Edwin Hubble

Edwin Powell Hubble (20 de noviembre de 1889 – 28 de septiembre de 1953) fue un astrónomo estadounidense que contribuyó significativamente al desarrollo de la astronomía extragaláctica y la cosmología observacional.

Edwin Powell Hubble (20 de noviembre de 1889 - 28 de septiembre de 1953) fue un astrónomo estadounidense. Desempeñó un papel crucial en el establecimiento de los campos de la astronomía extragaláctica y la cosmología observacional.

Hubble demostró que numerosas entidades celestes, previamente categorizadas como "nebulosas" y supuestas nubes interestelares de polvo y gas, eran en realidad galaxias distintas situadas más allá de la Vía Láctea. Su metodología para determinar distancias galácticas y extragalácticas se basó en la sólida correlación directa entre la luminosidad de una variable cefeida clásica y su período de pulsación, una relación identificada por Henrietta Swan Leavitt en 1908.

En 1929, Hubble corroboró el principio de que la velocidad de recesión de una galaxia es directamente proporcional a su distancia a la Tierra. Este fenómeno, posteriormente denominado ley de Hubble, había sido propuesto inicialmente por Georges Lemaître dos años antes. Las implicaciones de la ley de Hubble sugieren un universo en expansión. Además, una década antes, el astrónomo estadounidense Vesto Slipher había presentado datos empíricos iniciales que indicaban un desplazamiento al rojo significativo en la luz emitida por muchas de estas nebulosas, lo que significaba velocidades de recesión sustanciales.

El legado de Hubble está predominantemente asociado con el Telescopio Espacial Hubble, nombrado en su honor, cuyo modelo se exhibe de manera visible en su lugar de nacimiento, Marshfield, Missouri.

Vida temprana y educación

Nacido en Marshfield, Missouri, en 1889, Edwin Hubble era hijo de Virginia Lee Hubble (de soltera James) (1864-1934) y John Powell Hubble, un ejecutivo de seguros. La familia se mudó a Wheaton, Illinois, en 1900. Durante su juventud, Hubble era más conocido por sus capacidades atléticas que por su aptitud académica, a pesar de obtener calificaciones encomiables en todas las materias excepto en ortografía. Un atleta de gran talento, participó en béisbol, fútbol y atletismo durante sus años de escuela secundaria y universitaria. En 1906, consiguió siete primeros puestos y un tercer puesto en un único evento de atletismo de la escuela secundaria. En la cancha de baloncesto demostró versatilidad, jugando en varias posiciones desde central hasta escolta. En 1907, Hubble fue capitán del equipo de baloncesto de la Universidad de Chicago en su campeonato inaugural de la Conferencia Big Ten.

Estudios de pregrado

En la Universidad de Chicago, las actividades académicas de Hubble se centraron en las matemáticas, la astronomía y la filosofía, culminando con una licenciatura en Ciencias en 1910. Durante un año, trabajó como estudiante asistente de laboratorio con el físico Robert Millikan, quien más tarde se convertiría en premio Nobel. Hubble también fue iniciado en la fraternidad Kappa Sigma. Como becario Rhodes, posteriormente dedicó tres años a estudiar jurisprudencia en el Queen's College de Oxford, cumpliendo un compromiso asumido con su padre enfermo, en lugar de dedicarse a la ciencia. Más tarde incorporó estudios de literatura y español, y finalmente obtuvo una maestría.

En 1909, el padre de Hubble trasladó a la familia de Chicago, Illinois, a Shelbyville, Kentucky, buscando un ambiente de ciudad más pequeña, antes de finalmente establecerse en la cercana Louisville. Su padre falleció en el invierno de 1913, durante el mandato de Edwin en Inglaterra. El verano siguiente, Edwin regresó a los Estados Unidos para cuidar de su madre, sus dos hermanas y su hermano menor, además de su hermano William. Posteriormente, la familia se mudó a Everett Avenue en el vecindario Highlands de Louisville, para alojar a Edwin y William.

A pesar de un profundo interés de toda su vida por la astronomía, Hubble, como hijo devoto, cumplió con el deseo de su padre de que cursara estudios jurídicos, inicialmente en la Universidad de Chicago y posteriormente en la Universidad de Oxford. Durante este período, también realizó cursos de matemáticas y ciencias. Tras la muerte de su padre en 1913, Edwin regresó al Medio Oeste desde Oxford, pero carecía de ganas de ejercer la abogacía. En consecuencia, aceptó un puesto de profesor en New Albany High School en New Albany, Indiana, enseñando español, física y matemáticas, y también entrenando al equipo de baloncesto masculino. Después de un año de instrucción en educación secundaria, se matriculó en la escuela de posgrado, facilitada por un ex profesor de la Universidad de Chicago, para estudiar astronomía en el Observatorio Yerkes de la universidad. Obtuvo su doctorado. en 1921, con una disertación titulada "Investigaciones fotográficas de nebulosas débiles". En Yerkes, utilizó el telescopio refractor de 40 pulgadas, construido por George Ellery Hale en 1897, y un innovador telescopio reflector de 26 pulgadas (61 cm).

Estudios de doctorado

Después de que Estados Unidos declarara la guerra a Alemania en 1917, Hubble aceleró la finalización de su doctorado. disertación para facilitar su alistamiento militar. Hubble se alistó en el ejército de los Estados Unidos y fue enviado a la recién formada 86.ª División, donde ocupó un puesto dentro del 2.º Batallón del 343.º Regimiento de Infantería. Alcanzó el rango de mayor y se consideró elegible para el despliegue en el extranjero el 9 de julio de 1918; la 86.ª División fue desplegada en el extranjero; sin embargo, no entró en combate, ya que su personal fue posteriormente reasignado como reemplazo a otras unidades. Tras la conclusión de la Primera Guerra Mundial, Hubble realizó un año de estudios de posgrado en la Universidad de Cambridge, reanudando su investigación astronómica.

Carrera

En 1919, George Ellery Hale, fundador y director del Observatorio Mount Wilson del Instituto Carnegie para la Ciencia cerca de Pasadena, California, extendió un nombramiento como personal al Hubble. Hubble mantuvo su afiliación con el Monte Wilson hasta su desaparición en 1953. Antes de su fallecimiento, Hubble fue el primer astrónomo en utilizar el recientemente encargado Telescopio Reflector Hale de 200 pulgadas (5,1 m) en el Observatorio Palomar cerca de San Diego, California. Maryland, durante la Segunda Guerra Mundial. En esta capacidad, supervisó una extensa investigación en balística exterior, contribuyendo a mejorar la potencia de fuego efectiva de bombas y proyectiles. Sus contribuciones se vieron aumentadas por sus innovaciones personales en instrumentación balística exterior; En particular, desarrolló la cámara de reloj de alta velocidad, un avance que permitió un estudio exhaustivo de las características en vuelo de bombas y proyectiles de baja velocidad. Los resultados de sus investigaciones fueron fundamentales para perfeccionar el diseño, el rendimiento y la eficacia militar de bombas y cohetes. Por estas aportaciones recibió la Legión al Mérito.

Descubrimientos

El Universo se extiende más allá de la Vía Láctea

La llegada de Edwin Hubble al Observatorio Mount Wilson, California, en 1919 coincidió aproximadamente con la finalización del Telescopio Hooker de 100 pulgadas (2,5 m), entonces el más grande del mundo. Durante este período, la comprensión cosmológica predominante postulaba que el universo estaba compuesto únicamente por la Vía Láctea.

Utilizando el telescopio Hooker en el Monte Wilson, Hubble identificó variables cefeidas, una clase de velas estándar descubiertas previamente por Henrietta Swan Leavitt. Comparando su luminosidad aparente con su luminosidad intrínseca, los astrónomos pueden determinar su distancia a la Tierra. Hubble detectó cefeidas dentro de varias nebulosas, en particular la Nebulosa de Andrómeda y la Nebulosa del Triángulo. Sus observaciones de 1924 demostraron de manera concluyente que estas nebulosas eran demasiado remotas para residir dentro de la Vía Láctea, estableciéndolas como galaxias independientes más allá de la nuestra; en consecuencia, ya no se clasifican como nebulosas.

Este concepto se planteó inicialmente como hipótesis en 1755 con la publicación de la Historia general de la naturaleza y teoría de los cielos de Immanuel Kant. La hipótesis de Hubble encontró una resistencia significativa por parte del establishment astronómico contemporáneo, particularmente de Harlow Shapley, afiliado a la Universidad de Harvard. A pesar de esta oposición, Hubble, que entonces tenía treinta y cinco años, difundió por primera vez sus hallazgos en The New York Times el 23 de noviembre de 1924, presentándolos posteriormente a la comunidad astronómica en general en la reunión de la Sociedad Astronómica Estadounidense el 1 de enero de 1925. La publicación formal de los resultados de Hubble sobre la galaxia de Andrómeda en una revista científica revisada por pares no se produjo hasta 1929.

Los hallazgos del Hubble alteraron profundamente la comprensión científica predominante del universo. Sus defensores afirman que la identificación de nebulosas extragalácticas por parte del Hubble estableció un marco fundamental para la investigación astronómica posterior. A pesar del escepticismo inicial de algunos colegas destacados, Hubble procedió a la publicación de sus hallazgos. Esta investigación publicada le valió el Premio de la Asociación Estadounidense y un premio monetario de quinientos dólares de parte de Burton E. Livingston, en representación del Comité de Premios.

Hubble también desarrolló el sistema predominante para la clasificación galáctica, categorizándolas según sus características morfológicas observadas en imágenes fotográficas. Estas distintas categorías galácticas se organizaron en lo que ahora se reconoce como la secuencia de Hubble.

La relación desplazamiento al rojo-distancia

El Hubble calculó posteriormente las distancias a 24 nebulosas extragalácticas, empleando diversas metodologías. En 1929, investigó la correlación entre estas distancias y sus velocidades radiales, que se derivaban de los corrimientos al rojo observados. Si bien ahora se reconoce que sus estimaciones de distancia están subestimadas en un factor de hasta aproximadamente siete, principalmente debido a problemas como identificar erróneamente nubes de gas brillantes como estrellas o no distinguir entre diferentes tipos de variables cefeidas, sus mediciones mantuvieron una relación proporcional con las distancias reales. Al integrar sus datos de distancia con mediciones de desplazamiento al rojo galáctico obtenidas por Vesto Slipher y su asistente Milton L. Humason, Hubble identificó una relación aproximadamente lineal entre las distancias galácticas y sus velocidades radiales (ajustadas al movimiento solar), un hallazgo que posteriormente se denominó Ley de Hubble.

Esta observación implicaba que la velocidad de separación relativa entre dos galaxias cualesquiera aumentaba proporcionalmente con su distancia. Interpretado de esta manera, el análisis de Hubble de 46 galaxias arrojó un valor de la constante de Hubble de 500 km/s/Mpc. Esta cifra excede significativamente los valores aceptados contemporáneos, como 74 km/s/Mpc (derivados del método de la escalera de distancias cósmicas) o 68 km/s/Mpc (obtenidos mediante el método CMB), una discrepancia atribuida a imprecisiones en sus calibraciones de distancia iniciales.

A pesar de estos hallazgos, la causa subyacente del corrimiento al rojo siguió siendo ambigua. Georges Lemaître, basándose en las ecuaciones de la relatividad general de Einstein, predijo teóricamente la relación corrimiento al rojo-distancia y posteriormente publicó evidencia observacional que la respalda, dos años antes de la Ley de Hubble. Aunque Lemaître empleó términos como "velocidades" en su publicación y "velocidades radiales aparentes" en su introducción, más tarde expresó reservas con respecto a su interpretación como velocidades reales. En 1931, comunicó su perspectiva sobre las implicaciones teóricas de la correlación corrimiento al rojo-distancia en una carta al cosmólogo holandés Willem de Sitter:

"El Sr. Humason y yo somos profundamente sensibles a su amable apreciación de los artículos sobre velocidades y distancias de las nebulosas. Usamos el término velocidades 'aparentes' para enfatizar las características empíricas de la correlación. Creemos que la interpretación debe dejarse a usted y a los pocos otros que son competentes para discutir el asunto con autoridad."

Actualmente, estas "velocidades aparentes" se entienden generalmente como un aumento en la distancia propia resultante de la expansión del universo. La luz que se propaga a través de una métrica en expansión sufre un corrimiento al rojo de tipo Hubble, un proceso distinto del efecto Doppler. Sin embargo, para las galaxias próximas, estos dos mecanismos pueden considerarse descripciones equivalentes, vinculadas por una transformación de coordenadas.

Durante la década de 1930, Hubble dedicó esfuerzos a determinar la distribución de las galaxias y la curvatura espacial del universo. Los datos recopilados sugirieron inicialmente un universo plano y homogéneo, pero una desviación de la planitud se hizo evidente ante importantes corrimientos al rojo. Allan Sandage señaló:

"Hubble creía que sus datos de conteo daban un resultado más razonable con respecto a la curvatura espacial si la corrección del corrimiento al rojo se hacía suponiendo que no hubiera recesión. Hasta el final de sus escritos, mantuvo esta posición, favoreciendo (o al menos manteniendo abierto) el modelo donde no existe una verdadera expansión y, por lo tanto, el corrimiento al rojo 'representa un principio de la naturaleza hasta ahora no reconocido'".

Los fallos metodológicos en la técnica de estudio del Hubble contribuyeron a la desviación observada de la planitud en altos desplazamientos al rojo. Específicamente, su enfoque no tuvo en cuenta las variaciones en la luminosidad galáctica causadas por la evolución de las galaxias. Anteriormente, en 1917, la naciente teoría de la relatividad general de Albert Einstein había sugerido que el universo debía expandirse o contraerse. Reacio a aceptar esta implicación de sus propias ecuaciones, Einstein incorporó una constante cosmológica (un "factor de manipulación") para sortear este "problema" percibido. Al enterarse de las observaciones del corrimiento al rojo de Hubble, Einstein reconoció rápidamente la veracidad de la expansión predicha por la relatividad general, y luego comentó que alterar sus ecuaciones constituía "el mayor error de [su] vida". Durante su 1931 "

Edwin Hubble también identificó el asteroide 1373 Cincinnati el 30 de agosto de 1935. En 1936, fue autor de dos obras importantes, El enfoque observacional de la cosmología y El reino de las nebulosas, que dilucidaron sus metodologías en astronomía extragaláctica y presentaron su perspectiva histórica sobre el campo.

Durante diciembre de 1941, Hubble informó al Asociación Estadounidense para el Avance de la Ciencia que un estudio de observación de seis años realizado con el telescopio Mount Wilson arrojó datos inconsistentes con la teoría del universo en expansión. Un informe de Los Angeles Times sobre las declaraciones de Hubble lo citó afirmando: "Las nebulosas no podrían distribuirse uniformemente, como muestra el telescopio, y aún así encajan en la idea de la explosión. Las explicaciones que intentan eludir lo que ve el gran telescopio, dijo, no logran sostenerse. La explosión, por ejemplo, tendría que haber comenzado mucho después de la creación de la Tierra, y posiblemente incluso después de que apareciera la primera vida aquí." Esta perspectiva fue influenciada por el cálculo de la constante de Hubble, que habría situado el Big Bang aproximadamente dos mil millones de años en el pasado.

Vida personal

El 26 de febrero de 1924, Hubble se casó con Grace Lillian (Burke) Leib (1889–1980), hija de John Patrick y Luella (Kepford) Burke.

Aunque Hubble se crió dentro de la tradición cristiana protestante, ciertas declaraciones posteriores indican cierto grado de incertidumbre religiosa.

Salud y fallecimiento

En julio de 1949, mientras estaba de vacaciones en Colorado, Hubble sufrió un infarto de miocardio. Su esposa le brindó cuidados y posteriormente siguió una dieta y un régimen de trabajo ajustados. El 28 de septiembre de 1953 sucumbió a una trombosis cerebral, un coágulo de sangre en el cerebro, en San Marino, California. No se llevó a cabo ningún funeral y su esposa decidió no revelar su lugar de descanso final.

La mayoría de los materiales de archivo de Hubble, incluida su correspondencia, fotografías, cuadernos, cuadernos de observación y otros documentos, se conservan en la Biblioteca Huntington en San Marino, California. Estos materiales fueron legados por su esposa, Grace Burke Hubble, tras su muerte en 1980.

Controversias

Acusaciones sobre la prioridad de Lemaître

En 2011, la revista científica Nature publicó acusaciones que sugerían la posible participación del Hubble en la omisión de secciones cruciales de la traducción al inglés de 1931 del artículo de 1927 de Lemaître. Este artículo original articuló lo que posteriormente se conoció como la ley de Hubble y proporcionó evidencia empírica. Los historiadores citados en el artículo expresaron escepticismo sobre si estas redacciones constituían un esfuerzo deliberado para asegurar la prioridad del Hubble. Sin embargo, el astrónomo observacional Sidney van den Bergh publicó más tarde una investigación que postulaba que, incluso si las hubiera realizado un traductor, las omisiones podrían haber sido intencionadas.

En noviembre de 2011, el astrónomo Mario Livio anunció en Nature el descubrimiento de una carta dentro del archivo de Lemaître, que indicaba que el propio Lemaître había realizado la redacción. Se dice que Lemaître no percibió ninguna utilidad en volver a publicar los hallazgos científicos que Hubble ya había presentado en 1929. A pesar de esto, sigue siendo un hecho histórico que la formulación de la ley por parte de Lemaître se publicó en francés dos años antes de la publicación de Hubble.

Defensa del Premio Nobel

Durante la vida de Hubble, el Premio Nobel de Física no abarcó la investigación astronómica. Hubble dedicó una parte importante de su carrera posterior a defender la reclasificación de la astronomía como una subdisciplina de la física, en lugar de un campo científico distinto. Su principal motivación era permitir que los astrónomos, incluido él mismo, recibieran el reconocimiento del Comité Nobel por sus avances en astrofísica. Este esfuerzo no tuvo éxito durante su vida; sin embargo, poco después de su fallecimiento, el Comité del Premio Nobel determinó que las contribuciones astronómicas calificarían para el premio de física. Sin embargo, los premios Nobel no se otorgan póstumamente.

Honores

Premios

• Premio Newcomb Cleveland (1924);
• Medalla Bruce (1938);
• Medalla Franklin (1939);
• Medalla de Oro de la Real Sociedad Astronómica (1940);
• Legión al Mérito por sus contribuciones excepcionales a la investigación balística (1946).

Distinciones

• Miembro electo de la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos (1927);
• Miembro electo de la Sociedad Filosófica Americana (1929).

Tocayos

• Asteroide 2069 Hubble;
• El cráter lunar Hubble;
• El Telescopio Espacial Hubble en órbita;
• El Planetario Edwin P. Hubble, situado dentro de la Escuela Secundaria Edward R. Murrow en Brooklyn, Nueva York;
• La autopista Edwin Hubble, que designa el segmento de la Interestatal 44 que atraviesa su lugar de nacimiento, Marshfield, Missouri;
• Hubble Middle School, institución educativa pública en Wheaton, Illinois, donde residió desde los once años en adelante.

Sello postal

El 6 de marzo de 2008, el Servicio Postal de los Estados Unidos emitió un sello de 41 centavos en conmemoración del Hubble como parte de una hoja de "Científicos estadounidenses", diseñada por el artista Victor Stabin. La cita adjunta dice:

El astrónomo Edwin Hubble (1889-1953), frecuentemente reconocido como un "pionero de las estrellas distantes", jugó un papel decisivo en elucidar la inmensa e intrincada naturaleza del universo. Sus rigurosas investigaciones sobre nebulosas espirales demostraron de manera concluyente la existencia de galaxias más allá de la Vía Láctea. Se especula que si no hubiera fallecido inesperadamente en 1953, Hubble habría recibido el Premio Nobel de Física de ese año.

(La afirmación sobre su potencial premio Nobel en 1953 es probablemente inexacta, a pesar de su nominación para el premio durante ese año.)

Otros científicos distinguidos que aparecen en la hoja de sellos "American Scientists" incluyen al bioquímico Gerty Cori, el químico Linus Pauling y el físico John Bardeen.

Reconocimientos notables adicionales

• En 1934, pronunció la Conferencia Halley en la Universidad de Oxford.
• Incluido en el Salón de los famosos de Missouri en 2003.
• Incluido en la serie de sellos estadounidenses "American Scientists" de 2008, valorados en 0,41 dólares.
• Incluido en el Salón de la Fama del Baloncesto de Indiana en 2017.

Representaciones culturales

La producción teatral El cumpleaños de la creación, escrita por el físico de Cornell Hasan Padamsee, narra la narrativa biográfica de Hubble.

Referencias

Referencias

Bartusiak, Marcia. El día que encontramos el universo. Nueva York: Panteón, 2009.

• Bartusiak, Marcia. El día que encontramos el universo. Nueva York: Panteón, 2009.
• Christianson, Gale. Edwin Hubble: Marinero de las Nebulosas. Farrar Straus &Amp Giroux (Nueva York, agosto de 1995).
• Hubble, E. P. El enfoque observacional de la cosmología. Oxford, 1937.
• Hubble, Edwin Powell (1982) [1936]. El Reino de las Nebulosas. Conferencias en memoria de la Sra. Hepsa Ely Silliman, 25. New Haven, Connecticut: Yale University Press. ISBN 9780300025002. OCLC 611263346.Hubble, Edwin (1929). "Una relación entre la distancia y la velocidad radial entre nebulosas extragalácticas". PNAS. 15 (3): 168–173. Código bibliográfico: 1929PNAS...15..168H. doi:10.1073/pnas.15.3.168. PMC 522427. PMID 16577160.
• Osterbrock, Donald E., Joel A. Gwinn y Ronald S. Brashear (julio de 1993). "Edwin Hubble y el universo en expansión". Científico americano. 269 (1): 84–89. Bibcode:1993SciAm.269a..84O. doi:10.1038/scientificamerican0793-84.
  • Perfil de tiempo
  • Biografía de Edwin Hubble: escrita por Allan Sandage
  • Biografía del Hubble de la Sociedad Estadounidense de Física Archivada el 5 de julio de 2008 en Wayback Machine
  • Edwin Hubble – El problema del universo en expansión, 1942