Великие дебаты (астрономия)
Великие дебаты , также называемые дебатами Шепли-Кёртиса , состоялись 26 апреля 1920 года в Смитсоновском музее естественной истории между астрономами Харлоу Шепли и Хибером Кертисом . Речь шла о природе так называемых спиральных туманностей и размерах Вселенной . Шепли полагал, что эти туманности были относительно небольшими и находились на окраине галактики Млечный Путь (тогда считавшейся всей Вселенной), в то время как Кертис считал, что на самом деле это независимые галактики, подразумевая, что они были чрезвычайно большими и далекими.
Два учёных сначала представили независимые технические статьи о «Масштабах Вселенной» в течение дня, а затем вечером того же дня приняли участие в совместной дискуссии. Большая часть знаний о «Великих дебатах» выросла из двух статей, опубликованных Шепли и Кертисом в майском номере «Бюллетеня Национального исследовательского совета» за 1921 год . Каждая из опубликованных статей содержала контраргументы позиции другого ученого на встрече 1920 года. [1]
После публичных дебатов ученым удалось проверить отдельные свидетельства обоих астрономов, но в главном вопросе о существовании других галактик Кертис оказался прав.
Аргументы
[ редактировать ]
Шепли выступал в пользу Млечного Пути как всей Вселенной. [2] Он считал, что « спиральные туманности », такие как Андромеда, были просто частью Млечного Пути. Он мог бы подкрепить это утверждение, сославшись на относительные размеры: если бы Андромеда не была частью Млечного Пути, то расстояние до нее должно было быть порядка 10 8 световых лет — промежуток, который большинство современных астрономов не приняло бы. Адриан ван Маанен , уважаемый астроном того времени, также предоставил доказательства, подтверждающие аргумент Шепли. Ван Маанен утверждал, что наблюдал вращение Галактики Вертушка . [2] и что если бы Галактика Вертушка на самом деле была отдельной галактикой и можно было наблюдать ее вращение в течение нескольких лет, ее орбитальная скорость была бы огромной, и произошло бы нарушение универсального предела скорости - скорости света . Шепли также подкрепил свои утверждения наблюдением новой звезды в «туманности» Андромеды, которая на короткое время затмила всю туманность, представляя собой, казалось бы, невозможный выход энергии, если бы Андромеда на самом деле была отдельной галактикой. [ нужна ссылка ]
Кертис, с другой стороны, утверждал, что Андромеда и другие, такие как «туманности», были отдельными галактиками или « островными вселенными » (термин, изобретенный философом 18-го века Иммануилом Кантом , который также считал, что «спиральные туманности» были внегалактическими). ). [3] Он показал, что в Андромеде новых звезд больше, чем в Млечном Пути. Исходя из этого, он мог бы задаться вопросом, почему в одной небольшой части галактики было больше новых, чем в других частях галактики, если Андромеда была не отдельной галактикой, а просто туманностью внутри галактики Земли. Это привело к поддержке Андромеды как отдельной галактики со своим характерным возрастом и частотой появления новых звезд. [ нужна ссылка ] Кертис также отметил большие лучевые скорости спиральных туманностей, которые позволяют предположить, что они не могут быть гравитационно связаны с Млечным Путем во Вселенной, построенной по модели Каптейна . [4] Кроме того, он привел темные полосы, присутствующие в других галактиках, похожие на пылевые облака, обнаруженные в собственной галактике Земли, объясняя зону избегания . [5]
Кертис заявил, что, если бы наблюдения ван Маанена за вращением Галактики «Вертушка» были верными, он сам был бы неправ относительно масштабов Вселенной и что Млечный Путь полностью охватывал бы ее.
После дебатов
[ редактировать ]Позже, в 1920-х годах, Эдвин Хаббл показал, что Андромеда находилась далеко за пределами Млечного Пути, измеряя переменные звезды цефеиды, доказав, что Кертис был прав. [6] Теперь известно, что Млечный Путь — лишь один из примерно 200 миллиардов ( 2 × 10 11 ) [7] до 2 триллионов ( 2 × 10 12 ) или больше галактик в наблюдаемой Вселенной. [8] [9] Кроме того, астрономы в целом признают, что новая, о которой Шепли упоминает в своих аргументах, на самом деле была сверхновой , которая действительно временно затмевает совокупную яркость всей галактики. По другим пунктам результаты были неоднозначными (действительный размер Млечного Пути находится между размерами, предложенными Шепли и Кертисом) или в пользу Шепли ( в модели Кертиса Солнце находилось недалеко от центра галактики, в то время как Шепли был прав) . поместил Солнце во внешние области галактики). [10]
Позже стало очевидно, что наблюдения ван Маанена были неверными: на самом деле невозможно увидеть вращение Галактики Вертушка в течение человеческой жизни . [5]
Другие великие дебаты
[ редактировать ]Формат великих дебатов впоследствии использовался для обсуждения природы фундаментальных вопросов астрономии. В честь первых «Больших дебатов» Смитсоновский институт провел еще четыре мероприятия. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Стенограммы NRC страницы «Великих дебатов»» . apod.nasa.gov . Проверено 29 марта 2024 г.
- ^ Jump up to: а б Уэбб, Стивен (1999). Измерение Вселенной: космологическая лестница расстояний . Springer Science & Business Media. стр. 164–165. ISBN 978-1852331061 .
- ^ Кертис, Хибер Д. (январь 1988 г.). «Новые звезды в спиральных туманностях и теория островной Вселенной» . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 100 : 6. Бибкод : 1988PASP..100....6C . дои : 10.1086/132128 . ISSN 0004-6280 .
- ^ Кэрролл и Остли, 2017 , с. 941.
- ^ Jump up to: а б Кэрролл и Остли, 2017 , с. 942.
- ^ Эванс, Бен (25 апреля 2020 г.). «Великие дебаты – 100 лет спустя» . Астрономия.com . Проверено 10 сентября 2020 г.
- ^ Готт III, младший; и др. (2005). «Карта Вселенной». Астрофизический журнал . 624 (2): 463–484. arXiv : astro-ph/0310571 . Бибкод : 2005ApJ...624..463G . дои : 10.1086/428890 . S2CID 9654355 .
- ^ Кристофер Дж. Конселис; и др. (2016). «Эволюция плотности числа галактик при z <8 и ее последствия» . Астрофизический журнал . 830 (2): 83. arXiv : 1607.03909 . Бибкод : 2016ApJ...830...83C . дои : 10.3847/0004-637X/830/2/83 . S2CID 17424588 .
- ^ Фонтан, Генри (17 октября 2016 г.). «Как минимум два триллиона галактик» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 17 октября 2016 г.
- ^ «Почему «Великие дебаты» были важны» . НАСА / Центр космических полетов Годдарда . Проверено 16 октября 2009 г.
- ^ «Великие дебаты по астрономии» .
Библиография
[ редактировать ]- Кэрролл, BW; Остли, Д.А. (2017). Введение в современную астрофизику (2-е изд.). Издательство Кембриджского университета . ISBN 978-1-108-42216-1 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Шепли, Х.; Кертис, HD (1921). «Масштаб Вселенной» . Бюллетень Национального исследовательского совета . 2 (Часть 3, Выпуск 11): 171–217. Бибкод : 1921BuNRC...2..171S . (Оригинальная публикация дискуссии.)
- «Дебаты Шепли-Кертиса в 1920 году» . (Ресурсы, связанные с дебатами на сайте НАСА )
- Тримбл, В. (1995). «Дискуссия Шепли-Кертиса 1920 года: предыстория, проблемы и последствия» (PDF) . Публикации Тихоокеанского астрономического общества . 107 : 1133. Бибкод : 1995PASP..107.1133T . дои : 10.1086/133671 . S2CID 122365368 .
