Kosmický revolucionář: Kdo byl Edwin Hubble, jehož jméno nese slavný teleskop?

Jeden z největších astronomů 20. století rozhodně nebyl „zázračným dítětem“, které si již od útlého věku staví vlastní teleskopy či jiné vědecké přístroje. Po otcově vzoru se zajímal spíš o práva, jež nakonec také vystudoval… 

Právník – voják – astronom

Edwin Powell Hubble se narodil 20. listopadu 1889 v Marshfieldu v americkém státě Missouri do rodiny právníka. Po několika letech se přestěhovali do Chicaga, kde také Edwin absolvoval střední i vysokou školu. Chlapec vynikal rovněž ve sportech a svou univerzitu reprezentoval v mnoha disciplínách – v basketbalu, fotbalu, baseballu… Dostával dokonce nabídky, aby se stal profesionálním sportovcem. Raději však přijal Rhodesovo stipendium a odjel do Británie, kde pak na Oxfordu vystudoval práva, literaturu a španělštinu. Přírodní vědy pro něj byly v té době pouhým koníčkem.

Po návratu v roce 1913 krátce pracoval jako advokát. Brzy ovšem pochopil, že jej zmíněná profese nenaplňuje, a znovu se zaměřil na přírodní vědy. Začal je vyučovat na střední škole a o rok později se vrátil na Chicagskou univerzitu, kde s podporou svého někdejšího profesora zahájil doktorské studium astronomie. Působil na Yerkesově observatoři a disertaci na téma „Fotografická zkoumání slabých mlhovin“ úspěšně obhájil v roce 1917.

Průkopník americké astronomie George Ellery Hale mu ihned nabídl místo na slavné observatoři Mount Wilson. Ostatně, právě on vzbudil v Hubbleovi zájem o astronomii. Edwin však chtěl splnit svou občanskou povinnost: Spojené státy v té době oficiálně vstoupily do první světové války. A tak se mladý muž dobrovolně přihlásil k pěchotě, načež jej odveleli na frontu do Francie, kde poté dosáhl hodnosti majora. 

Po skončení válečného konfliktu strávil rok v Británii, na Univerzitě v Cambridgi, a pokračoval ve studiu astronomie. V roce 1919 zopakoval Hale svou nabídku, aby Hubble působil na Mount Wilson jako vědecký pracovník. Tentokrát budoucí slavný astronom přijal – a na proslulé observatoři pak strávil zbytek života. 

Velký vesmírný převrat

Hubble měl obrovské štěstí. Na Mount Wilson dorazil právě v době, kdy tam byl nainstalován a uveden do provozu dvouapůlmetrový Hookerův dalekohled. Přístroj, na jehož sestavení měl lví podíl právě ředitel observatoře George Hale, byl tehdy největší na světě. A sliboval dosud netušené možnosti.

Okolo roku 1920 panovalo vše­obecné přesvědčení, že Mléčná dráha představuje celý vesmír. Astronomové sice pozorovali mlhavé obláčky, o nichž občas spekulovali jako o možných dalších světech, ale nikdo nedokázal, že tyto „mlhoviny“ skutečně leží za hranicemi naší Galaxie. Potřebný důkaz pak nabídl právě Hubble: Na fotografiích Velké mlhoviny v Andromedě (jak se tehdy galaxie v Andromedě označovala) a dalších identifikoval proměnné hvězdy, cefeidy, které již nějakou dobu sloužily jako tzv. standardní svíčky – tedy k určování vzdáleností vesmírných objektů. Nalezení cefeid tak umožnilo změřit vzdálenost mezi Zemí a galaxií v Andromedě. A to znamenalo naprostou senzaci: Bylo jasné, že některé „mlhoviny“ nejsou žádnými obláčky uvnitř Mléčné dráhy, ale že leží daleko za jejími hranicemi. 

Hubble své výsledky oficiálně publikoval v letech 1924–1925. Zpočátku pochopitelně čelil reakcím četných odpůrců, kteří se nemohli smířit s tak radikální proměnou kosmu – přesněji s tak radikální změnou naší představy o něm. Už tento počin by Edwinu Hubbleovi zajistil nesmrtelnost na poli astronomie. Věhlasného vědce si však obvykle spojujeme ještě s jiným objevem. 

A přece se rozpíná!

K nejdůležitějším metodám astronomie patří tzv. spektroskopie, jež zkoumá spektra světla, které k nám dorazí od kosmických objektů. Mnohé z nich jsou tak vzdálené, že se k nim nemůžeme žádným způsobem skutečně přiblížit. Naštěstí světlo, jež k nám od nich letí, nese mnoho užitečných informací.

Snaha vědců získat spektrum různých vzdálených objektů a dozvědět se něco o jejich složení ovšem vedla ke zjištění, že jsou zmíněná spektra „podivná“: Jako by daleké objekty sestávaly z naprosto exotického materiálu. Nakonec odborníci zjistili, že jsou spektra vcelku normální, pouze posunutá směrem k červené barvě. Uplatňuje se zde tzv. Dopplerův jev, který známe i u zvuku: Pokud se k nám zdroj zvuku blíží, slyšíme ho jinak, než když se pohybuje od nás. Daleké objekty se od nás tedy vzdalují. Otázka zněla, proč tomu tak je a zda má uvedené vzdalování nějaký systém, nebo jde jen o náhodnou hříčku přírody…

A právě to se rozhodl Edwin Hubble prozkoumat. Měl k dispozici necelou padesátku tzv. rudých posuvů, jež změřil převážně Vesto Slipher, vynikající americký astronom. S jejich využitím mohl Hubble zjistit, jak rychle se jednotlivé objekty vzdalují – čím vyšší rychlost, tím větší rudý posuv. Použil také výsledky získané pomocí cefeidového metru a některé vzdálenosti změřil sám. Následně sestavil graf, jenž znázorňoval závislost změřené vzdálenosti a rychlosti. Z grafu pak jasně vyplývalo, že spolu obě veličiny úzce souvisejí, a dokonce přímo úměrně – čím dál se tedy objekt nachází, tím rychleji se od nás vzdaluje. Jednalo se o revoluční objev: Všechny objekty se od sebe navzájem vzdalují, celý vesmír se rozpíná! Hubble své výsledky i jejich interpretaci zveřejnil na počátku 30. let – a opět narazil na nepochopení. Dnes však víme, že jeho základní myšlenka byla naprosto správná.

Odvážným věda přeje

Čísla, která slavný astronom zveřejnil, se později dočkala několika oprav. Hubble vyslovil názor, že konstanta úměry mezi rychlostí vzdalování vesmírného objektu a jeho vzdáleností činí přibližně pět set kilometrů za sekundu na megaparsek (500 km/s/Mpc; parsek je astronomická jednotka vzdálenosti a odpovídá asi 3,26 světelného roku). Znamenalo by to, že pokud se od nás objekt nachází ve vzdálenosti 1 Mpc, pak se od nás pohybuje rychlostí 500 km/s. Dnes víme, že reálná hodnota je mnohem nižší – přibližně 70 km/s/Mpc (viz Potíže s Hubbleovou konstantou).

Důvodem tak velké odchylky byl zejména nedostatek měření vzdáleností i rychlostí a jejich nepřesnost. Pohled na Hubbleův graf ukazuje, že propojení bodů přímkou bylo od vědce velmi odvážné a intuitivní. Navíc se ukázalo, že samotný cefeidový metr nebyl dobře zkalibrován, takže došlo k podcenění vzdálenosti jednotlivých vesmírných objektů. Základní Hubbleova idea o podstatě kosmu se však potvrdila.

TIP: Jak velké? Jak daleko? Dějiny měření vesmírných vzdáleností v astronomii

Edwin Hubble se tak právem řadí mezi velikány astronomie, kteří značným dílem přispěli k našemu současnému poznání vesmíru. Slavný vědec zemřel 28. září 1953 na cévní mozkovou příhodu, ale do posledních dní aktivně pracoval. Zažil tak ještě nástup nového Haleova dalekohledu v roce 1948, monstrózního pětimetrového přístroje, který se stal na víc než 25 let největším teleskopem světa.