Dobromila Lebrová: Edwin Powell Hubble, americký astronom a astrofyzik - 120. výročí narození

Rubrika: Publicistika – Co je psáno...

Se jménem tohoto učence se potkáváme velice často, protože slýcháme k jakými objevům došlo prostřednictvím Hubbleova dalekohledu. - Edwin Powell Hubble byl astronom, který ve 20. století značně ovlivnil nazírání na vesmír.
Často, především v anglických zprávách, můžeme číst, že „Hubble objevil...“, ale už se v dnešní době nejedná o to, co objevil slavný astronom, ale co zjistil dalekohled po něm pojmenovaný.
On sám považoval výzkum vesmíru za velmi vzrušující, protože prohlásil: „Vyzbrojen pěti smysly člověk využívá vesmír vůkol sebe a vydává se na dobrodružství Vědy.“

Edwin Powell Hubble se narodil 20. listopadu 1889 manželům Johnu Powellovi Hubbleovi a jeho manželce Virginii Lee, rozené James, v Marshfieldu ve státě Missouri při návštěvě jeho prarodičů. Jeho předkové odešli z Velké Británie v době Cromwellova povstání v 17. století. Jeho otec byl úředníkem a obchodníkem v pojišťovnictví. Podle některých pramenů měli jeho rodiče celkem sedm dětí, on byl v pořadí pátý.
Když mu bylo devět let, přestěhovala se rodina do Chicaga. Životopisci uvádějí, že miloval četbu, především vernovek a knih anglického spisovatele Henryho Ridera Haggarda (1856 - 1925), především jeho „Doly krále Šalamouna“. Uvádí se, že ve věku dvanácti let napsal článek na přání svého oblíbeného dědečka z otcovy strany do místních novin - o Marsu. V době, kdy měl jeho otec kancelář v Chicagu, rodina bydlela ve Wheatonu a on byl studentem Wheaton High School v Illinois, což přes „honosný“ název „high“ je pouze střední škola. Na škole vynikal především ve sportu, v němž si připsal i několik rekordů, především ve skoku vysokém, ale vynikal i v košíkové a v boxu. Po maturitě v r. 1906 nastoupil s polovičním stipendiem na univerzitu v Chicagu, kde si jeden rok přivydělával jako asistent v laboratoři u fyzika Roberta Milikana (1868 - 1953), pozdějšího nositele Nobelovy ceny za fyziku. V Chicagu studoval matematiku, fyziku a astronomii. Během prázdnin pracoval v lesích kolem Velkých jezer.
Univerzitu absolvoval jako bakalář v r. 1910 a byl vybrán, spíše za své sportovní, než studijní úspěchy, jako příjemce Rhodesova stipendia na postgraduální studium do Oxfordu. - Cecil Rhodes (1853 - 1902) byl britský koloniální podnikatel a politik, který za svého života ovlivňoval život v Jižní Africe. Stipendium se udílí po jeho smrti na základě jeho poslední vůle a bylo nejdříve určeno pouze pro studenty z anglicky mluvících zemí. Obvyklá doba stipendijního pobytu byla dva roky, Hubble v Anglii pobyl tři roky, dokonce se zasloužil o zavedení košíkové. 

V Oxfordu studoval na Queen´s College práva, literaturu a španělštinu - a opět vynikal na sportovním poli. Práva studoval spíše na přání svého otce a získal v oboru práv magisterský titul. - V r. 1948 se stal čestným členem Queen´s College.
Po návratu - 2. září 1913 udělal místní právnické zkoušky a nakrátko si otevřel právní praxi v Lousville v Kentucky, ale v témže roce mu zemřel otec - a možná mu už nic nebránilo věnovat se tomu, kam ho srdce táhlo - astronomii.
Asi rok učil španělštinu, ale i fyziku a matematiku na střední škole (New Albany High School) v Indianě, zároveň zde byl i trenérem chlapeckého oddílu v košíkově. Ale také se stal členem kentuckého sdružení právníků, přestože v Kentucky nikdy právní praxi neprovozoval.
Pak se dal zapsat k dalšímu studiu astronomie na chicagské univerzitě, kde v r. 1917 získal doktorát. Svá studia konal převážně na univerzitní Yerkesově hvězdárně (Yerkes Observatory) v zátoce William Bay jezera Geneva ve Wincosinu. Jeho disertační práce, při níž mu radil astronom Edwin Frost (1866 - 1935), ředitel hvězdárny, byla „Photographic Investigations of Faint Nebulae“ (Fotografické zkoumání temných mlhovin).
Ještě před ukončením studií se Hubble ucházel nejdříve o místo na hvězdárně Mount Wilson v Kalifornii. 

Hvězdárna Mount Wilson je severně od města Pasadena v pohoří San Gabriel ve výšce 1742 metrů.
Ale mezitím Spojené státy vyhlásily 6. dubna 1917 válku Německu. Tak odjel Hubble krátce po obhajobě do války, kde sloužil na frontě ve Francii jako kapitán u dělostřelectva a kde získal hodnost majora. Na začátku listopadu 1918 byl raněn do pravého lokte střepinou trhavé střely. Po příměří zůstal ještě v Evropě jakožto absolvent Oxfordu byl advokátem u válečného soudu. Přes těžké zkušenosti z války miloval táborový život a odmítal jakékoli finanční ohodnocení své válečné účatsi po návratu.
V létě 1919 se vrátil do USA, v San Franciscu se zúčastnil poslední vojenské přehlídky a odešel do civilu - do Pasadeny. 
Během posledního roku 1. světové války se na hvězdárně Mount Wilson, založené a řízené slavným americkým astronomem Georgem Ellerym Halem (1868 - 1938) dokončovala montáž obřího Hookerova dalekohledu. - Kalifornský milionář a mecenáš John Hooker (1838 - 1911); zároveň přítel Georga Hala, financoval výstavbu tohoto stopalcového dalekohledu, tehdy nejsilnějšího na světě, ale jeho dokončení se sám nedočkal.
Po válce ředitel Hale Hubblea přijal a Hubble na počátku pokračoval pomocí tohoto Hookerova dalekohledu ve studiu mlhovin - nejdříve Mléčné dráhy. Brzy však svoji pozornost obrátil ke studiu spirálních mlhovin a hvězd, v nich se vyskytujících. Tehdy nebyli astronomové jednotní v označování hvězdných systémů, pro které se dnes používá termín galaxie, podle definice obsahující hvězdy, mlhoviny, hvězdokupy, mezihvězdné hmoty a tmavé hmoty. Velké odborné spory vedl tehdy Hubble s již zavedeným astronomem Harlowem Shapleym (1885 - 1972), který rovněž na hvězdárně Mount Wilson pracoval a který byl v té době již znám, že „změřil“ Mléčnou dráhu a tvrdil, že Mléčná dráha je vlastně celým vesmírem.
Už v r. 1922 napsal Hubble studii „A General Study of Diffuse o Nebulae“ (Všeobecná studie o rozptylu mlhovin) a další studii „The Source.of Luminosity in Galactic Nebulae“ (Zdroj jasnosti v galaktických mlhovinách).
Po odchodu Shapleyho, který také zavedl pojem “galaxie“, na harvardskou hvězdárnu (Harvard College Observatory), zjistil Hubble, při použití vlastních Shapleyových metod, že vesmír obsahuje nekonečně mnoho dalších galaxií a sestavil systém jejich klasifikace.
Zjistil to tak, že v r. 1923 objevil proměnné hvězdy Delta Cephei nebo cefeidy, což jsou pulzující obří hvězdy, pomocí jejichž periody pulzace se měří vzdálenosti hvězd. - Pro zajímavost Polárka je jednou z cefeid. - Shledal, že tyto cefeidy jsou vně Mléčné dráhy, že se nacházejí ve spirálovité mlhovině Andromedy. A tak zjistil, že jsou další mlhoviny; v r. 1924 se ale zabýval mlhovinou v Andromedě.
V r. 1924 se oženil. O jeho manželce, Grace, rozené Burke, není známo nic více, než že svatba byla 24. února 1924. Manželé neměli děti. Od r. 1925 až do své smrti bydlel s manželkou v San Marinu, 1340 Woodstock Road, kde je nyní jeho památník.
V r. 1925 dokončil Hubble klasifikaci galaxií. V dalších letech napsal několik pojednání o jednotlivých mlhovinách.
V r. 1926 napsal do „Astrophysical Journal“ (Astrofyzikální časopis) pojednání „Extragalactic nebulae“ (Extragalaktické mlhoviny), což byl z hlediska astronomie značný převrat. - Nerad však používal výraz „galaxie“, zřejmě z nějaké averze vůči Shapleymu; pokud to šlo, používal slovo „mlhovina“ (Nebula).
V r. 1927 byl zvolen člen National Academy of Science (Národní akademie věd).
Na hvězdárně Mount Wilson se Hubble dále zabýval studiem mlhovin, či - galaxií a v r. 1928 se stal po V. Slipherovi předsedou komise pro spirální mlhoviny v Mezinárodním astronomickém svazu (International Astronomical Union ).
Na přelomu dvacátých let dvacátého století se fyzikové a astrofyzikové nemohli shodnout v otázce, zdali se vesmír rozpíná. Nejčastěji se ztotožňovali se závěry Einsteinovy obecné teorie realativity, v níž Einstein dokonce zkonstruoval tzv. kosmologickou konstantu, která vycházela z jeho úvahy stabilního, nerozpínajícího se vesmíru.
Obecně se přisuzuje Hubbleovi objev a popis tzv. rudého posuvu galaxií. Již dříve si ale astronomové všímali, že jsou nebeské objekty ve větší vzdálenosti červenější, než by měly být. První si všiml spektrálních čar nebeských těles už v r. 1912 americký astronom Vesto Melvin Slipher (1875 - 1969).
Rudý posuv je definován jako posun spektrálních čar kosmických objektů směrem k oblasti červené části spektra. Ale Hubble dokázal, že tento jev dokazuje rozpínání vesmíru. Jeho asistentem při měřeních byl další člen osazenstva hvězdárny Milton Lasell Humason (1891 - 1972). - Příběh Humasonův je velmi zajímavý: Jelikož neměl žádné uzavřené vzdělání, živil se tím, že nosil na horu Mount Wilson náklady a poháněl muly s nákladem, až si jednoho dne povšiml ředitel Hale jeho zájmu o hvězdy a učinil ho členem svého týmu. Nakonec se stal Humason slavným astronomem, ba některé prameny naznačují, že Humansonův podíl na Hubbleových výzkumech byl větší, než se uvádí. - Ví se také, že Shapley dokonce jeho značky z fotografií hvězdných objektů „umazával“ a snad si i jeho práci přivlastňoval.
Při popisu jevu vycházel Hubble z Dopplerova principu. Rakouský matematik a fyzik Christian Andreas Doppler (1803 - 1853), byl nějakou dobou přednášejícím také na pražské polytechnice a profesorem v Banské Štiavnici, stanovil, že pokud se přibližuje zdroj nějakého vlnění, ať už jde o zvuk nebo světlo, vlnová délka se snižuje, pokud se zdroj vzdaluje, vlnová délka se zvětšuje. Pokud se tedy světlo dostává do červené oblasti, je to nejnižší kmitočet z viditelné části spektra, tím tedy největší vlnová délka - a zdroj tohoto světla - astronomický objekt se bude vzdalovat.
Konstatování, že se vesmír rozpíná, zveřejnil Hubble v r. 1929 v pojednání „A Relation between Distance and Radial Velocity among Extra-galactic Nebulae“ (Vztah mezi vzdáleností a radiání rychlostí mezi extragalaktickými mlhovinami) v časopise „Proceedings of the National Academy of Sciences“ (Jednání Národní akademie věd).
Jeho závěry obecně formuluje Hubbleův zákon, který říká, že čím jsou galaxie vzdálenější od Země, tím rychleji se od ní vzdalují. Tehdy byla také zavedena Hubbleova konstanta rozpínání vesmíru, určující, o kolik se zvětší rychlost vzdalování vzdáleného vesmírného objektu. Je možné polemizovat o názvu „konstanta“, protože se jedná spíše o veličinu, závislou na čase. - Ovšem v době Hubbleově se rychlost rozpínání vesmíru považovala za konstantní, současné závěry astrofyziků jsou poměrně jiné. - Všeobecně byla přijata teorie rozpínajícího se vesmíru až po Hubbleově smrti - v šedesátých letech dvacátého století.
V r. 1931 navštívil hvězdárnu Mount Wilson Albert Einstein (1897 - 1955), který podle vzpomínek dalšího významného amerického astronoma ukrajinského původu George Gamowa (1904 - 1968) měl prý prohlásit, že zavedení kosmologické konstanty bylo největší chybou jeho života. Ovšem ostatní Einsteinovi životopisci toto Einsteinovo prohlášení buď vůbec nezmiňují nebo přímo odmítají, i když se naopak cituje v Hubbleových životopisech poměrně zhusta.
K dalším Hubbleovým objevům patří asteroid 1373 Cincinati, který objevil 30. srpna 1935.
Hubble se snažil své závěry ještě matematicky ověřovat ve spolupráci s americkým matematikem a fyzikem Richardem Chace Tolmanem (1881 - 1948), i když oba zdůrazňovali nepřesnost změřených dat.
V r. 1934 navštívil Londýn a přednesl tam přednášku „Red-Shifts in the Spectre of Nebulae“ (Rudý posuv ve spektru mlhovin), která byla pozoruhodná novým náhledem na strukturu vesmíru a její proměnlivost.
Svá bádání popsal Hubble v monografii „The Realm of Nebulae“ (Sféra mlhovin) z r. 1936. Zde uvedl svá pozorování, závěry i metodologii, která pak byla astrofyziky užívána po desetiletí.
Knížka ho proslavila a tehdy se spřátelil například s Charlie Chaplinem (1889 - 1977), Gretou Garbo (1905 - 1990), anglickým spisovatelem Aldousem Huxleym (1894 - 1963), anglickým spisovatelem Christopherem Isherwoodem (1904 - 1986) a americkou dramatičkou Anitou Loos (1888 - 1981). Zároveň se i s manželkou stali známými v holywoodském světě.
Další pojednání mu vyšlo v říjnu následujícího roku v Oxfordu „The Observational Approach to Cosmology“ (Pozorovací přístup ke kosmologii). Byl v něm popsán stávající stav poznání, včetně diskusí a polemik na uvedené téma.
Hubble v pojednání, které bylo koncipováno jako řada přednášek, velice zdůrazňoval otázku přesnosti měření. Proto také usiloval o nejlepší možné přístroje - dalekohledy.
Do války poměrně hodně cestoval po světě a již brzy rozpoznal nebezpečí, které číhá v Evropě z fašismu.
Své poznatky s prací do té doby nejsilnějšího dalekohledu světa - Hookerova - se snažil uplatnit při stavbě čtyřikrát silnějšího dalekohledu - dvěstěpalcového Halova, který měl být umístěn na hvězdárně na Mount Palomar nedaleko San Diega v pohoří Palomar Mountain Range ve výšce 1706 metrů. Tento dalekohled byl pak po dalších čtyřicet let nejsilnějším dalekohledem na světě.

      

Po smrti Georgea Halea byl zvolen do správní rady Huntingtonovy knihovny v San Marinu, což je světoznámá knihovna, známá množstvím vzácných exponátů, obrazů a tisků.
Od r. 1938 byl vyznamenáván různými medailemi. V r. 1938 to byla medaile Catherine Wolfe Bruce (1813 -1900), patronky a mecenášky astronomie, kterou udílí Astronomical Society of the Pacific (Pacifická astronomická společnost); v r. 1939 dostal Franklinovu medaili, udílenou Franklinovým institutem ve Filadelfii. V r. 1940 mu udělila zlatou medaili Královská astronomická společnost v Londýně.
Ovšem válka práce na stavbě dalekohledu na Mount Palomar přerušila. Na začátku války rozpoznal, že se jedná o světovou válku, pochopil, že se jedná i o USA; hodně cestoval po Spojených státech, přednášel a usiloval, aby USA vstoupily do války jako spojenec Velké Británie. Byl prý velmi výmluvný.
Svoji vlastní knihovnu věnoval hvězdárně Mount Wilson. Jeho záliby můžeme zjistit podle autorů. Byly tam spisy německého renesančního filozofa, matematika, fyzika a astronoma - kardinála Nicolase Kuese - Cusy (1401 - 1464), Giordana Bruna (1548 - 1600) a starých čínských filozofů a vědců.
K jeho velkým zálibám patřilo rybaření. Většinou všechny otázky na své soukromí směřoval k této své zálibě.
V r. 1942 se hlásil do války, chtěl zase k dělostřelectvu, ale nebylo mu to dovoleno; stal se tedy od r. 1943 vedoucím balistických zkoušek a ředitelem nadzvukového aerodynamického tunelu na nejstarší americké zkušební vojenské základně v Aberdeenu v Marylandu (Aberdeen Proving Grounds). Musel se ale všechno o balistice naučit. Zde pracoval do r. 1946 a za práci v laboratoři získal medaili Za zásluhy.
V r. 1948 byl osazen Haleův dalekohled na Mount Palomar, který byl určen především pro Hubbleovy výzkumy. Pracoval na druhém dalekohledu observatoře a připravoval velmi podrobný výzkumný program, ale začalo ho zlobit zdraví. Podle některých pramenů prodělal v r. 1949 během nějakého rybářského výletu srdeční infarkt, takže už neměl sílu, aby trávil dlouhé noci pozorováním oblohy. Ale přesto pracoval nadále v obou hvězdárnách při přípravě výzkumného programu, jak Mount Wilson, tak Mount Palomar.
Program uveřejnil v r. 1951 v přednášce „Exploration in Space: The Cosmological Program for the Palomar Telescope“ (Výzkum v kosmu: Kosmologický program pro palomarský dalekohled).
Na jaře 1953 byl na turné po Evropě. Navštívil Royal Society of Scotland (Skotskou královskou společnost), v Londýně se zúčastnil jednání Royal Institution of Great Britain (Královská společnost Velké Británie). V Londýně také přednesl přednášku „The Law of Red-Shifts“ (Zákon rudého posuvu).
Pokračoval do Paříže, kde byl na jednání Institutu de France (Francouzského institutu), v němž byl členem.
Dne 28. září 1953 jel autem z práce, vyzvedl svoji ženu a při zaparkování utrpěl další záchvat. Někdo tvrdí, že infarktu, jiní že mozkové trombózy. Z něho se již neprobral. Podle jeho přání byl pohřeb tajný; nikdo tedy neví, kde je jeho hrob.
Hubble velice stál o to, aby jeho práce byly oceněny Nobelovou cenou, ale v té době nespadala astronomie pod fyziku, i když se až na konci jeho života hlasy pro jeho zvolení našly, ale už se toho nedožil. Dokonce snad měl někdy kolem r. 1940 svého agenta, který se pokoušel způsob udílení Nobelovy ceny nějak zvrátit.
Svými krajany je ale velice uctíván a dalo by se říci i ostatním světem rovněž.
Hlavní uctění spočívá právě v pojmenování vesmírného dalekohledu Hubble Space Telescope (HST - Hubbleův vesmírný dalekohled), který byl vypuštěn do kosmu 24. dubna 1990. Létá ve výšce 500 až 600 km nad Zemí, jeho průměr je 2,4 m, doba oběhu Země je 97 minut. Letos v květnu letěla vesmírná posádka na jeho servisní opravu. Ukončení mise se předpokládá v r. 1913.
Ve vesmíru je Hubbleovým jménem pojmenována planetka č. 2069 a kráter na Měsíci.
Vedle památníku v domě, ve kterém do své smrti žil, je jeho jménem pojmenována škola ve Wheatonu, do které chodil, planetárium v Brooklynu a silnice nedaleko jeho rodného města Marshfieldu. Jeho rodné město udílí každoročně na jeho počest vyznamenání za iniciativu - Edwin P. Hubble Medal of Initiative. V loňském roce vydaly Spojené státy na jeho počest poštovní známku.
Sám Hubble velice dobře popsal v jedné ze svých přednášek zvídavost a zvědavost lidstva, týkající se objevování vzdálených světů:
„Z našeho domova na této Zemi vzhlížíme do dálek a snažíme se si představovat, jakého druhu je svět, ve kterém jsme se narodili. Dnes jsme došli do kosmu daleko. Naše bezprostřední sousedství známe docela důvěrně. Ale se zvětšující se vzdáleností naš poznání slábne a ochabuje rychle, až ke krajnímu nejasnému horizontu, kde se pídíme mezi strašidelnými chybami pozorování po meznících, které jsou stěží bytelnější. Hledání bude pokračovat. Naléhavost je starší nežli historie. Neuspokojuje to a bude to pokračovat.“ 

Tento článek byl v Pozitivních novinách poprvé publikován 20. 11. 2009.

Pozitivní noviny jsou neziskové internetové médium, které v letech 2004–2012 připravovala ve svém volném čase skupina nadšenců pod vedením Pavla Loužeckého. Všichni autoři a dopisovatelé do Pozitivních novin přispívali bezplatně, ze své vlastní svobodné vůle. Ačkoli od roku 2012 nové články nevychází, Pozitivní noviny i nadále fungují jako skutečná oáza pohody a optimismu na síti pro všechny čtenáře, kteří potřebují pravidelný zdroj k čerpání životní energie, inspirace, nápadů, zábavy, moudrých myšlenek a informací všeho druhu.