بیوگرافی ادوین هابل، ستاره شناس اسطوره‌ای کاشف فضای فراکهکشانی

ادوین پاول هابل (Edwin Powell hubble) ستاره شناس مشهور آمریکایی بود که نقش مهمی در تدوین اصول اولیه‌ی ستاره‌شناسی فراکهکشانی و مشاهده‌ای داشت. مورخان و کارشناسان نجوم او را یکی از مهم‌ترین ستاره‌شناسان تاریخ می‌دانند. هابل ابرهای فضایی که پیش از زمان او به‌عنوان گاز و ذرات غبار شناخته می‌شدند و در دسته‌بندی نبولا یا سحابی قرار داشتند، در دسته‌ی کهکشان‌ها قرار داد. او معتقد بود این ابرها، کهکشان‌هایی دورتر از کهکشان راه شیری هستند. مورخان کشف کهکشان‌های دیگر توسط هابل را از لحاظ ارزش علمی با نظریه‌ی کوپرنیک برابر می‌دانند. کوپرنیک ثابت کرد که زمین در مرکز منظومه‌ی شمسی قرار ندارد و هابل نیز اثبات کرد که کهکشان راه شیری، مرکز جهان هستی نیست.

یکی از یادگارهای علمی مهم این ستاره شناس، قانون هابل در فضا است. به‌طور خلاصه این قانون می‌گوید که جهان با سرعتی ثابت در حال گسترش است. بعلاوه در این قانون، فاصله‌ی هر کهکشان از لبه‌ی کیهان، با سرعت آن نسبت مستقیم دارد. البته این قانون دو سال قبل از ارائه‌ی هابل توسط ژرژ لومتر کشف شده بود اما شهرت آن به هابل رسید. تلسکوپ هابل، یکی از مشهورترین یادگارهایی است که به نام این ستاره‌شناس افسانه‌ای ساخته شده است. نمونه‌ای از این تلسکوپ در زادگاه او در مارشفیلد میزوری نصب شده است. این تلسکوپ در سال ۱۹۹۰ به مدار زمین فرستاده شد تا تصاویر دقیق‌تری از فضای بیرون از کهکشان راه شیری ثبت کند.

ادوین هابل دستاورد بزرگ دیگری نیز در زمینه‌ی کیهان‌شناسی دارد و آن، دسته‌بندی کهکشان‌ها است. این دسته‌بندی تا سال‌ها توسط منجمان استفاده می‌شد. هابل نقش بسزایی در اضافه شدن دسته‌بندی ستاره شناسی به جایزه‌ی نوبل داشت. البته مرگ ناگهانی این دانشمند در سال ۱۹۵۳ باعث شد تا خودش از دستیابی به این جایزه باز بماند.

تولد و تحصیل

ادوین هابل در ۲۰ نوامبر سال ۱۸۸۹ در مارشفیلد میزوری به دنیا آمد. مادرش ویرجینیا لی جیمز و پدرش جان پاول هابل نام داشت. پدر او یک حقوق‌دان و تاجر بیمه بود. ادوین فرزند سوم از ۸ فرزند این خانواده بود. البته مانند بسیاری از کودکان آن سال‌ها، تعدادی از خواهران و برادران ادوین در کودکی از دنیا رفتند. 

هابل در خانواده‌ای ثروتمند زندگی می‌کرد که به‌خاطر سبک کاری پدر، مجبور به مهاجرت‌های متعدد بودند. آنها در این سفرها که عموما در شهرهای اطراف شیکاگو و ایلینویز بودند، در خانه‌های مجلل با خدمتکاران متعدد زندگی می‌کردند. فرزندان خانواده‌ی هابل همگی با کار و مسئولیت تربیت شدند؛ چرا که والدینشان اعتقاد داشتند این سبک از تربیت، حس مسئولیت‌پذیری را در آنها افزایش خواهد داد.

هابل تحصیلات متوسطه‌ی خود را در دبیرستان ویتون در نزدیکی شیکاگو گذراند. او تحصیل در دبیرستان را به راحتی و با نمرات عالی در دروس انگلیسی، ریاضی، زیست‌شناسی، شیمی، فیزیک و زبان‌های لاتین و آلمانی به پایان رساند. البته ادوین در دبیرستان بیش از مطالعه به ورزش می‌پرداخت و نمرات عالی خود را مدیون هوش بالای ذاتی بود. او به توصیه‌ی پدر در روزهای تعطیل به تحویل کالا مشغول بود. در نهایت ادوین هابل در سال ۱۹۰۶ و در سن ۱۶ سالگی از دبیرستان فارغ‌التحصیل شده و بورسیه‌ی دانشگاه شیکاگو را دریافت کرد. او در این دانشگاه به‌عنوان دستیار آزمایشگاهی فیزیک‌دان مشهور رابرت میلیکان (برنده‌ی جایزه‌ی نوبل) فعالیت می‌کرد. 

ادوین هابل (سمت چپ)، در کنار دوستان پس از بازگشت از آکسفورد

پس از ورود به دانشگاه، باز هم ورزش بخش اعظمی از زمان هابل را اشغال می‌کرد. او به ورزش‌هایی همچون بسکتبال و بوکس علاقه داشت. او فردی بلندقد و تنومند بود و در دوران دانشگاه چند رکورد از خود به جا گذاشت. ادوین هابل در سال ۱۹۱۰ از دانشگاه فارغ‌التحصیل شد و مدرک کارشناسی خود را در رشته‌ی علوم عمومی و با امتیازهای ممتاز در فیزیک و نجوم دریافت کرد.

پس از فارغ‌التحصیلی از دانشگاه شیکاگو، هابل با دریافت بورسیه‌ی رودس وارد دانشگاه آکسفورد شد و سه سال در آنجا به تحصیل پرداخت. هابل به‌سرعت تحت تاثیر فرهنگ انگلیسی قرار گرفت و بسیاری از رفتارها و عادات گذشته‌ی خود را تغییر داده و ظاهر انگلیسی را برگزید. او بر خلاف علاقه‌ی شدید به علوم تجربی و خصوصا نجوم، به احترام پدرش رشته‌ی نظریه‌ی حقوق را انتخاب کرد و در سال ۱۹۱۲ از آکسفورد فارغ‌التحصیل شد. او یک سال دیگر نیز در این دانشگاه ماند و به مطالعه‌ی زبان اسپانیایی پرداخت. دوران تحصیل در آکسفورد برای هابل، دستاوردی دیگر شامل سفر به دور اروپا را نیز داشت. او در این سفرها علاوه بر تفریح، توجه ویژه‌ای نیز به برنامه‌ریزی و تفکر در مورد آینده‌اش داشت. ادوین در آن سال‌ها در نامه‌ای به مادرش نوشت:

کار کردن زمانی دلپذیر است که برای هدف و پایانی بزرگ باشد. هدفی آن‌چنان بزرگ که فکر کردن به آن و پیش‌بینی دستاوردهایش، تمامی خستگی کار دشوار را از بین ببرد. من وقتی هدف و اصول مورد نظرم را پیدا کنم، همه‌چیز را به‌خاطر آن ترک کرده و زندگی‌ام را وقفش می‌کنم.

پدر ادوین در پاییز سال ۱۹۱۲ در حال مرگ بود. او از پدر اجازه گرفت تا برای ملاقاتش، آکسفورد را ترک کند اما با مخالفت روبرو شد. ادوین جوان در آکسفورد ماند و پدرش در ژانویه‌ی سال ۱۹۱۳ از دنیا رفت.

هابل در حال غارپیمایی

شروع فعالیت کاری

در نهایت ادوین در ۲۴ سالگی وارد زمینه‌ای از علوم شد که نزدیک به دو دهه قبل با مشاهده‌ی فضا از دریچه‌ی تلسکوپ پدربزرگ به آن علاقه‌مند شده بود. او با ورود به رصدخانه، دوره‌ی دکترای خود را در ستاره‌شناسی شروع کرد و در سال ۱۹۱۷ با رساله‌ای با‌عنوان Photographic Investigations of Faint Nebulae مدرک خود را دریافت کرد. با شروع جنگ جهانی اول، هابل یک سال در ارتش خدمت کرد و با وجود درگیر نشدن جدی در نبردها، به درجه‌ی سرهنگی رسید. او پس از آن برای تحقیقات نجوم به دانشگاه کمبریج رفت.

ادوین هابل در سال ۱۹۱۹ و در سن ۳۰ سالگی در رصدخانه‌ی مونت ویلسون در کالیفرنیا مشغول به کار شد. این رصدخانه به هوای عالی و شرایط رصد ممتاز مشهور است. همین عوامل باعث شد هابل تا پایان عمر در این مکان به تحقیق بپردازد.

کارت عضویت هابل در ارتش

دستاوردهای علمی

همان‌طور که گفته شد هابل رساله‌ی دکترای خود را پیرامون سحابی‌ها تالیف کرد. او در ادامه تحقیقات خود را در مونت ویلسون و با استفاده از بزرگترین تلسکوپ جهان یعنی تلسکوپ هوکر ادامه داد. اکتشافات بزرگ هابل از جمله کهکشان‌هایی فراتر از کهکشان راه شیری و پدیده‌ی انتقال به سرخ، نتایج تحقیقات این ستاره شناس با استفاده از تلسکوپ هوکر بودند.

در سال ۱۹۱۲، هنریتا لیویت ستاره شناس آمریکایی کشفی مهم در ارتباط با ستاره‌ها با عنوان Cepheid variable یا متغیر دلتا قیفاووسی منتشر کرد. با شروع دهه‌ی ۱۹۳۰، هابل با استفاده از تلسکوپ هوکر توانست ستاره‌هایی مشابه را در سحابی‌ها کشف کند. او که در حال مطالعه‌ی سحابی آندرومدا بود، متوجه شد که این ستاره‌ها در فواصلی بسیار دور از زمین و بسیار دورتر از ستاره‌های کهکشان راه شیری قرار دارند.

هابل سه روز پس از تولد ۳۵ سالگی خود، یافته‌هایش را منتشر کرد. البته کشفیات او نه در یک ژورنال علمی بلکه در نیویورک تایمز منتشر شدند. نتایج تحقیقات او برای مدتی میان ستاره شناسان به بحث و گفتگو گذاشته و شد و در نهایت در جلسه‌ی انجمن ستاره‌شناسان آمریکایی در یکم ژانویه‌ی سال ۱۹۲۵، مقاله‌ی او بررسی شد. هابل با کشفیات خود دید همگان را نسبت به جهان هستی تغییر داد. او ثابت کرد کهکشان وسیع ما، میزبان خوردشید و صدها میلیارد ستاره‌ی مشابه، تنها یکی از میلیاردها کهکشان موجود جهان است.

کهکشان آندرومدا

هابل علاوه بر کشف این موضوع، یک استاندارد برای دسته‌بندی کهکشان‌ها ارائه کرد که تا سال‌ها توسط ستاره‌شناسان استفاده می‌شد.

پدیده‌ی انتقال به سرخ

ستاره شناس برجسته، وسلو اسلیفر هم روی سحابی‌ها تحقیق کرده است. او در سال ۱۹۱۳ در گزارش خود عنوان کرد که نور سحابی به سمت رنگ سرخ طیف رنگی میل می‌کند. او کشف خود را به‌عنوان حالتی از اثر دوپلر توضیح داد. بر اساس همین توضیح، نور نیز در حالتی مشابه اثر دوپلر، با فاصله گرفتن منبع انتشار به سمت سرخ طیف رنگی میل می‌کند. اسلیفر برای آزمایش کشف خود، سحابی‌های بسیاری را مورد مطالعه قرار داد. او به این نتیجه رسید که نور بسیاری از این سحابی‌ها، انتقالی سریع به سمت رنگ قرمز دارند و در نتیجه، با سرعت زیاد در حال دور شدن از زمین هستند.

جهان در حال انبساط

به‌هرحال نقطه نظر هابل در این مورد کاملا منطقی بود. او اعتقاد داشت که نظریه‌ی انتقال سرخ تنها زمانی به‌عنوانی اثباتی بر انبساط جهان قابل قبول است که چگالی ماده‌ی موجود در جهان، بسیار بیشتر از مقدار کشف شده تا آن زمان باشد. این اظهارات پایه‌های اولیه برای اثبات ماده‌ی تاریک در جهان بوده است. هابل در مورد چگالی مواد نیاز برای اثبات اثر انتقال به سرخ گفته است:

مقدار دانسیته‌ی مورد نیاز ماده چندین بار بیشتر از حداکثر تخمین زده شده‌ی چگالی ماده‌ی متمرکز در سحابی است. بعلاوه ما هیج مدرکی در مورد ماده‌ی قابل توجه بین ستاره‌ای که چگالی را افزایش دهد، نداریم.

دسته‌بندی کهکشان‌ها توسط هابل

به‌هرحال اگرچه هابل مقاومت زیادی برای قبول کردن اثر انتقال به سرخ داشت، در تحقیقات خود متوجه شد که سرعت این انبساط در حال کاهش است. به‌هرحال این یافته‌ها و تحقیقات در مورد سرعت انبساط کهکشان هنوز هم ادامه دارند و ستاره‌شناسان هر روز مسائل جدیدی را در این مورد کشف می‌کنند.

یکی از اتفاقات تاریخی در مورد نظریه‌ی جهان انبساط، ملاقات سال ۱۹۳۱ آلبرت اینشتین با ادوارد هابل است. این دو نفر در رصدخانه‌ی مونت ویلسون با هم دیدار کردند. در سال ۱۹۱۷ اینشتین در نظریه‌ی نسبیت خود، جهان هستی را ثابت و بدون تغییر اندازه در نظر گرفته بود. او هیچ شروه یا پایانی را برای کیهان قائل نبود. اگرچه تحقیقات او نشانه‌هایی از انبساط کیهان را نشان می‌دادند اما این دانشمند با تعیین ثابتی به نام ثابت کیهانی سعی در انکار آن داشت.

به‌هرحال جلسه‌ی ژانویه‌ی سال ۱۹۳۱ هابل را ملقب به فردی کرد که باهوش‌ترین فرد جهان را مجبور به تغییر عقیده کرده است. این جلسه باعث شد تا اینشتین محاسبات قبلی خود را بزرگترین اشتباه عمر علمی‌اش نام‌گذاری کند و در نتیجه، یافته‌های هابل به مرکز توجه محافل علمی تبدیل شد.

ادوین هابل در کهنسالی

ادوین هابل علاوه بر تحقیقات علمی،‌ تلاش زیادی با هدف متقاعد کردن انجمن جایزه‌ی نوبل برای اضافه کردن ستاره شناسی به شاخه‌های این جایزه انجام داد. او قصد داشت این علم را به‌عنوان زیرمجموعه‌ای مستقل در فیزیک به این رویداد اضافه کند. او اعتقاد داشت تلاش‌های ستاره شناسان در علم فیزیک ستاره‌ای، باید مورد تقدیر قرار بگیرد. متاسفانه این انجمن پس از مرگ هابل تصمیم گرفت که این علم را به‌عنوان شاخه‌ای از فیزیک مورد قدردانی قرار دهد.

زندگی شخصی و مرگ

ادوین هابل در سال ۱۹۴۹ و در سن ۵۹ سالگی در تعطیلات خود در کلرادو یک سکته‌ی قلبی داشت و پس از آن با پرستاری همسرش سلامت خود را بازیافت. البته پس از این اتفاق شدت فعالیت‌های تحقیقاتی او کم شد تا این که در ۲۸ سپتامبر سال ۱۹۵۳ بر اثر لخته‌ی خونی در مغز، از دنیا رفت. او وصیت کرده بود که مکان دفنش مشخص نشود و یادداشت‌های شخصی نیز به دست همسرش از بین رفت. گریس نیز در سال ۱۹۸۰ از دنیا رفت و در محل مخفی در کنار همسرش دفن شد.

جوایز و افتخارات

جایزه‌ی نیوکامب کلیولند در سال ۱۹۲۴ به ادوین هابل اهدا شد. در سال ۱۹۳۸، مدال بروس به او اهدا شد و یک سال بعد، جایزه‌ی علمی و مهندسی مدال فرانکلین توسط موسسه‌ی فرانکلین در فیلادلفیا به این دانشمند اهدا شد. مدال طلای انجمن سلطنتی اخترشناسی بریتانیا در سال ۱۹۴۰ به این ستاره شناس افسانه‌ای اهدا شد. لژیون افتخار نیز که یک جایزه‌ی نظامی از طرف نیروهای مسلح آمریکا است، در سال ۱۹۴۶ به‌خاطر تحقیقات این دانشمند در زمینه‌ی علوم بالستیک به او اهدا شد.

تلسکوپ فضایی هابل

سیارک شماره ی ۲۰۶۹ و یک چاله در کره‌ی ماه، از اجرام آسمانی هستند که به نام این دانشمند ثبت شده‌اند. یک افلاک‌نما در دبیرستان ادوارد آر.مورو در بروکلین نیز به نام این دانشمند ساخته شده و خیابانی در شهر میسوری نیز به نام ادوین هابل نام‌گذاری شده است.

قطعا مشهور ترین یادگار ادوین هابل، تلسکوپ فضایی هابل است که در سال ۱۹۹۰ به فضا پرتاب شد. هدف اصلی پرتاب این تلسکوپ، محاسبه‌ی دقیق ثابت هابل در فرمول مشهورش بود. به هر حال ستاره شناسان با این تلسکوپ ابتدا در سال ۲۰۰۱ عدد ۷۲ را برای ثابت در نظر گرفتند و سپس در سال ۲۰۰۶ با مطالعه‌ی پس‌زمینه‌ی مایکروویوی کهکشان به عدد دقیق ۷۰ رسیدند. بعلاوه، تلکسوپ هابل باعث شد که نه تنها انبساط کیهان اثبات شده بلکه افزایش سرعت این انبساط نیز به خوبی مشاهده شود. امروزه نیرویی که باعث این انبساط شده با نام انرژی تاریک در اسناد علمی بیان می‌شود.