Das unglaubliche Leben von Edwin Hubble und seine Beiträge zur Astrophysik

Von mehreren Bachelor- und Diplomabschlüssen bis zum Dienst im Ersten Weltkrieg. Der mehrsprachige Mathematiker, Physiker und Astronom führte ein ziemliches Leben.

Wikimedia CommonsEdwin Hubble war ein Rekordathlet an der High School, Absolvent der University of Chicago, Veteran des Ersten Weltkriegs, Absolvent der University of Oxford und Inhaber eines Ph.D. in der Astronomie.

Die bloße Erwähnung des Namens „Hubble“ wird bei fast jedem sofort Anerkennung finden. Obwohl die meisten wahrscheinlich aufgrund des Hubble-Weltraumteleskops damit vertraut sind, verdient der Mann hinter dem Namen ebenso viel Anerkennung wie seine vielen beeindruckenden Leistungen.

Die Leistungen des renommierten Astronomen sind weit verbreiteter und konsequenter, als der Gelegenheitswissenschaftler vielleicht erkennt. Edwin Hubble revolutionierte das Gebiet der Astrophysik, da seine beispiellose Forschung dazu beitrug, zu beweisen, dass sich unser Universum ausdehnt.

Laut ThoughtCo entwickelte er sogar ein Klassifizierungssystem für Galaxien, das seit Jahrzehnten die Standardvorlage ist. Inspiriert von den fantasievollen Taschenbuchgeschichten von Jules Verne und von der Leichtathletik angezogen, wurde Hubble ein beeindruckender Sportler und sehr neugierig auf Physik.

Hubble brach Leichtathletikrekorde, diente im Ersten Weltkrieg und kuratierte einen angesehenen akademischen Lebenslauf mit mehreren Abschlüssen an angesehenen Institutionen. All dies war nicht nur einer der wichtigsten Astrophysiker des 20. Jahrhunderts, sondern trug auch unbezahlbare wissenschaftliche Weisheit zur menschlichen Aufzeichnung bei.

Edwin Hubble vor der Astrophysik

Edwin Hubble und seine Familie (darunter sieben Geschwister) wurden am 20. November 1889 in Marshfield, Missouri, als Sohn von John Powell Hubble und Virginia Lee geboren und zogen mit neun Jahren nach Chicago.

Laut Biografie war der Junge schon in jungen Jahren von Science-Fiction-Romanen angezogen - insbesondere von Werken wie 20.000 Meilen unter dem Meer . Obwohl er einen scharfen Verstand hatte und ein begeisterter Leser war, war Hubble auch sehr sportlich und brach als Schüler den Hochsprungrekord des Staates Illinois.

Hubble erhielt 1906 ein Stipendium für die Universität von Chicago, bevor er 17 Jahre alt war. Der ehrgeizige junge Wissenschaftsbegeisterte arbeitete als Laborassistent für Robert Millikan, der später den Nobelpreis für seine Beiträge auf dem Gebiet der Physik erhielt.

Eine NASA-Dokumentation über das Hubble-Weltraumteleskop und Edwin Hubble selbst.

Nach Abschluss der Mathematik, Astronomie und Philosophie an der University of Chicago. Hubble verließ Illinois, um seine akademische Karriere weiter zu stärken. Während der nächsten drei Jahre studierte er Rechtsphilosophie mit einem Rhodes-Stipendium an der Universität von Oxford.

Hubbles Vater lag um diese Zeit auf seinem Sterbebett, und einer seiner letzten Wünsche war es, dass sein Sohn seine akademischen Neugierde über die Wissenschaft hinaus erweitert. So verbrachte Hubble seine Zeit in Oxford damit, Rechtswissenschaft, Literatur und Spanisch zu studieren. Sein Vater starb ungefähr zur gleichen Zeit, als Hubble seinen Abschluss machte.

Nach seiner Rückkehr in die USA im Jahr 1913 begann Hubble seine Karriere als Lehrer. Nach seinem Umzug nach New Albany, Indiana, unterrichtete der junge Dual-Absolvent Spanisch, Physik und Mathematik an der New Albany High School.

Wikimedia CommonsHubble trat in die Armee ein und wurde schnell zum Major befördert, wurde aber entlassen, als er im Kampf verletzt wurde.

Mit einer unerbittlichen Neugier für Astronomie verspürte Hubble jedoch den Drang, zu seiner Rolle als Student zurückzukehren, und verfolgte die Wissenschaft als Doktorand am Yerkes Observatory in Wisconsin. Dies diente wiederum als Sprungbrett für die Rückkehr an die University of Chicago - wo er promovierte. im Jahr 1917.

Seine These, Photographic Investigations of Faint Nebulae , war im Wesentlichen der Grundriss seiner zukünftigen, karrierebestimmenden Arbeit. Es würde nicht lange dauern, bis Hubble in die Armee eintrat.

Edwin Hubbles Karriere erreicht neue Höhen

Obwohl er sich einschrieb und schnell zum Major befördert wurde, wurde Edwin Hubble im Kampf verletzt und gezwungen, nach Hause zurückzukehren. 1919 entlassen, war er so verzweifelt, am Mount Wilson Observatory zu arbeiten, dass er bei seiner Ankunft noch Uniform trug.

Er wurde angeworben, um dort zu arbeiten, und half beim Bau des Hooker-Teleskops. Es war eine aufregende Phase für den aufstrebenden Wissenschaftler, da er regelmäßig Zugang zu 60-Zoll- und 100-Zoll-Hooker-Reflektoren hatte. Das Observatorium wurde praktisch zu Hubbles Basis für den Rest seiner Karriere.

Hubble half bei der Entwicklung des 200-Zoll-Hale-Teleskops und half bei der vollständigen Konstruktion des Hooker-Teleskops. Am wichtigsten war natürlich Hubbles Forschung zu den spektralen Verschiebungen und einzigartigen Abständen zwischen verschiedenen Galaxien und der Erde. Dies führte letztendlich zu dem Wissen, dass sich unser Universum ausdehnte.

NASATDas Hubble-Weltraumteleskop der NASA / ESA hat seit Jahrzehnten atemberaubende Bilder wie dieses aufgenommen. Hier sind die Antennengalaxien (bekannt als NGC 4038 und NGC 4039) zu sehen, die in einer tödlichen Umarmung eingeschlossen sind.

Hubble bewies, dass andere Galaxien außerhalb der Milchstraße existierten, indem er Fotos durch das Hooker-Teleskop machte und dann die Leuchtgrade der Cepheid-Sterne verglich. Cepheidsterne haben regelmäßige Helligkeitszyklen, deren Frequenz mit ihrer Leuchtkraft zusammenhängt. Daher ist es recht einfach, ihre Entfernung zur Erde zu messen.

Zu dieser Zeit waren dies natürlich ziemlich aufregende neue Daten. Es gab keine wirkliche Einschätzung, wie groß die Milchstraße war. Hubbles Forschungen ermöglichten aufregende Schätzungen, dass der Andromeda-Nebel 900.000 Lichtjahre von der Milchstraße entfernt war - und daher eine eigene Galaxie sein musste.

Zeitgenössische Astronomen hatten jahrelang darüber diskutiert, was diese seltsamen, verschwommenen Spiralformen in astronomischen Bildern waren. In den 1920er Jahren war die weit verbreitete Überzeugung, dass es sich um Gaswolken handelte, die Nebel genannt wurden. Die Vorstellung, dass dies stattdessen völlig getrennte Galaxien waren, war wissenschaftliche Gotteslästerung.

Die Leute glaubten fest daran, dass die Milchstraßengalaxie die einzige im Universum war, und es war Hubbles Rivale Harlow Shapley, dessen Forschung und Messung den Gedanken standardisierten.

Wikimedia CommonsDas 100-Zoll-Hooker-Teleskop am Mount Wilson, mit dem Edwin Hubble die einzigartigen Abstände zwischen Galaxien und einen mathematischen Wert für die Expansionsrate des Universums gemessen hat.

Während sich später herausstellte, dass es viel weiter entfernt war als Hubble schätzte (insbesondere 2,48 Millionen Lichtjahre entfernt), erwies sich seine Behauptung, der angebliche Nebel sei stattdessen eine Galaxie, als richtig. Die beispiellose Entdeckung führte dazu, dass der Andromeda-Nebel umbenannt wurde, um dies zu reflektieren.

Diese neue Entdeckung wurde von der wissenschaftlichen Gemeinschaft zunächst nicht positiv aufgenommen, insbesondere nicht von Shapley. Witzigerweise verwendete Shapley dieselbe Methode, die Hubble bei der Schätzung der Größe der Milchstraße angewendet hatte - er beschränkte sich einfach auf den Glauben, dass dies die einzige existierte.

Mit dem Vorteil der Zeit und weiterer Forschung, die Hubbles Theorie kontinuierlich unterstützt, erwies sich seine Forschung jedoch als genau. Es ist seitdem ein Eckpfeiler unseres kollektiven Verständnisses des Universums geworden.

Das Rotverschiebungsproblem

In den frühen 1920er Jahren wandten Hubble und sein Kollege Milton Humason ihre Aufmerksamkeit einem anderen galaktischen Rätsel zu, das Wissenschaftler seit Jahren geplagt hatte. Das Rotverschiebungsproblem warf im Wesentlichen die folgende Frage auf: Warum neigen spektroskopische Messungen des von Spiralnebeln abgegebenen Lichts immer zum roten Ende des elektromagnetischen Spektrums?

Während dieses Problem in Bezug auf die spektralen Verschiebungen und einzigartigen Entfernungen der Galaxien anfangs sehr komplex schien, war die Antwort ziemlich einfach.

UCLATDer Doppler-Effekt funktioniert ähnlich wie bei Schallwellen und verursacht die bekannte Tonänderung, wenn ein Krankenwagen oder eine Polizeisirene vorbeifährt.

Die Forschungen von Humason und Hubble wurden 1929 veröffentlicht und stellten fest, dass die Rotverschiebungen der Lichtemissionen von Galaxien auftraten, weil sich Galaxien mit sehr hoher Geschwindigkeit voneinander entfernen.

Sie gehen mit so hohen Geschwindigkeiten zurück, dass sich ihr Licht zum roten Ende des Spektrums hin verschiebt. Diese Verschiebung wurde später als Doppler-Verschiebung bezeichnet, während Hubble und Humason diese Beziehung als „Hubble-Gesetz“ bezeichneten.

Die Maxime besagt im Wesentlichen, dass je weiter eine Galaxie von uns entfernt ist, desto schneller bewegt sie sich weg. Zu den inhärenten Implikationen gehört die Tatsache, dass sich unser Universum ausdehnt.

Astronomie und das Nobel-Institut

Das Nobel-Institut betrachtete die Astronomie zu Lebzeiten Hubbles nicht als Physikdisziplin. Astronomen wie er, egal wie unschätzbar sie für die Wissenschaft sind, hatten einfach keinen Anspruch auf den prestigeträchtigen Preis. Das Institut ehrte ihn zwar für seine Beiträge, verlieh ihm jedoch weder den Titel noch das damit verbundene Geld.

Edwin Hubble versuchte sein Bestes, um die Zulassungsregeln zu ändern, und beauftragte sogar einen Werbeagentur, sich für seine Verfeinerungen beim Institut einzusetzen. In einem frustrierenden Moment schlechten Timings wurde die Astronomie offiziell als Zweig der Physik ausgewiesen und konnte daher 1953 - dem Jahr, in dem Hubble starb - nominiert werden.

Wikimedia CommonsHarlow Shapley war einer der bedeutendsten zeitgenössischen Rivalen von Hubble.

Die Astronomie gilt heute als ein eigener Wissenschaftszweig, der die Planeten- und Weltraumwissenschaften umfasst. Hubble konnte nie die Belohnungen seines heimlichen Aktivismus ernten, aber Generationen von Astronomen, die in seine Fußstapfen traten, taten es mit Sicherheit.

Das Erbe des Mannes wurde gestärkt, als sein Name für den Titel des Hubble-Weltraumteleskops verwendet wurde. Das Teleskop hilft routinemäßig dabei, Bilder aus den tiefsten und dunkelsten Bereichen des Weltraums aufzunehmen, und hätte als solches nicht passender synchronisiert werden können.

Am Ende liest sich Hubbles Leben wie die Biographie eines Superhelden des 20. Jahrhunderts.

Er war ein rekordverdächtiger Athlet an der High School, Absolvent der Universität von Chicago, Veteran des Ersten Weltkriegs, Absolvent der Universität von Oxford, Inhaber eines Ph.D. in der Astronomie und schlug irgendwann den deutschen Schwergewichts-Champion in einem Boxkampf aus.

Als solches wäre Hubbles Vermächtnis auch ohne seinen dauerhaften Einfluss auf die wissenschaftliche Gemeinschaft unbeschreiblich beeindruckend gewesen.