În secolul al XX-lea, astronomii și-au deschis mințile la miliarde de galaxii

WASHINGTON — Înainte ca astronomii să poată descoperi expansiunea universului, ei au trebuit să-și extindă mințile.

Când a început secolul al XX-lea, astronomii nu numai că nu știau că universul se extinde, dar nici măcar nu le păsa.

„Astronomii de la sfârșitul secolului al XIX-lea și chiar începutul secolului al XX-lea erau foarte puțin interesați de ceea ce am numi universul mai larg sau istoria sa”, spune istoricul științei Robert Smith de la Universitatea Alberta din Canada.

Unii astronomi au fost interesați de structura galaxiei Calea Lactee, vasta colecție de stele în care locuiesc Soarele, Pământul și planetele cunoscute. „Dar astronomii nu au jucat aproape deloc un rol în dezbaterile de la sfârșitul secolului al XIX-lea despre natura mai largă a cosmosului”, a spus Smith într-o discuție pe 28 ianuarie la o reuniune a Societății Americane de Fizică. De fapt, mulți oameni de știință credeau că nu există un cosmos mai larg. Opinia majorității a susținut că galaxia Calea Lactee, mai mult sau mai puțin, a constituit întregul univers.

„În ceea ce îi privește pe aproape toți astronomii, universul dincolo de propriul nostru sistem limitat de stele era domeniul metafizicii, iar astronomii care lucrează nu s-au implicat în metafizică”, a spus Smith.

Astronomii i-au lăsat pe alții să facă minunea.

„Universul infinit dincolo de sistemul nostru stelar era un teritoriu pe care astronomii profesioniști erau cu adevărat fericiți să îl lase matematicienilor, fizicienilor, filosofilor și unor popularizatori”, a spus Smith.

Chiar și printre aceste grupuri, consensul de dinainte de secolul al XX-lea a limitat universul la Calea Lactee și împrejurimile sale imediate. Indiciile contrare au fost în mare parte respinse. Cel mai proeminent dintre aceste indicii a fost existența „nebuloaselor spiralate”, pete de lumină neclare distincte clar de stelele punctiforme. Fotografiile bloburilor în formă de spirală au sugerat că erau sisteme solare în curs de dezvoltare în sau în jurul Căii Lactee; mulți oameni credeau că galaxia găzduiește nenumărate planete populate. Foarte puțini oameni credeau că nebuloasele sunt replici îndepărtate ale Căii Lactee, galaxii în sine.

Într-o carte publicată în 1890, de exemplu, astronomul și popularizatorul științific respectat Agnes Clerke a scris că „niciun gânditor competent” nu credea că nebuloasele ar putea fi galaxii. Ea a păstrat acest punct de vedere într-o ediție ulterioară publicată în 1905, a spus Smith.

Dar după 1905, spunea el, a început să apară concepția modernă despre cosmos. Contribuțiile filantropice în sprijinul telescoapelor noi, mari, în special în vestul american, au condus la observații care au transformat încet perspectiva restrânsă a universului cu o singură galaxie în actualul cosmos commodios, cu miliarde și miliarde (din punct de vedere tehnic, gazillioane) de galaxii.

La Observatorul Lick din California, de exemplu, James Keeler și-a asumat sarcina de a număra nebuloasele spirale. La acea vreme, astronomii știau de câteva zeci. Keeler a găsit sute de mii.

„Așadar, nebuloasele spirale sunt ridicate în importanță de către Keeler”, a spus Smith.

Până în 1912, Vesto Slipher, de la Observatorul Lowell din Arizona, a început să raporteze măsurători ale luminii emanate de nebuloase, determinând cât de departe au fost mutate culorile către capătul roșu al spectrului, o modalitate de a măsura cât de repede zburau nebuloasele departe de Pământ.

„De fapt, ar începe să argumenteze că nebuloasele spirale sunt galaxii îndepărtate”, a spus Smith.

Până în anii 1920, din ce în ce mai mulți astronomi au luat în serios ideea galaxiilor îndepărtate. În cele din urmă, Edwin Hubble, de la Observatorul Mount Wilson din California de Sud, a oferit lovitura mortală universului cu o singură galaxie. În 1923, observațiile sale ale nebuloasei Andromeda au scos la iveală câteva stele variabile Cefeide. Deoarece Cefeidele variau în luminozitate într-un program regulat care depindea de luminozitatea lor intrinsecă, ele au oferit indicii sigure despre distanța Andromeda de Pământ. Andromeda locuia la 900.000 de ani-lumină depărtare, mult mai departe decât cele mai exagerate estimări ale diametrului Căii Lactee.

Utilizarea Cefeidelor de către Hubble a depins de munca de pionierat anterioară a Henriettei Swan Leavitt la observatorul Harvard. „Descoperirea ei a relației perioadă-luminozitate în stelele variabile Cepheid este absolut fundamentală în transformarea ideilor oamenilor despre primul, propriul nostru sistem galactic și al doilea, oferind mijloacele de a demonstra că galaxiile există de fapt”, a spus Smith.

Până la sfârșitul anilor 1920, Hubble, combinând măsurătorile distanței cu măsurarea vitezei făcute de astronomul Milton Humason, a demonstrat că cu cât o nebuloasă era mai departe de Pământ, cu atât părea să zboare mai repede. Această relație a format baza de observație pentru universul în expansiune. Hubble a sugerat la fel în 1929. Alții și-au dat seama și că noua viziune asupra cosmosului implica un univers în expansiune; unul, Georges Lemaître, a propus ceva foarte asemănător cu teoria Big Bang de astăzi a originii universului.

Totuși, a durat ceva timp pentru ca ideea universului ca urmare în expansiune a unei mari explozii să deschidă mintea tuturor. În 1935, de exemplu, astronomul JS Plaskett a numit ideile lui Lemaître „speculările stăpânesc fără nicio dovadă”. Nici măcar Hubble nu era pe deplin sigur de propria sa descoperire. În 1938, a subliniat Smith, Hubble a evaluat dovezile ca fiind în concordanță cu un univers static, recunoscând în același timp că expansiunea nu poate fi exclusă.

Afirmațiile de astăzi că alte big bang-uri s-ar fi întâmplat de multe ori, creând o multitudine de bule cosmice spațiu-timp cunoscute sub numele de multivers, se confruntă cu obiecții similare. Este adevărat că dovezile pentru un multivers nu sunt concludente, la fel cum dovezile din secolul al XIX-lea nu au fost concludente că nebuloasele spirale erau galaxii îndepărtate sau „universuri insulare” proprii. Dar având în vedere precedentul istoric, ar fi o prostie să spunem că „niciun gânditor competent” nu ar crede în posibilitatea existenței mai multor universuri astăzi.

Urmărește-mă pe Twitter: @tom_siegfried