena) p ręd k o śc i ro ta c ji m gław ic, k tó re przy założeniu w iększych odległości d aw ały b y p ręd k o ści św iatła. W spom i na, że „nie jesteśm y p rzygotow ani, by p rzy ją ć pręd k o ści ro ta c ji rzę d u p ręd k o ści ś w ia tła ” 2S.
S ta ra n ia S h a p le y ’a29 szły w d w u k ie ru n k a c h . C hciał w ykazać, że
D roga M leczna je st ta k w ielk ich ro zm iaró w , iż o b e jm u je w szy stk ie zn an e ob iek ty oraz że m gław ice sp ira ln e nie są o ddzielnym i g a la k ty kam i.
W ażną sp ra w ą było o k reślen ie odległości g ro m ad k u ljsty ch , głów nych tw o ró w gw iezdnych w G alaktyce. S h ap le y posłu g iw ał się m etodą gw iazd now ych, ja sn y ch gw iazd ty p u — В oraz cefeidam i. T a o sta tn ia m eto d a pozw oliła określić, że n a jd a ls z e g ro m ad y k u liste są ocUegłe p o n a d 200.000 la t św ietlnych. S tąd S hap ley w yciąga w niosek, że „w szy st kie zn an e gw iezdne obiek ty s ta ją się .częścią je d n e j o g rom nej je d n o st k i” 30, Do te j je d n o stk i należ ą też w edług niego O błoki M agellana.
P rzy ta k ro zu m ian y m u k ła d zie gw iezdnym S h a p le y ’ow i w y d aw ało się „n iepraw dopodobne, by m ożna u w ażać m gław ice s p ira ln e za od d zielne g a la k ty k i gw iezdne. (...) B ad an ie g ro m ad m ocno su g e ru je h i potezę, że m gław ice sp iraln e, chociaż nieściśle zw iązane z h isto ry c z n y m i d y nam icznym rozw ojem gw iazd śred n ich , są je d n a k członkam i g alak ty c zn e j o rg an iz ac ji ...” 31. S hap ley b ro n ił też m gław icow ego, gazo w ego c h a ra k te ru m gław ic sp iraln y ch , m im o że m ożna w n ic h było dostrzec gw iazdy now e. W ybuch gw iazdy n ow ej ro zu m iał jako „po chłonięcie gw iazdy przez szybko p o ru sz a ją c ą się m g ław icę” 32.
T uż po ogłoszeniu a rty k u łu S h a p le y ’a C u rtis w ygłosił 15 m a rc a 1918 r. w W aszyngtonie odczyt, w k tó ry m zb ija ł sta n o w isk o S h a p le y ’a 33. U kazały się n a s tę p n e p u b lik a c je 34. C u rtis m ów ił o w ielk ich odległośoiach m gław ic sp iraln y ch i „ p ra k ty cz n ie nieskończonym polu
26 A. S andage, T h e НиЪЫе A tla s o f G alaxies W ash in g to n 1961, 3. 27 H. D. C u rtis, N ovae in S piral N ebulae and th e Isla n d U niverse T heory, „Pubi. A stron. Soc. Р ас.”, 29 (1917) 206—207.
28 H. S hapley, N otes on th e M agnitudes o f N ovae in S piral N ebulae,
„P ubi. A stron. Soc. Р а с .”, 29 (1917) 216.
29 H. S hapley, G lobular C lusters and th e S tru c tu re o f th e G alactic S y s te m , „Pubi. A tron. Soc. Р ас.”, 30 (1918) 42—54.
30 Tam że, 50. 31 Tam że, 53. 32 Tam że.
33 H. D. C u rtis, M odern T heories o f th e S p iral N ebulae, „J. W a sh in g
b a d a ń ” 35. S hapley, u zn a ją c D rogę M leczną za całą o b se rw o w aln ą część W szechśw iata, dopuszcza m ożliwość, że gdzieś d alek o w p rz e strz e n i m ogą istnieć in n e g alak ty k i, ale nie są n im i m gław ice sp ira ln e 30.
D y sk u sja sta w a ła się żyw a i in te re su ją c a . Na k o n ty n e n cie e u ro p e j skim w łączył się do n ie j K n u t L u n d m a rk 37. W d n iu 26 k w ie tn ia 1920 r. zorganizow ano w N arodow ej A k ad em ii N au k w W aszyngtonie sp o tk a nie, n a k tó ry m C u rtis i S hap ley m ogli p rze d staw ić sw oje poglądy. O d czyty ta m w ygłoszone u k az ały się jako osobna p u b lik a c ja pod z n a m ie n n y m ty tu łe m : S ka la W szech św ia ta 38.
D y sk u sja dotyczyła zasadniczo dw u zagadnień: ro zm iaró w naszej G a- a k ty k i i n a tu ry m gław ic spiraln y ch . D ecydującym pro b lem em była sk a la odległość, a w szczególe odległości g ro m ad k u listy c h n a p rz y
k ładzie gro m ad y M 13. *
Po w y stą p ie n iu w W a sz y n g to n ie39 uzgodniono n a s tę p u ją c e p u n k ty :
A. G rom ady k u lis te są częścią naszej G a la k ty k i i ro zm iary G a la k ty ki nie są m niejsze od u k ła d u gro m ad kulistych.
B. W zględne odległości gro m ad k u listy c h są zasadniczo p o p raw n e, przy czym opierano się n a założeniach, że ab so rp c ja nie w p ły n ę ła is to t nie n a o trzy m an e w y n ik i i że g ro m ad y k u lis te są podobne w k s z ta ł tach, a ró żn ią się głów nie odległościam i.
C. G w iazdy w g ro m ad a ch i w odległych częściach D rogi M lecznej n ie są o b ie k tam i osobliw ym i, w całym system ie g alak ty c zn y m obow ią zuje zasad a jed n o ro d n o ści (uniform ity) 40.
S hap ley spodziew ał się, że C u rtis zgodzi się z n im i w n a s tę p u ją cych sp raw ac h :
a. U kład g alak ty c zn y je st b ard z o spłaszczonym zbiorem gwiazd. b. M gław ice sp ira ln e są w zasadzie b ard z o odległym i o biektam i, p r a w
dopodobnie niie n ależ ą do naszej G alak ty k i.
c. Jeżeli p rzy jm ie się bard zo duże ro zm iary G ala k ty k i, to p o w sta n ą pow ażne tru d n o śc i dla te o rii u trz y m u ją c e j, że m gław ice sp ira ln e są g a la k ty k a m i o p o ró w n y w a ln y ch w y m ia ra c h z n aszą; trz e b a by p rz y jąć, że gw iazdy now e w m gław icach sp iraln y ch m a ją n ie p ra w d o p o dobnie w ielkie jasn o ści 41.
34 H. D. C urtis, O n th e N u m b e r of S p ira l N ebulae, „Proc. Am. Philos.
Soc.”, 57 (1918) 513—520; H. Shapley, O n th e E xisten c e o f E x te rn a l G a
laxies, „P ubi. A stron. Soc. Р ас.”, 31 (1919) 261—268. 35 H. D. C urtis, M odern Theories..., 227.
30 H. S hapley, On th e Existence..., 268.
37 K. L u n d m a rk , T h e R elations o f J h e G lobular C lusters and Spiral N ebulae to th e S te lla r S y s te m , „K ungl. S v en sk a V etenskapsakd. H an d l.”, 60 (1920) 8, 62,
38 H. S hapley, H, D. C u rtis, T he Scale o f th e U niverse, „B u lle tin of
th e N atio n al R esearch C ouncil”, 2 (1921) 171—217. A utorzy, p rzy g o to w u jąc odczyty do d ru k u , w za jem n ie je m iędzy sobą w y m ienili, by m ogli w ziąć pod uw agę p u n k ty w id zen ia d ru g ie j strony.
39 D y sk u sję tę nazy w a się „W ielkim sp o rem ” (G reat D ebate), пр.
O. S tru v e i V. Zebergs, dz. cyt., 500. N a te m a t „W ielkiego s p o ru ” R. B erendzen, R. H a rt, D. Seeley, dz. cyt., 35—50; M. A. H oskin, T h e
„Great D ebate”: w h a t really happened, „J. H isto ry A stro n .”, 7 (1976)
169— 182; S. Seeley, R. B erendzen, A s tr o n o m y ’s G reat D ebate, „M ercu r y ”, 7 (1978) 67—71.
40 H. S hapley, H. D. C u rtis, dz. cyt., 180. 41 Tam że.
N ie było zgodności co do n u m ery czn y ch , bezw zględnych w arto śc i od ległości g ro m ad k u listy c h i ro zm iaró w G ala k ty k i. D la g ro m ad y M 13 S h ap ley p o d aw a ł odległości 36.000 la t św ietlnych, a C u rtis p o cz ątk o w o obliczał tę odległość n a 3.600 a po tem n a 8.000 la t św ie tln y c h D la całego u k ła d u g ro m ad k u lis ty c h S hapley p o d aw a ł śred n icę 300.000 la t św ietlnych, a C u rtis zan iżał ją o czynnik pięć a n a w e t o dziesięć, czyli do 30.000 la t św ie tln y c h 43.
N ajw iększe tru d n o śc i w u zn a n iu m gław ic sp ira ln y c h za „g a la k ty k i p o ró w n y w a ln e ” z n aszą w id ział S hap ley w dużych ro zm iarac h G a la k ty k i i w ro ta c ji m gław ic. O sta tn ie w y n ik i p o d an e przez v a n M aanena „o k a zu ją się fa ta ln e dla ta k ie j in te r p re ta c ji”. I S h a p le y nie w id ział „pow odu do m o d y fik o w an ia roboczej hipotezy, że m gław ice sp ira ln e nie są w ogóle, złożone z ty p o w y ch gw iazd, lecz są rzeczyw istym i o b ie k ta m i m g ław icow ym i” 44.
C u rtis n ato m ia st, streszczając sw oje w yw ody, w yliczał m iędzy in ny m i ta k ie a rg u m e n ty za te o rią , że m gław ice sp ira ln e są g a la k ty k a m i złożonym i z gw iazd:
1 W te j te o rii ła tw ie j w y tłu m aczy ć w ielk ie p ręd k o ści m gław ic. 2 W w ielu m gław icach sp ira ln y c h w id ać p asm a ciem nej m a te rii. T a k ie zjaw isk o w naszej G alak ty ce, tra k to w a n e j ja k o sp ira la , m oże p rz y słan iać odległe m gław ice sp ira ln e w płaszczyźnie G a la k ty k i i to do brze tłu m aczy obserw o.w any ro zk ła d m gław ic.
3 W idm o m gław ic sp iraln y ch je st tego ro d za ju , jakiego n a le ż a ło b y . oczekiw ać z g a la k ty k gw iezdnych.
4 G w iazdy now e w m gław icach sp iraln y ch w sk a z u ją n a n a tu rę g a la k ty c z n ą m gław ic. P o ró w n an ie gw iazd n ow ych w m g ław icach sp ira l n y ch z n ow ym i w n aszej G ala k ty c e d a je odległość od 500.000 la t św ie tl n y ch dla m gław icy A n d ro m ed y do 10 000 000 i w ięcej la t św ietln y ch dla n a jb a rd z ie j odległych m gław ic.
5 Na ta k ic h odległościach g a la k ty k i b ęd ą tęgo sam ego rzę d u w ie l kości co n asza 45.
Mimo przy to czen ia w ielu arg u m e n tó w z je d n ej i z d ru g ie j stro n y spór n ie został ro zstrzy g n ięty . G dy chodzi o ro zm iary G a la k ty k i w ię cej r a c ji m iał Shapley. A w y n ik d y sk u sji o n a tu r ę m gław ic sp ira l n y ch O. S tru v e i V. Z ebergs ta k oceniają: „C hociaż C u rtis był n ie w ą tp liw ie bliższy p raw d zie o n a tu rz e m gław ic sp iraln y ch , to je d n a k w ow ym czasie nie m ożna było tego udow odnić. P o d o b n ie ja k w p ie rw szej części sporu, C u rtis i S hap ley nie p o tra fili się n a w z a je m p rze k o nać. R ów nież inni astro n o m o w ie n ie m ogli zdecydow ać, k tó ry z p o g lą dów je st p ra w d z iw y ” 46.
42 Tam że, 182 i 210. D ane z ro k u 1959 p o d a ją odległość M 13 w p rz y
bliżen iu n a 25.000 la t św ie tln y c h — O. S tru v e i V. Z ebergs, dz. cyt., 504.
43 H. S hapley, H. D. C u rtis, dz. cyt., 191 i 217. 44 Tam że, 192.
45 T am że, 217.
46 O. S tru v e i V. Zebergs, dz. cyt., 533. B ardzo tra fn y p ogląd n a te
m a t odległości i n a tu ry m gław icy A n d ro m ed y w ypow ied ział w ro k u 1923 B ohdan Z aleski, p ro fe so r astro n o m ii U n iw e rsy te tu P oznańskiego: „O dległość n ie k tó ry c h gw iazd now ych D rogi M lecznej je st n a m w ia dom a. K o m b in u ją c jasność gw iazd n ow ych w A ndrom edzie z jasnością naszych i zak ład ając, że b la sk ich jest jed n ak o w y , dochodzim y do
za-L u n d m a rk w sw ym przeg ląd o w y m a rty k u le dotyczącym gro m ad k u listy ch i m gław ic sp iraln y ch z a jm u je w te j sp raw ie niezdecydow ane stanow isko: „G łów nym w y n ik ie m obecnych b a d a ń je st stw ierdzenie, że m gław ice sp ira ln e trz e b a u w ażać za ob iek ty położone w znacznych odległościach od U k ła d u Słonecznego. T ru d n ie j je st n a to m ia st ro z strzygnąć, czy są one ro zw ażan y m i przez J e a n s a o biektam i, w k tó ry c h tw o rz ą się gw iazdy (m gław icam i w sta d iu m k u rcz en ia się), czy też odległym i g alak ty k a m i. W obecnych fa k ta c h m ożna by doszukać się sugesti., że p raw d ziw a je st ta d ru g a m ożliw ość, ale z d ru g iej s tro n y m gław ice sp ira ln e nie w y d a ją się m ieć ta k ic h rozm iarów , ja k ie w edług b ad a ń S h ap le y ’a należy p rzy p isać naszem u u k ła d o w i g a la k tycznem u, a poza ty m w iele św iadczy o ty m , że n asza g a la k ty k a nie m a s tr u k tu r y podobnej do m g ław ic sp ira ln y c h ” 67.
5. OD LEGŁOŚCI DO G A LA K TY K
i Do rozstrzy g n ięcia sp o ru trz e b a było n ow ych fa k tó w o bserw acyjnych, a p rzede w szy stk im now ych zasadniczych k ry te rió w odległości dla m gław ic spiraln y ch . Dużo spodziew ano się po now o od d an y m do u ż y t k u 254 cm teleskopie n a M ount W ilson.68
Od 1922 r. zaczęto w y k ry w a ć w m gław icach gw iazdy zm ienne. N a j p ie rw J. C. D uncan o d k ry ł trz y gw iazdy w re jo n ie m gław icy M 33. Lecz zbyt m ało było po m iaró w i danych, by m ożna z n ic h określić c h a ra k te r zm ian jasności, p o n ad to w te d y D uncan n ie b y ł pew ny, czy m ożna te gw iazdy łączyć z m gław icą, czy też zachodzi ty lk o p rz y p a d kow a zbieżność °9. W n a s tę p n y m ro k u o d k ry to 12 gw iazd zm iennych w m gław icy NGC 6822. P rzypuszczano, że n ie k tó re z ty c h gw iazd są zm ien n y m i cefeidam i, ale n a p ełn e p o tw ie rd z en ie i u sta le n ie k rz y w ych zm ian jasności trz e b a było poczekać do n astęp n e g o r o k u so.
P ierw szą w sposób p ew n y rozp o zn an ą cefeidą „p o z ag a la k ty cz n ą” była gw iazda w m gław icy M 31. D okonał tego H u b b le w p aź d ziern ik u 1923 r. H u b b le po trz y n a s tu la ta c h ta k opisu je to doniosłe zd arzenie: „ Jesie n ią tego ro k u p o d ję te zostały sy tem aty czn e ob se rw ac je m gław icy M 31 w celu z e b rn ia d an y c h sta ty sty c zn y c h o g w iazdach now ych, często w y stę p u ją cy ch w te j m gław icy. Na p ierw szej d o b rej w ty m p ro g ra m ie k li szy zrobionej 1 0 0 calow ym telesk o p em m ożn było d ostrzec d w ie zw ykłe
gw iazdy now e ii je d en słab y 18-tej w ielkości obiekt, k tó ry p ie rw o tn ie w ro tn e j cyfry, że odległość m gław icy A n d ro m ed y je st 600.000 la t św ie tln y c h ; zaś jej śred n ic a 23.000 la t św ietln y ch . M am y tu , zatem in n ą , odległą D rogę M leczną.” B. Z aleski, B udow a w szechśw iata. W y k ład y P ow szechne U n iw e rsy te tu P oznańskiego, n r 5, P oznań 1923, 23—4.
47 K. L u n d m a rk , dz. cyt., 62. Cyt. i tłu m . za O. S tru v e i V. Źebergs,
dz. cyt., 535. H ubble, po w o łu jąc się n a c y to w a n ą w ypow iedź L u n d - m a rk a , stw ierdził, że „chociaż jego (L u n d m ark a) w niosek był o stro ż n ie sform ułow any, to L u n d m a rk w sw ej d y sk u sji w y ra źn ie faw o ry zo w a ł p o zag alak ty czn ą n a tu rę m gław ic sp ira ln y c h ”. E. H ubble, T h e
Realm..., 8 8, przyp. 8.
48 H u b b le w y ra ż a ł przek o n an ie, że ro zw iązan ie p ro b lem u m gław ic
sp ira ln y c h było sp ra w ą głów nie dużych teleskopów , np. ·— T h e
Realm ..., 83; T h e O bservational..., V i VI.
49 E. H ubble, A S p iral N e b u la as a S te lla r S y s te m : M essier 33,
„A strophys. J ”, 63 (1926) 240.
w y d a w a ł się być też g w iazdą now ą. P o ró w n a n ia z in n y m i kliszam i, w cześniej zrobionym i n a M ount W ilson, w ykazały, że te n m a łej ja s ności ob iek t je st gw iazdą zm ien n ą -i z ła tw ośoią m ożna było określić n a tu rę je j zm ienności. To by ła ty p o w a cefaida o okresie zm ienności około jednego m iesiąca i ab so lu tn e j jasności w m ak sim u m , ja k w s k a zyw ały n a to podobne gw iazdy w O błokach M agellana, rzę d u M = — 4, czyli około 7.000 raz y ja śn ie jsz a od Słońca. Jeżeli, ja k o b se rw ac je n a to w skazyw ały, jasność pozorna te j gw iazdy w y n o siła m (mks.) =
= 18.2, to w y m ag a n a odległość b y ła rz ę d u 900.000 la t ś w ie tln y c h 51. R ozpoczął się przez H u b b le ’a p isan y no w y rozdział w kosm ologii. M. H eller ta k o k reśla to w y d arze n ie: „O dkrycie H u b b le ’a sta ło się p o czątkiem n ow ej ery w kosm ologii o b serw acy jn ej. C efeida z W iel k iej M gław icy A ndrom edy je st odległa od Ziem i w ed łu g oszacow ań H u b b le ’a o 900.000 la t św iatła. O dległość ta znacznie przew yższa w szel kie ro zsą d n e oceny ro zm iaró w n aszej G ala k ty k i, a zatem m gław ica A n dro m ed y nie leży w e w n ą trz naszej G a la k ty k i; je st in n ą g alak ty k ą . H ipoteza „św iata w yspow ego” zy skała now y, k o ro n n y a rg u m e n t” 52. Lecz jeszcze sporo czasu (ponad rok) u płynęło zanim H u b b le zdecy dow ał siię oficjaln ie ogłosić swe wynikli.
W lu ty m 1924 r. w liście do S h a p le y ’a H u b b le n ap isał: „Z pew nością z a in te re su je P n a fak t, że o d k ry łem zm ien n ą cefeidę w m gław icy A n d ro m ed y (M 31)”.53 B yła to zapew ne p ierw sza w iadom ość o zm iennej cefeidzie w y sła n a poza O b serw ato riu m M ount W ison. W ciągu la ta tego ro k u astro n o m o w ie p rze k azy w a li sobie p ry w a tn ie w iadom ość 0 w ielk im o d k ry ciu n a M ount W ilson, ale w ciąż było b ra k oficjalnego k o m u n ik a tu . W yczuw ało się n a p ię tą i p ełn ą w y czek iw an ia atm osferę.
W p aź d ziern ik u H. N. R ussel, zniecierpliw iony oficjaln y m m ilcze n iem O b serw ato riu m M ount W ilon, w y sy ła list do H u b b le ’a z zapy tan iem , k iedy zdecy d u je się ogłosić d a n e o o d kryciu. „To je st p ię k n e dzieło — pisze R ussel — i P a n całkow icie z a słu g u je n a zaszczyt, ja k i to P a n u przyniesie, a zaszczyt te n będzie bez w ą tp ie n ia w ielki. K iedy P a n ogłosi tę rzecz w szczegółach? S podziew am się, że P a n p rz y śle to n a sp o tk a n ie w aszy n g to ń sk ie, p oniew aż w szyscy chcą d o w ie dzieć się o ty m i —· n aw ia se m m ów iąc — P a n pow in ien o trzy m ać w y znaczoną n ag ro d ę 1 0 0 0 d o la ró w ” 4
W pierw szych d n ia ch 1925 ro k u n a rocznym sp o tk a n iu A m e ry k a ń skiego T o w arzy stw a A stronom icznego w W a sz y n g to n ie 56, przy p ad ło w łaśn ie R ussellow i czytać a r ty k u ł H u b b le ’a pt.: „C efeidy w m g ła w i cach sp ira ln y c h ”. Na ty m sp o tk a n iu byli obecni C u rtis i S hapley. 1 stało się ja sn y m dla n ich i d la w szystkich, że d y sk u sja na te m a t
51 Tam że, 93. Opis o d k ry cia p ierw szej cefeidy w m gław icach p a trz
też: M. H eller, E w olucja K o sm o su i kosm ologii, „ U ra n ia ”, 49 (1978) 98—105; S. G roueff, J. P. C a rtier, L ’h o m m e et le Cosmos, L arousse, P a ris 1975, 163 i n.
52 M. H eller, dz. cyt., 104. L a ta 1924— 1936 w kosm ologii n az y w a się
„E dą H u b b le ’a ”, p a trz np. D. W. S eiam a, K osm ologia w spółczesna, W a r szaw a 1975, 61.
53 Cyt. za: M. H eller, dz. cyt., 105. 54 Cyt. za: S. L. Jakii, dz. cyt., 301.
55 T rzydzieste trzecie sp o tk a n ie A m ery k ań sk ieg o T o w arzy stw a A stro
nom icznego rozpoczęło się 30 g ru d n ia 1924 r. — T h ir ty -T h ir d M eeting
o f th e A m eric a n A stro n o m ica l A ssociation, „ P o p u la r A stro n o m y ”, 33
„w szechśw iatów —w y sp ” została zakończona i o tw a rta została now a era w k o sm o lo g ii5S,
W sp raw o zd a n iu ze sp o tk a n ia ty lk o k ró tk ą i p ow ściągliw ą n o ta tk ę pośw ięcono o d k ry ciu H u b b le ’a: „D r H ubble, p ra c u ją c n a 100 cal. r e flek to rz e n a M ount W ilson, rozdzielił częśoi d w u m gław ic sp iraln y ch w A ndrom edzie i w T ró jk ąc ie n a osobne gw iazdy i z b a d a ń k rzy w y ch „o k res—jasn o ść” dla zm ienych cefeid w m gław icach u sta lił, że od ległości ty c h m gław ic dochodzą do 1 m iliona la t św ietln y ch i w te n
sposób p o tw ie rd z ił tzw. te o rię W szechśw iata w yspow ego” 57
S zkoda, że n ie zachow ał się w całości a rty k u ł H u b b le ’a czytany n a ty m p am iętn y m s p o tk a n iu 5S. O p u blikow ano ty lk o jego streszczenie. D ow iadujem y się ta m , że H u b b le o d k ry ł 22 cefeidy w m gław icy M 33 i 12 — w M 31. D ostrzegł też zm ien n e w in n y c h m gław icach (M 81, M 101, NGC 2403), ale nie m ógł jeszcze u sta lić o k resu ich zm ienności. H u b b le p ow ołuje się n a w y p ra c o w a n ą przez S h a p le y ’a zależność „okres—-jasność” dla cefeid. W op arciu o tę zależność w yznacza m o d u ł odległości M—m = — 22,3 dla cefeid obu m gław ic, co d a je odległość 285 000 p arse k ó w (929 000 la t św ietlnych).
G odne u w ag i je st za strzeżenie H u b b le ’a zrobione w ty m arty k u le , że n ajw ię k sz a niepew ność w w yznaczeniu odległości m gław ic leży p r a w dopodobnie w oznaczeniu p u n k tu zerow ego n a w y k re sie „okres—ja sność” dla cefeid. 59 H u b b le w spom ina też o dalszych trze ch założe
niach, że: 1) zm ienne są rzeczyw iście zw iązane z m gław icam i, 2) a b
so rp cja nie je st duża, 3) n a tu ra zm ienności cefeid je st je d n ak o w a w c a łej o b serw o w aln ej części W s z e c h św ia ta .60.
W streszczeniu ty m H u b b le p o n ad to podaje, że po ra z p ierw szy dało się rozłożyć ze w n ętrzn e obszary obu m gław ic n a gęste ro je, g ro m a dy (dens sw a rm s), k tó ry c h obrazy niczym nie ró żn ią się od gro m ad zw ykłych gw iazd. U derza jąc e je st to, że w tek ście poza tym / nie m a żad n y ch su g estii o n a tu rz e b a d a n y ch m gław ic, o ich zw iązku z u k ła dem galak ty czn y m , a n i alu z ji do sp o ru m iędzy C u rtisem a S h ap le y ’em. Czyżby H u b b le sam n ie dow ierzał sw oim w ynikom , czy też rac zej był onieśm ielony ich k o n se k w e n cjam i dla kosm ologii, że w o lał sam o n ich n ie w spom inać? A m oże odnosił też do siebie słow a, k tó re p otem w y pow iedział o in n y ch : „A stronom ow ie m ało za jm o w a li się d y sk u sjam i: onii b a d a li m g ław ice” . 61
56 S. L. Ja k i, dz. cyt., 301. P raw d o p o d o b n ie H. D. C u rtis w y jec h ał z a
n im odczytano pism o H u b b le’a — p a trz : R. B erendzen, M. Hoskdn,
H u b b le’s A n n o u n c e m e n t o f C epheids in S p iral N ebulae, „Leaf. A stron.
Soc. Р ас.”, 504 (1971) 4.
57 T h ir ty -T h ir d M eeting..., 159. 58 S. L. Ja k i, dz. cyt., 302 i 318.
59 Isto tn ie w 1952 ro k u W. B aade p o p ra w ił p u n k t zerow y zależności
ok res-ja sn o ść dla cefeid, przez co podw oiła się odległość w szy stk ich galak ty k .
60E. H ubble, C epheids in S p iral N ebulae, „ P o p u la r A stro n o m y ”, 33
(1.925) 252—255.
61 E. H ub b le, T h e Realm ..., 25. S. L. J a k i w te n sposób w y ra z ił się
o po staw ie H u b b le ’a: „M ało k to z odkryw ców , jeżeli w ogóle k to k o l w iek, b a rd z ie j sta ra n n ie u n ik a ł n a jisto tn ie jsz y c h asp ek tó w sw oich od kryć, ja k czynił to H ubble. Jego h isto ry czn y m p rzy w ile jem stało się n a p isan ie końcow ej stro n y długiej h isto rii szu k an ia przez człow ieka p ra w d y o D rodze M lecznej. (...) Ż ad n e w ięk sze o d k ry cie n ie w chodziło
W liście z lutego 1925 r. H ubble w y ja ś n ił R ussellow i, że pow odem opóźnienia ogłoszenia jego w y n ik ó w była ich sprzeczność z p o m ia ra m i v a n M aänena. D opiero po ich sp raw d ze n iu H u b b łe doszedł do p rz e k o n an ia, że v a n M aanen p o p ełn ił duży b łą d w ocenie w arto śc i ro ta c ji m gław ic. S ugestie k u te m u d aw a ły też w y n ik i L u n d m a rk a z 1923 r .82. W e w sp o m n ia n y m liście H u b b łe pisze też o n ag ro m a d ze n iu , jeszcze nie opracow anego, bogatego m a te ria łu o b serw acyjnego dotyczącego m g ła w ic i w spom ina, że w edług niego „p raw d ziw ie w ielk i postęp ... leży w m ożliw ościach zasto so w an ia zw ykłych m etod b a d a n ia gw iazd do b a d a ń m gław ic sp iraln y ch 83.
N astąp ił okres w ytężonej pracy. H u b b łe in te reso w ał się k ilkom a, d a jący m i rozłożyć się n a gw iazdy, m gław icam i i s ta ra ł się u sta lić ich odległość. G łów nym k ry ten iu m odległości były cefeidy. P om ocniczym i k ry te ria m i — gw iazdy now e, gw iazdy zm ienne, in n e ja sn e gw iazdy i dając e się w yróżnić m gław ice gazowe. B ad ał też jasność i ro zm iary m gław ic sp iraln y ch . R e zu ltaty op u b lik o w an e zostały w senii a rty k u łó w w ciągu pięciu lat.
N ie re g u la rn a m gław ica NGC 6822 je st „pierw szym o b ie k tem w spo sób zdecydow any p rzy p isa n y m do o b szaru poza u k ła d e m g ala k ty c z n y m ” 64. H u b b le ocenił odległość te j m gław icy n a jp ie rw n a 700 000, a potem zniżył do 530 000 la t ś w ie tln y c h 65. Po z b a d a n iu m gław cy M 33 (1926 r.) i u zn a n iu je j za izolow any u k ła d gw iazd i m gław ic, leżący d aleko poza g ra n ic a m i u k ła d u g alaktycznego (850 000 la t św ietlnych), H u b b łe stw ierd ził, że te d a n e „ fa w o ry z u ją h ipotezę w szech św iató w — w y sp ” 6β. Je st to pierw sze w y ra źn e n aw ią z a n ie w pism ach H u b b le ’a do sp o ru o n a tu rę m gław ic spiraln y ch .
W ty m sam y m ro k u (1926) u k a z a ł się a rty k u ł w całości pośw ięcony m gław icom p azag a la k ty cz n y m i ich k la s y f ik a c ji87 H u b b łe pisze: „ O sta t
n ie b a d a n ia u w y d a tn iły zasadniczy c h a r a k te r podziału m iędzy m g ła w i ca m i g alak ty c zn y m i i p ozagalaktycznym i. ... M gław ice g alak ty c zn e są c h m u ra m i p y łu i gazu pom ieszanego z gw iazd am i poszczególnych sy stem ó w gw iezdnych, a p o zag alak ty czn e m gław ice, p rz y n a jm n ie j n a j b ard z iej w y ra ź n e z nich, są te ra z u zn a n e jako u k ła d y z a m k n ię te i często z a w ie ra ją c h m u ry g alak ty c zn y c h m głw ic jako składow e elem enty. Z de cy d o w a n a pew ność co do odległości i ro zm iaró w je st o g raniczona do sześciu u k ła d ó w w liczając w to O błoki M agellana. Z ogólnej zasady
do n a u k i b ard z iej n iepostrzeżenie, ja k odczytanie p raw d ziw e j s tr u k tu r y D rogi M lecznej.” S. L. Ja k i, dz. cyt., 302—303.
62 E. H u b b le, T h e Realm..., 97; N a te m a t sp o ru o ro ta c ję m gław ic spi
ra ln y c h p atrz : N. S. H eth e rin g to n , A d ria a n v a n M aanen and In te rn a l
M otion in S p ira l N e b u la e ; A H istorical R ev iew , „Q. J. R. A stro n .
Soc.”, 13 (1972) 23—39.
03 S. L. Ja k i, dz. cyt. 302; por. też R. B erendzen, R. H a rt, D. Seeley,
dz. cyt., 133 i n.
64 E. H ubble, NGC 6822, A R em o te S te lla r S y s te m , „A strophys. J .”,
62 (1925) 409.
83 E. H ubble, T he Realm ..., 144.
66 E. H ubble, A S piral N eb u la as a S te lla r S y s te m : M esier 33, „A stro
phys. J .”, 63 (1Θ26) 237.
67 E. H ubble, E xtra -G a la c tic N ebulae, „A strophys. J .”, 64 (1926) 321—
je dnorodności n a tu ry w y p ro w a d za się w niosek, że podobny c h a ra k te r m a ją niezliczone ilości słabszych m gław ic” 6S.
W ty c h p u b lik a c ja c h w y d a je się, że te o ria „w szechśw iatów — w y sp ” została dostatecznie p o tw ierdzona, chociaż L u n d m a rk m ia ł jeszcze w ty m czasie w ątpliw ości, czy sy tu a c ja znów nie u legnie z m ia n ie 6S.
D ane dotyczące n ajw ięk sz ej ze zn an y ch m gław ic, m gław icy A n d ro m edy, zostały opu b lik o w an e w ro k u 192970. M a te ria ł dow odow y o p a r ty je st n a 40 cefeidach, 50 g w iazdach zm iennych i 8 6 g w iazdch n o
w ych. Odległość H u b b le ocenia n a 275 000 p arsek ó w , czyli 900 000 la t św ietlnych. D otychczasow e w n io sk i zostały w p ełn i potw ierdzone.
M ożna uznać, że te n a rty k u ł H u b b le ’a kończy p ierw szy e ta p jego b a dań. R e zu ltate m ty c h b a d a ń było ogrom ne poszerzenie g ran ic obserw o- w alnego W szechśw iata, o tw arc ie n ow ych m ożliw ości b a d a ń odległych g alak ty k , b a d a n ie k la sy fik a c ji m gław ic w o p arc iu o ich zew n ętrzn y w ygląd.
6. ZAKO ŃCZEN IE
W ażnym w y d a je się fa k t, że ju ż n a ty m eta p ie w y n ik i H u b b le ’a były d o sk o n a łą p o d b u d o w ą dla ro z w ija ją c e j się od p a r u la t te o re ty cz n ej kosm ologii re la ty w isty c zn e j. W 1917 r. A. E in ste in zastosow ał ogólną te o rię w zględności do W szechśw iata ja k o całości i u zy sk ał sta ty c z n e rozw iązanie ró w n a ń pola. L a ta n a stę p n e przy n io sły dalszy postęp d zię k i praco m W. de S itte ra , G. Lem aiitre’a i A. F rie d m a n a.
E in ste in w pierw szy ch sw oich p ra c a c h kosm ologicznych m ilcząco z a k ła d a ł tra d y c y jn y ob raz W szechśw iata i sądził, że te o re ty cz n y m cząst kom fu n d a m e n ta ln y c h z ró w n a ń po la o d p o w iad a ją w fizycznym św ie cie gw iazdy. To m iędzy in n y m i o b se rw ac y jn e p ra c e H u b b le ’a przy czy niły się do rozpow szechnienia poglądu, że b a rd z ie j p o d staw o w y m i f o r m a cja m i m a te rii w e W szechśw iecie są g a la k ty k i czy też g ro m ad y g a lak ty k .
Je d n a k ro la H u b b le ’a w kosm ologii o b se rw ac y jn e j w yszła daleko poza o d k ry cia odległości do g alak ty k . H u b b le b y ł je d n y m z pierw szych astro n o m ó w za jm u ją c y c h się b ad a n ie m „św ia ta g a la k ty k ”, po d ał .p ie rw szą w y cz e rp u ją c ą k la sy fik a c ję g a la k ty k a p rze d e w szy stk im za sły n ą ł z w y k ry c ia zależności m iędzy przesunięciem w id m g a la k ty k a ich od- ległoścam i. I n te r p r e ta c ja p rzesu n ięcia w id m ja k o ucieczki g alak ty k , ja k o rozszerzan ie się W szechśw iata m iało doniosłe znaczenie d la ro z w o ju idei kosm ologicznych. S am e poglądy kosm ologiczne H u b b le ’a oraz m etody i filozoficzne założenia, ja k ie leżały u p o d sta w jego p ra c o b se rw ac y jn y c h i ich in te rp re ta c ji, zasłu g iw ały b y n a pełniejsze om ó wienie.
C h cia łb ym w ty m m ie jsc u w y ra zić p o d zię ko w a n ie doc. dr M ichało w i H elerow i za cenne u w a g i i sugestie.
68 Tam że, 321—322.
69 O. S tru v e i V. Zebergs, dz. cyt., 538.
70 E. H ubble, A spiral N eb u la as a S te lla r S y ste m : M essier 31,
