Edwin Hubble

Edwin Powell Hubble (20 de novembro de 1889 - 28 de setembro de 1953) foi um astrônomo americano que contribuiu significativamente para o desenvolvimento da astronomia extragaláctica e da cosmologia observacional.

Edwin Powell Hubble (20 de novembro de 1889 – 28 de setembro de 1953) foi um astrônomo americano. Ele desempenhou um papel crucial no estabelecimento dos campos da astronomia extragaláctica e da cosmologia observacional.

Hubble demonstrou que numerosas entidades celestes, anteriormente categorizadas como "nebulosas" e presumidas como nuvens interestelares de poeira e gás, eram na verdade galáxias distintas situadas além da Via Láctea. Sua metodologia para determinar distâncias galácticas e extragalácticas baseou-se na correlação direta robusta entre a luminosidade de uma variável Cefeida clássica e seu período de pulsação, uma relação identificada por Henrietta Swan Leavitt em 1908.

Em 1929, Hubble fundamentou o princípio de que a velocidade recessiva de uma galáxia é diretamente proporcional à sua distância da Terra. Este fenômeno, posteriormente denominado lei de Hubble, foi inicialmente proposto por Georges Lemaître dois anos antes. As implicações da lei de Hubble sugerem um universo em expansão. Além disso, uma década antes, o astrônomo americano Vesto Slipher apresentou dados empíricos iniciais indicando um desvio para o vermelho significativo na luz emitida por muitas dessas nebulosas, significando assim velocidades de recessão substanciais.

O legado de Hubble está predominantemente associado ao Telescópio Espacial Hubble, nomeado em sua homenagem, cujo modelo é visivelmente exibido em sua cidade natal, Marshfield, Missouri.

Primeira vida e educação

Nascido em Marshfield, Missouri, em 1889, Edwin Hubble era filho de Virginia Lee Hubble (nascida James) (1864–1934) e de John Powell Hubble, um executivo de seguros. A família mudou-se para Wheaton, Illinois, em 1900. Durante sua juventude, Hubble era mais conhecido por suas capacidades atléticas do que por sua aptidão acadêmica, apesar de obter notas louváveis ​​em todas as disciplinas, exceto ortografia. Atleta altamente talentoso, ele participou de beisebol, futebol americano e atletismo durante todo o ensino médio e universitário. Em 1906, ele garantiu sete primeiros lugares e um terceiro lugar em um único evento de atletismo do ensino médio. Na quadra de basquete, demonstrou versatilidade, atuando em diversas posições, do centro ao armador. Em 1907, Hubble foi o capitão do time de basquete da Universidade de Chicago em seu campeonato inaugural da Big Ten Conference.

Estudos de graduação

Na Universidade de Chicago, as atividades acadêmicas de Hubble se concentraram em matemática, astronomia e filosofia, culminando com um diploma de bacharel em ciências em 1910. Durante um ano, ele serviu como estudante assistente de laboratório do físico Robert Millikan, que mais tarde se tornaria ganhador do Nobel. Hubble também foi iniciado na fraternidade Kappa Sigma. Como bolsista da Rhodes, ele posteriormente dedicou três anos ao estudo de jurisprudência no The Queen's College, em Oxford, cumprindo um compromisso assumido com seu pai doente, em vez de seguir a ciência. Mais tarde, ele incorporou estudos de literatura e espanhol, obtendo finalmente um mestrado. Em 1909, o pai de Hubble mudou a família de Chicago, Illinois, para Shelbyville, Kentucky, em busca de um ambiente de cidade menor, antes de finalmente se estabelecer na vizinha Louisville. Seu pai faleceu no inverno de 1913, durante o mandato de Edwin na Inglaterra. No verão seguinte, Edwin voltou aos Estados Unidos para cuidar de sua mãe, duas irmãs e irmão mais novo, além de seu irmão William. A família posteriormente mudou-se para a Everett Avenue, no bairro de Highlands, em Louisville, para acomodar Edwin e William.

Apesar de um profundo interesse pela astronomia, Hubble, como filho dedicado, atendeu ao desejo de seu pai de que ele seguisse estudos jurídicos, inicialmente na Universidade de Chicago e posteriormente na Universidade de Oxford. Durante este período, ele também realizou cursos de matemática e ciências. Após a morte de seu pai em 1913, Edwin retornou de Oxford para o meio-oeste, mas não tinha inclinação para exercer a advocacia. Conseqüentemente, ele aceitou um cargo de professor na New Albany High School em New Albany, Indiana, ensinando espanhol, física e matemática, e também treinando o time de basquete masculino. Após um ano de ensino secundário, ele se matriculou na pós-graduação, facilitado por um ex-professor da Universidade de Chicago, para estudar astronomia no Observatório Yerkes da universidade. Ele obteve seu doutorado. em 1921, com uma dissertação intitulada "Investigações fotográficas de nebulosas fracas". Em Yerkes, ele utilizou o telescópio refrator de 40 polegadas, construído por George Ellery Hale em 1897, e um inovador telescópio refletor de 26 polegadas (61 cm).

Estudos de doutorado

Depois que os Estados Unidos declararam guerra à Alemanha em 1917, Hubble acelerou a conclusão de seu doutorado. dissertação para facilitar seu alistamento militar. Hubble se alistou no Exército dos Estados Unidos e foi destacado para a recém-formada 86ª Divisão, onde ocupou um cargo no 2º Batalhão do 343º Regimento de Infantaria. Ele alcançou o posto de major e foi considerado elegível para implantação no exterior em 9 de julho de 1918; a 86ª Divisão foi implantada no exterior; no entanto, não entrou em combate, pois o seu pessoal foi posteriormente transferido para outras unidades. Após o fim da Primeira Guerra Mundial, Hubble realizou um ano de estudos de pós-graduação na Universidade de Cambridge, retomando suas pesquisas astronômicas.

Carreira

Em 1919, George Ellery Hale, fundador e diretor do Observatório Mount Wilson do Carnegie Institution for Science, perto de Pasadena, Califórnia, estendeu uma nomeação de pessoal ao Hubble. Hubble manteve sua afiliação com o Monte Wilson até seu falecimento em 1953. Antes de seu falecimento, Hubble foi o primeiro astrônomo a utilizar o recentemente comissionado Telescópio Refletor Hale de 200 polegadas (5,1 m) no Observatório Palomar, perto de San Diego, Califórnia. Terreno em Maryland, durante a Segunda Guerra Mundial. Nessa função, ele supervisionou extensas pesquisas em balística exterior, contribuindo para aumentar o poder de fogo efetivo de bombas e projéteis. Suas contribuições foram aumentadas por suas inovações pessoais em instrumentação balística externa; notavelmente, ele desenvolveu a câmera-relógio de alta velocidade, um avanço que permitiu um estudo abrangente das características de voo de bombas e projéteis de baixa velocidade. Os resultados de suas investigações foram fundamentais para refinar o design, o desempenho e a eficácia militar de bombas e foguetes. Por essas contribuições, ele foi condecorado com a Legião do Mérito.

Descobertas

O Universo se estende além da Via Láctea

A chegada de Edwin Hubble ao Observatório Mount Wilson, na Califórnia, em 1919, coincidiu aproximadamente com a conclusão do Telescópio Hooker de 100 polegadas (2,5 m), então o maior do mundo. Durante este período, a compreensão cosmológica predominante postulava que o universo era composto apenas pela galáxia Via Láctea.

Utilizando o Telescópio Hooker no Monte Wilson, o Hubble identificou variáveis Cefeidas, uma classe de velas padrão previamente descobertas por Henrietta Swan Leavitt. Ao comparar a sua luminosidade aparente com a sua luminosidade intrínseca, os astrónomos podem determinar a sua distância da Terra. O Hubble detectou Cefeidas dentro de várias nebulosas, notadamente a Nebulosa de Andrômeda e a Nebulosa do Triângulo. As suas observações de 1924 demonstraram conclusivamente que estas nebulosas eram demasiado remotas para residirem na Via Láctea, estabelecendo-as como galáxias independentes além da nossa; conseqüentemente, elas não são mais classificadas como nebulosas.

Este conceito foi inicialmente formulado como hipótese em 1755 com a publicação da História Geral da Natureza e Teoria dos Céus de Immanuel Kant. A hipótese de Hubble encontrou resistência significativa por parte do establishment astronômico contemporâneo, particularmente de Harlow Shapley, que era afiliado à Universidade de Harvard. Apesar dessa oposição, Hubble, então com trinta e cinco anos, divulgou suas descobertas pela primeira vez no The New York Times em 23 de novembro de 1924, posteriormente apresentando-as à comunidade astronômica mais ampla na reunião da Sociedade Astronômica Americana em 1º de janeiro de 1925. A publicação formal dos resultados de Hubble sobre a galáxia de Andrômeda em uma revista científica revisada por pares não ocorreu até 1929.

As descobertas de Hubble alteraram profundamente a compreensão científica predominante do universo. Os proponentes afirmam que a identificação de nebulosas extragalácticas pelo Hubble estabeleceu uma estrutura fundamental para pesquisas astronômicas subsequentes. Apesar do ceticismo inicial de alguns colegas proeminentes, Hubble prosseguiu com a publicação das suas descobertas. Esta pesquisa publicada rendeu-lhe o Prêmio da Associação Americana e um prêmio monetário de quinhentos dólares de Burton E. Livingston, representando o Comitê de Prêmios.

O Hubble também desenvolveu o sistema predominante de classificação galáctica, categorizando-os com base em suas características morfológicas observadas em imagens fotográficas. Estas categorias galácticas distintas foram organizadas no que hoje é reconhecido como a sequência de Hubble.

A relação Redshift-Distância

O Hubble posteriormente calculou as distâncias de 24 nebulosas extragalácticas, empregando diversas metodologias. Em 1929, ele investigou a correlação entre essas distâncias e suas velocidades radiais, derivadas dos desvios para o vermelho observados. Embora as suas estimativas de distância sejam agora reconhecidas como subestimadas por um factor de até aproximadamente sete, principalmente devido a questões como a identificação incorrecta de nuvens de gás brilhantes como estrelas ou a falta de distinção entre diferentes tipos de variáveis ​​Cefeidas, as suas medições mantiveram uma relação proporcional às distâncias reais. Ao integrar seus dados de distância com medições de desvio para o vermelho galáctico obtidas por Vesto Slipher e seu assistente Milton L. Humason, Hubble identificou uma relação aproximadamente linear entre as distâncias galácticas e suas velocidades radiais (ajustadas para o movimento solar), uma descoberta posteriormente denominada Lei de Hubble.

Essa observação implicava que a velocidade de separação relativa entre quaisquer duas galáxias aumentava proporcionalmente com sua distância. Interpretada desta maneira, a análise de Hubble de 46 galáxias produziu um valor constante de Hubble de 500 km/s/Mpc. Este número excede significativamente os valores aceitos atualmente, como 74 km/s/Mpc (derivado do método da escada de distância cósmica) ou 68 km/s/Mpc (obtido através do método CMB), uma discrepância atribuída a imprecisões em suas calibrações de distância iniciais.

Apesar dessas descobertas, a causa subjacente do desvio para o vermelho permaneceu ambígua. Georges Lemaître, baseando-se nas equações da relatividade geral de Einstein, previu teoricamente a relação redshift-distância e posteriormente publicou evidências observacionais que a apoiam, antecedendo a Lei de Hubble em dois anos. Embora Lemaître tenha empregado termos como "velocidades" em sua publicação e "velocidades radiais aparentes" em sua introdução, mais tarde ele expressou reservas quanto à sua interpretação como velocidades reais. Em 1931, ele comunicou sua perspectiva sobre as implicações teóricas da correlação redshift-distância em uma carta ao cosmólogo holandês Willem de Sitter:

"O Sr. Humason e eu estamos profundamente conscientes de sua graciosa apreciação dos artigos sobre velocidades e distâncias de nebulosas. Usamos o termo velocidades 'aparentes' para enfatizar as características empíricas da correlação. A interpretação, acreditamos, deve ser deixada para você e para os poucos outros que são competentes para discutir o assunto com autoridade."

Atualmente, essas "velocidades aparentes" são geralmente entendidas como um aumento na distância adequada resultante da expansão do universo. A propagação da luz através de uma métrica em expansão sofre um redshift do tipo Hubble, um processo distinto do efeito Doppler. No entanto, para galáxias próximas, estes dois mecanismos podem ser considerados descrições equivalentes, ligados por uma transformação de coordenadas.

Durante a década de 1930, Hubble dedicou esforços para determinar a distribuição das galáxias e a curvatura espacial do universo. Os seus dados recolhidos sugeriram inicialmente um universo plano e homogéneo, mas um afastamento da planicidade tornou-se aparente em desvios para o vermelho significativos. Allan Sandage observou:

"Hubble acreditava que seus dados de contagem dariam um resultado mais razoável em relação à curvatura espacial se a correção do desvio para o vermelho fosse feita assumindo que não havia recessão. Até o final de seus escritos, ele manteve esta posição, favorecendo (ou pelo menos mantendo aberto) o modelo onde não existe expansão verdadeira e, portanto, que o desvio para o vermelho 'representa um princípio da natureza até então não reconhecido.'"

Falhas metodológicas na técnica de levantamento do Hubble contribuíram para o desvio observado da planicidade em altos redshifts. Especificamente, a sua abordagem não conseguiu explicar as variações na luminosidade galáctica causadas pela evolução das galáxias. Anteriormente, em 1917, a nascente teoria da relatividade geral de Albert Einstein havia sugerido que o universo deveria expandir-se ou contrair-se. Relutante em aceitar esta implicação das suas próprias equações, Einstein incorporou uma constante cosmológica – um “fator de correção” – para contornar este “problema” percebido. Ao tomar conhecimento das observações do desvio para o vermelho de Hubble, Einstein prontamente reconheceu a veracidade da expansão prevista pela relatividade geral, comentando mais tarde que alterar as suas equações constituiu "o maior erro da [sua] vida". Durante seu 1931 "

Edwin Hubble também identificou o asteróide 1373 Cincinnati em 30 de agosto de 1935. Em 1936, ele escreveu duas obras significativas, A Abordagem Observacional da Cosmologia e O Reino das Nebulosas, que elucidaram suas metodologias em astronomia extragaláctica e apresentaram sua perspectiva histórica sobre o campo.

Durante dezembro de 1941, Hubble informou ao americano. Association for the Advancement of Science que um estudo observacional de seis anos conduzido com o telescópio Mount Wilson produziu dados inconsistentes com a teoria do universo em expansão. Uma reportagem do Los Angeles Times sobre as declarações de Hubble citou-o afirmando: "As nebulosas não poderiam ser distribuídas uniformemente, como o telescópio mostra que são, e ainda assim se enquadram na ideia da explosão. Explicações que tentam contornar o que o grande telescópio vê, disse ele, não conseguem se sustentar. A explosão, por exemplo, teria de começar muito depois de a Terra ter sido criada, e possivelmente mesmo depois de a primeira vida ter aparecido aqui." Esta perspectiva foi influenciada pelo cálculo da constante de Hubble, que teria colocado o Big Bang aproximadamente dois mil milhões de anos no passado.

Vida Pessoal

Em 26 de fevereiro de 1924, Hubble casou-se com Grace Lillian (Burke) Leib (1889–1980), que era filha de John Patrick e Luella (Kepford) Burke.

Embora Hubble tenha sido criado dentro da tradição cristã protestante, certas declarações posteriores indicam um grau de incerteza religiosa.

Saúde e morte

Em julho de 1949, enquanto estava de férias no Colorado, Hubble sofreu um infarto do miocárdio. Sua esposa prestou cuidados e ele posteriormente aderiu a uma dieta e regime de trabalho ajustados. Em 28 de setembro de 1953, ele sucumbiu à trombose cerebral, um coágulo sanguíneo no cérebro, em San Marino, Califórnia. Nenhum funeral foi realizado e sua esposa optou por não divulgar seu local de descanso final.

A maioria dos materiais de arquivo de Hubble, incluindo sua correspondência, fotografias, cadernos, diários de observação e outros documentos, estão preservados na Biblioteca Huntington em San Marino, Califórnia. Esses materiais foram legados por sua esposa, Grace Burke Hubble, após sua morte em 1980.

Controvérsias

Alegações relativas à prioridade de Lemaître

Em 2011, a revista científica Nature publicou alegações que sugeriam o potencial envolvimento do Hubble na omissão de secções cruciais da tradução inglesa de 1931 do artigo de 1927 de Lemaître. Este artigo original articulou o que posteriormente ficou conhecido como lei de Hubble e forneceu evidências empíricas. Os historiadores citados no artigo expressaram cepticismo sobre se estas redações constituíam um esforço deliberado para garantir a prioridade do Hubble. No entanto, o astrônomo observacional Sidney van den Bergh publicou mais tarde uma pesquisa postulando que, mesmo se executada por um tradutor, as omissões ainda poderiam ter sido intencionais.

Em novembro de 2011, o astrônomo Mario Livio anunciou na Nature a descoberta de uma carta no arquivo de Lemaître, que indicava que o próprio Lemaître havia realizado a redação. Lemaître supostamente não percebeu nenhuma utilidade em republicar descobertas científicas que Hubble já havia apresentado em 1929. Apesar disso, continua sendo um fato histórico que a formulação da lei por Lemaître foi publicada em francês dois anos antes da publicação de Hubble.

Defesa do Prêmio Nobel

Durante a vida do Hubble, o Prémio Nobel da Física não abrangia a investigação astronómica. Hubble dedicou uma parte significativa de sua carreira posterior à defesa da reclassificação da astronomia como uma subdisciplina da física, em vez de um campo científico distinto. A sua principal motivação era permitir que os astrónomos, incluindo ele próprio, recebessem o reconhecimento do Comité do Nobel pelos seus avanços na astrofísica. Este esforço não teve sucesso durante a sua vida; no entanto, pouco depois do seu falecimento, o Comité do Prémio Nobel determinou que as contribuições astronómicas se qualificariam para o prémio de física. No entanto, os Prémios Nobel não são conferidos postumamente.

Honras

Prêmios

• Prêmio Newcomb Cleveland (1924);
• Medalha Bruce (1938);
• Medalha Franklin (1939);
• Medalha de Ouro da Royal Astronomical Society (1940);
• Legião de Mérito por contribuições excepcionais à pesquisa balística (1946).

Distinções

• Membro eleito da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos (1927);
• Membro eleito da Sociedade Filosófica Americana (1929).

Homônimos

• Asteróide 2069 Hubble;
• A cratera lunar Hubble;
• O Telescópio Espacial Hubble em órbita;
• O Planetário Edwin P. Hubble, situado na Edward R. Murrow High School, no Brooklyn, Nova York;
• A rodovia Edwin Hubble, que designa o trecho da Interstate 44 que atravessa sua cidade natal, Marshfield, Missouri;
• Hubble Middle School, uma instituição educacional pública em Wheaton, Illinois, onde residiu desde os onze anos de idade.

Selo postal

Em 6 de março de 2008, o Serviço Postal dos Estados Unidos emitiu um selo de 41 centavos em homenagem a Hubble como parte de uma folha "Cientistas Americanos", desenhada pelo artista Victor Stabin. A citação que acompanha afirma:

O astrônomo Edwin Hubble (1889–1953), frequentemente reconhecido como um "pioneiro das estrelas distantes", foi fundamental na elucidação da imensa e intrincada natureza do universo. As suas rigorosas investigações sobre nebulosas espirais demonstraram conclusivamente a existência de galáxias além da Via Láctea. Especula-se que se ele não tivesse falecido inesperadamente em 1953, Hubble teria recebido o Prêmio Nobel de Física daquele ano.

(A afirmação sobre sua potencial conquista do Prêmio Nobel em 1953 é provavelmente imprecisa, apesar de sua indicação para o prêmio naquele ano.)

Outros cientistas ilustres apresentados na folha de selos "Cientistas Americanos" incluem o bioquímico Gerty Cori, o químico Linus Pauling e o físico John Bardeen.

Reconhecimentos notáveis adicionais

• Em 1934, ele proferiu a Palestra Halley na Universidade de Oxford.
• Introduzido no Hall dos Famosos Missourianos em 2003.
• Apresentado na série de selos dos EUA "American Scientists" de 2008, avaliado em US$ 0,41.
• Introduzido no Hall da Fama do Basquete de Indiana em 2017.

Representações culturais

A produção teatral Aniversário da Criação, de autoria do físico Hasan Padamsee, da Cornell, narra a narrativa biográfica de Hubble.

Referências

Referências

Bartusiak, Márcia. O dia em que encontramos o universo. Nova York: Panteão, 2009.

• Bartusiak, Márcia. O dia em que encontramos o universo. Nova York: Panteão, 2009.
• Christianson, Gale. Edwin Hubble: Navegador das Nebulosas. Farrar Straus & Giroux (Nova York, agosto de 1995).
• Hubble, E. P. A abordagem observacional da cosmologia. Oxford, 1937.
• Hubble, Edwin Powell (1982) [1936]. O Reino das Nebulosas. Palestras em memória da Sra. Hepsa Ely Silliman, 25. New Haven, Connecticut: Yale University Press. ISBN 9780300025002. OCLC 611263346.Hubble, Edwin (1929). "Uma relação entre distância e velocidade radial entre nebulosas extragalácticas." PNAS. 15 (3): 168–173. Bibcode:1929PNAS...15..168H. doi:10.1073/pnas.15.3.168. PMC 522427. PMID 16577160.
• Osterbrock, Donald E., Joel A. Gwinn e Ronald S. Brashear (julho de 1993). "Edwin Hubble e o Universo em Expansão." Scientific American. 269 (1): 84–89. Bibcode:1993SciAm.269a..84O. doi:10.1038/scientificamerican0793-84.
  • Perfil de tempo
  • Biografia de Edwin Hubble – Escrito por Allan Sandage
  • Hubble Bio da American Physical Society, arquivado em 5 de julho de 2008, na Wayback Machine
  • Edwin Hubble – O problema do universo em expansão, 1942