에드윈 허블

Edwin Hubble
이 기사는 천문학자에 관한 것입니다. 정치인은 에드윈 N을 참조하세요. 허벨. 재즈 트롬본 연주자는 에디 허블을 참고하세요.
에드윈 허블
요한 헤이그마이어의 초상화, 1931
태어난
에드윈 파월 허블

(1889-11-20)1889년11월20일
미국 미주리주 마시필드.
죽은1953년 9월 28일 (1953-09-28) (63세)
미국 캘리포니아주 산마리노.
모교
유명한
배우자.
그레이스 버크 시니어.
(m. 1924)
상
과학경력
필드천문학
기관
군인경력
얼라이언스미국
분점군대
근속연수1
순위주요한
구성 단위제86사단
제343보병연대
제2대대
전투/전쟁제1차 세계 대전
서명
시리즈의 일부
물리우주론
초기 우주
배경
확장 · 미래
구성품 · 구조물
구성 요소들
구조.
실험
사이언티스트
과목이력

에드윈 파월 허블([1]Edwin Powell Hubble, 1889년 11월 20일 ~ 1953년 9월 28일)은 미국의 천문학자입니다. 그는 은하계 외 천문학과 관측 우주론 분야를 확립하는 데 중요한 역할을 했습니다.[2][3]

허블은 이전에 먼지와 가스 구름으로 생각되었고 "네불래"로 분류된 많은 물체들이 실제로 은하수 너머의 은하들이라는 것을 증명했습니다.[4] 그는 고전적인 세페이드 변수의 광도와 맥동 주기[5][6] 사이의 강력한 직접적인 관계를 은하계와[7] 은하계 외 거리의 스케일링에 사용했습니다.[8][9]

허블은 2년 전 조르주 레마 î트레에 의해 제안되었지만, 은하의 수축 속도가 지구로부터의 거리에 따라 증가한다는 증거를 제공했습니다. 허블 법칙은 우주가 팽창하고 있다는 것을 암시합니다.[11] 10년 전, 미국 천문학자 베스토 슬립허는 이 성운들 중 많은 부분에서 나오는 빛이 강하게 적색편이가 되어 높은 침체 속도를 나타냈다는 최초의 증거를 제공했습니다.[12][13]

허블의 이름은 그의 고향인 미주리주 마시필드에 모델이 눈에 띄게 전시되어 그를 기리기 위해 이름 지어진 허블 우주 망원경으로 가장 널리 알려져 있습니다.

초기의 삶과 교육

에드윈 허블은 미주리주 마시필드에서 버지니아 리 허블 (1864–1934)[14]과 보험회사 임원인 존 파월 허블 사이에서 태어나 1900년 일리노이주 휘튼으로 이사했습니다.[15] 젊었을 때, 그는 철자법을 제외한 모든 과목에서 좋은 점수를 얻었지만 지적 능력보다 운동 실력으로 더 주목을 받았습니다. 에드윈은 고등학교와 대학교에서 야구, 축구, 러닝 트랙을 하는 재능 있는 운동선수였습니다. 1906년 고등학교 육상 경기에서 7번의 1위와 3위를 차지했고, 중앙에서 슈팅 가드까지 농구 코트에서 다양한 포지션을 소화했습니다. 허블은 1907년 시카고 대학의 농구팀을 빅 텐 컨퍼런스에서 첫 우승으로 이끌었습니다.[16]

학부학

시카고 대학에서 허블의 연구는 수학, 천문학, 철학에 집중되었고, 1910년까지 과학 학사 학위를 받았습니다. 1년 동안 그는 또한 미래의 노벨상 수상자인 물리학자 로버트 밀리컨의 학생 실험실 조교였습니다.[17] 허블은 또한 카파 시그마 협회의 회원이 되었습니다. 로도스 학자인 그는 옥스퍼드 퀸즈 칼리지에서 3년간 과학 대신 법학을 공부했고 [18](죽어가는 아버지와의 약속으로) 나중에 문학과 스페인어 공부를 [18]추가하여 결국 석사 학위를 받았습니다.[19]

1909년 허블의 아버지는 가족이 작은 마을에서 살 수 있도록 시카고에서 켄터키의 셸비빌로 이사했고, 결국 루이빌 근처에 정착했습니다. 그의 아버지는 에드윈이 아직 영국에 있는 동안 1913년 겨울에 돌아가셨습니다. 다음 여름, 에드윈은 그의 어머니, 두 자매, 그리고 남동생을 돌보기 위해 그의 남동생 윌리엄과 함께 집으로 돌아갔습니다. 가족은 에드윈과 윌리엄을 수용하기 위해 루이빌 하이랜즈 근처 에버렛 애비뉴로 다시 이사했습니다.[20]

허블은 소년 시절부터 천문학에 대한 강한 관심에도 불구하고 처음에는 시카고 대학에서, 나중에는 옥스퍼드에서 법을 공부해 달라는 아버지의 요청을 묵인한 충실한 아들이기도 했습니다. 이번에는 수학과 과학 과목도 수강했습니다. 1913년 그의 아버지가 사망한 후, 에드윈은 옥스포드에서 중서부로 돌아왔지만 법률을 실천할 동기를 갖지 못했습니다. 대신, 그는 인디애나주 뉴올버니에 있는 뉴올버니 고등학교에서 스페인어, 물리학, 수학을 가르쳤고, 그곳에서 그는 소년 농구팀을 지도하기도 했습니다. 1년간 고등학교에서 가르친 후, 그는 시카고 대학의 여키즈 천문대에서 천문학을 공부하기 위해 시카고 대학의 전 교수의 도움으로 대학원에 들어갔고, 1921년에 박사 학위를 받았습니다. 그의 논문 제목은 "가벼운 성운의 사진 조사"였습니다.[21] Yerkes에서 그는 혁신적인 26인치(61cm) 반사경을 가진 그 당시 세계에서 가장 강력한 망원경 중 하나에 접근할 수 있었습니다.[17]

박사과정

허블의 신분증은 미국 원정군에 있는 것입니다.

1917년 미국이 독일에 선전포고를 한 후 허블은 군에 입대하기 위해 서둘러 박사학위 논문을 완성했습니다. 허블은 미국 육군에 자원하여 새로 창설된 86사단에 배속되어 343 보병 연대 2대대에서 복무했습니다. 그는 소령으로 승진했고,[22] 1918년 7월 9일 해외 근무에 적합하다는 것을 알게 되었지만, 86사단은 전투를 보지 못했습니다. 제 1차 세계 대전이 끝난 후, 허블은 캠브리지 대학에서 1년을 보냈고, 그곳에서 천문학에 대한 공부를 다시 했습니다.[23]

직업

1919년, 허블은 캘리포니아 패서디나 근처에 있는 카네기 과학 연구소의 윌슨 산 천문대의 설립자이자 소장인 조지 엘러리 헤일로부터 직원직을 제안 받았습니다. 허블은 1953년 사망할 때까지 윌슨 산의 직원으로 남아있었습니다. 그가 죽기 직전, 허블은 캘리포니아 샌디에고 근처 팔로마 천문대에서 새로 완성된 거대한 200인치(5.1m) 반사경 헤일 망원경을 사용한 최초의 천문학자가 되었습니다.

허블은 또한 제2차 세계 대전 중 메릴랜드주 애버딘 프로빙 그라운드에서 미군 민간인으로 일하며 탄도학 연구소의 외부 탄도학 지부장으로 재직하면서 폭탄과 발사체의 유효 화력을 증가시키는 외부 탄도학 분야의 많은 연구를 지휘했습니다. 그의 작업은 외부 탄도학에 사용되는 장비의 여러 장비를 개인적으로 개발한 것에 의해 촉진되었으며, 가장 뛰어난 개발은 고속 시계 카메라로 비행 중인 폭탄과 저속도 발사체의 특성에 대한 연구를 가능하게 했습니다. 그의 연구 결과는 폭탄과 로켓의 디자인, 성능, 그리고 군사적 효과를 크게 향상시킨 것으로 인정받고 있습니다. 그곳에서의 그의 업적으로 그는 레지옹 오브 메리트 상을 받았습니다.[24]

디스커버리

우주는 은하수를 넘어

허블이 은하 거리와 우주의 팽창 속도에 대한 값을 측정하기 위해 사용한 윌슨 산 천문대의 100인치(2.5m) 후커 망원경.

1919년 에드윈 허블이 캘리포니아의 마운트 윌슨 천문대에 도착한 것은 당시 세계에서 가장 큰 100인치(2.5m) 후커 망원경의 완성과 거의 동시에 이루어졌습니다. 당시 우주는 전적으로 은하수로 구성되어 있다는 것이 우주관의 지배적인 견해였습니다.

허블은 윌슨 산의 후커 망원경을 사용하여 헨리에타 레빗이 발견한 표준 양초인 세페이드 변수를 확인했습니다.[7] 겉보기 광도와 고유 광도를 비교하면 지구와의 거리를 알 수 있습니다.[25][26] 허블은 세페이드를 안드로메다 성운과 삼각형 성운을 포함한 여러 성운에서 발견했습니다. 1924년에 이루어진 그의 관찰은 이 성운들이 은하수의 일부가 되기에는 너무 멀리 떨어져 있고, 사실 우리 은하 밖의 전체 은하라는 것을 결정적으로 증명했습니다. 따라서 오늘날 이 성운들은 더 이상 성운으로 간주되지 않습니다.

이것은 일찍이 임마누엘 칸트의 자연사와 천상론이 등장한 1755년에 처음으로 가설이 세워졌습니다. 이 가설은 당시 천문학계의 많은 사람들, 특히 하버드 대학교에 기반을 둔 Harlow Shapley에 의해 반대되었습니다. 반대에도 불구하고, 당시 35세의 과학자였던 허블은 그의 연구 결과를 1924년 11월 23일 뉴욕 타임즈에 처음 발표했고,[27] 1925년 1월 1일 미국천문학회 회의에서 다른 천문학자들에게 발표했습니다.[28] 안드로메다에 대한 허블의 결과는 1929년까지 동료 심사를 거친 과학 저널에 공식적으로 발표되지 않았습니다.[29]

허블의 분류 체계

허블의 발견은 우주에 대한 과학적 관점을 근본적으로 바꿨습니다. 지지자들은 허블이 우리 은하 바깥의 성운을 발견한 것이 미래의 천문학자들에게 길을 터주는 데 도움이 되었다고 말합니다.[30] 비록 그의 더 유명한 동료들 중 일부는 그의 결과를 비웃었지만, 허블은 결국 그의 발견을 성운에 발표했습니다. 이 출판된 작품은 그에게 미국 협회상이라는 제목의 상과 버튼 E로부터 500달러를 받았습니다. 수상위원회의 리빙스턴입니다.[16]

허블은 또한 은하를 분류하는 데 가장 일반적으로 사용되는 시스템을 고안하여 사진 이미지에서 은하의 모습에 따라 분류했습니다. 그는 허블 시퀀스로 알려진 은하계의 다른 그룹을 배열했습니다.[31]

거리에 따라 적색편이가 증가함

허블은 다양한 방법을 사용하여 24개의 은하 외 성운까지의 거리를 추정했습니다. 1929년 허블은 적색편이로부터 결정된 거리와 방사 속도 사이의 관계를 조사했습니다. 그가 추정한 모든 거리는 현재 약 7배 정도로 너무 작은 것으로 알려져 있습니다. 세페이드 변수가 두 종류라는 점이나 밝은 가스 구름과 밝은 별을 혼동하는 등의 요인 때문이었습니다.[32] 그러나 그의 거리는 실제 거리에 다소 비례했고, 그의 거리를 베스토 슬립허와 그의 조수 밀턴 L의 은하 적색이동 측정과 결합했습니다. 후마손은 은하의 거리와 반지름 속도 사이의 대략적인 선형 관계(태양 운동에 대해 수정됨)를 발견했으며,[11] 이 발견은 후에 허블의 법칙으로 알려졌습니다.

이것은 두 은하 사이의 거리가 클수록 두 은하의 상대적인 분리 속도가 증가한다는 것을 의미했습니다. 그렇게 해석하면 46개 은하에 대한 허블의 측정값은 500km/s/Mpc의 허블 상수 값으로 이어지는데, 이 값은 거리 보정의 오류로 인해 현재 허용되는 74km/s/Mpc[33][34](우주 거리 사다리 방식) 또는 68km/s/Mpc[35][36](CMB 방식) 값보다 훨씬 높습니다.

그러나 적색이동의 이유는 여전히 불분명합니다. 조르주 레마 î트르는 일반 상대성 이론에 대한 아인슈타인의 방정식을 바탕으로 적색편이-거리 관계를 이론적 근거로 예측하고, 허블의 법칙이 발견되기 2년 전에 이에 대한 관측 지원을 발표했습니다. 그는 논문에서 "속도"라는 용어를 사용했지만(그리고 도입부에서 "외관적인 방사형 속도"라는 용어를 사용하여 나중에 이것들을 실제 속도로 해석하는 것에 대해 의문을 표명했습니다. 1931년 그는 네덜란드 우주론자 빌렘 데 시터에게 적색편이-거리 관계에 대한 이론적 해석에 대한 의견을 담은 편지를 썼습니다.[32]

"휴메이슨 씨와 저는 둘 다 성운의 속도와 거리에 관한 논문에 대한 당신의 정중한 감사를 깊이 느끼고 있습니다. 우리는 상관관계의 경험적 특징을 강조하기 위해 '분명한' 속도라는 용어를 사용합니다. 우리는 그 해석이 당신과 권위를 가지고 이 문제를 논의할 능력이 있는 극소수의 사람들에게 맡겨져야 한다고 생각합니다."

오늘날, 문제의 "겉보기 속도"는 보통 우주의 팽창으로 인해 발생하는 적절한 거리의 증가로 생각됩니다. 팽창하는 메트릭을 통해 이동하는 빛은 도플러 효과와는 다소 다른 메커니즘인 허블형 적색편이를 경험할 것입니다(비록 두 메커니즘은 가까운 은하에 대한 좌표 변환에 의해 관련된 동등한 설명이 됩니다).

1930년대에 허블은 은하의 분포와 공간 곡률을 결정하는 데 참여했습니다. 이 데이터는 우주가 평평하고 균일하다는 것을 나타내는 것처럼 보였지만 큰 적색편이에서 평평함과 편차가 있었습니다. 앨런 샌디지에 의하면

"허블은 자신의 카운트 데이터가 불황이 없다고 가정하고 적색편이 보정이 이루어진다면 공간 곡률에 관한 더 합리적인 결과를 제공한다고 믿었습니다. 그의 글이 끝날 때까지, 그는 진정한 확장이 존재하지 않는 모델을 선호하고, 따라서 적색편이가 "지금까지 인식되지 않은 자연의 원리를 나타낸다"는 입장을 유지했습니다.[38]

큰 적색편이에서 평탄도와 편차를 보이는 허블의 조사 기법에는 방법론적인 문제가 있었습니다. 특히 이 기법은 은하 진화에 따른 은하의 광도 변화를 설명하지 못했습니다. 앞서 1917년, 알버트 아인슈타인은 새로 개발된 일반 상대성 이론이 우주가 팽창하거나 수축하고 있음을 나타냈다는 것을 발견했습니다. 아인슈타인은 자신의 방정식이 그에게 말해주는 것을 믿을 수 없었기 때문에 이 "문제"를 피하기 위해 방정식에 우주 상수("퍼지 팩터")를 도입했습니다. 아인슈타인은 허블의 적색편이를 알게 되었을 때, 일반 상대성 이론이 예측한 팽창은 반드시 진짜라는 것을 바로 깨달았고, 후대에 그는 방정식을 바꾸는 것이 "그의 인생에서 가장 큰 실수"라고 말했습니다. 사실, 아인슈타인은 분명히 허블을 방문해서 우주가 팽창하고 있다는 것을 그에게 설득하려고 했습니다.[39]

허블은 또한 1935년 8월 30일에 소행성 1373 신시내티를 발견했습니다. 1936년 그는 우주론과 성운의 영역에 대한 관측 접근법을 저술하여 은하계 외 천문학에 대한 그의 접근법과 은하계의 역사에 대한 그의 관점을 설명했습니다.

1941년 12월, 허블은 미국 과학 발전 협회에 윌슨 산 망원경으로 6년 동안 조사한 결과 팽창하는 우주 이론을 지지하지 않는다고 보고했습니다. 허블의 발언을 보도한 로스앤젤레스 타임즈 기사에 따르면, "망원경이 보여주는 것처럼 성운은 균일하게 분포될 수 없었고 여전히 폭발 아이디어에 적합했습니다. 그는 거대한 망원경이 보는 것을 우회하려고 하는 설명들은 일어설 수 없다고 말했습니다. 예를 들어, 폭발은 지구가 생성된 지 오래 전에 시작되어야 했을 것이고, 아마도 최초의 생명체가 이곳에 나타난 후에도 시작되었을 것입니다."[40][41] (허블상수라고 부르는 허블의 추정치는 빅뱅이 불과 20억년 전에 일어난 것입니다.)

개인생활

허블은 1924년 2월 26일 존 패트릭과 루엘라 버크의 딸 그레이스 릴리안(버크) 라이프(1889-1980)와 결혼했습니다.

허블은 개신교 기독교인으로 길러졌지만 그의 후기 진술 중 일부는 불확실성을 암시합니다.[42][43][44]

건강문제와 사망

허블은 1949년 7월 콜로라도에서 휴가를 보내던 중 심장마비를 일으켰습니다. 아내의 보살핌을 받았고, 식단과 업무 일정을 수정해가며 계속했습니다. 그는 1953년 9월 28일 캘리포니아 산마리노에서 뇌혈전증(뇌의 혈전)으로 사망했습니다. 장례식은 열리지 않았고, 아내는 장지를 공개하지 않았습니다.[45][46][47]

허블의 편지, 사진, 공책, 관찰 일지, 그리고 다른 자료들로 이루어진 그의 논문들은 캘리포니아 산 마리노에 있는 헌팅턴 도서관에 소장되어 있습니다. 그것들은 1980년 아내 그레이스 버크 허블이 사망했을 때 기증한 것입니다.[48]

논란

레마 î트르의 우선순위에 관한 혐의

2011년, 네이처지는 허블이 현재 허블의 법칙이라고 불리는 르마 î트르의 1927년 논문의 번역의 핵심 부분을 다시 다루는 데 역할을 했다고 주장했습니다. 이 기사에서 인용된 역사학자들은 이 재조치가 허블이 우선권을 유지할 수 있도록 하기 위한 캠페인의 일환이라고 회의적인 시각을 보였습니다. 그러나 관측 천문학자 시드니 반 덴 버그(Sydney van den Bergh)는 이러한 누락이 번역가에 의해 이루어졌을 수 있지만 여전히 의도적이었을 수 있음을 시사하는 논문을[49] 발표했습니다.

2011년 11월, 천문학자 마리오 리비오는 네이처에 레마 î트르 기록보관소의 문서들이 실제로 레마 î트르 자신에 의해 재처리가 이루어졌음을 보여주었으며, 그는 허블에 의해 이미 보고된 과학적 내용을 포함하는 것에 대해 별 의미가 없다고 보았다고 보고했습니다. 그러나 이것은 레마 î트르가 허블보다 2년 전에 그러한 누락 없이 프랑스어로 출판했다는 사실을 훼손하지 않습니다.

노벨상 수상 시도

그 당시, 노벨 물리학상은 천문학에서의 연구를 인정하지 않았습니다. 허블은 그의 경력의 후반부의 대부분을 천문학이 자신의 과학이 아닌 물리학의 한 분야로 간주하도록 시도하는 데 보냈습니다. 그는 자신을 포함한 천문학자들이 천체물리학에 대한 귀중한 기여를 노벨상 위원회로부터 인정받을 수 있도록 크게 이 일을 했습니다. 이 캠페인은 허블의 일생 동안 성공하지 못했지만, 그가 사망한 직후 노벨상 위원회는 천문학적인 작업이 물리학상을 받을 자격이 있다고 결정했습니다.[16] 그러나 상은 사후에 받을 수 있는 상이 아닙니다.

명예

상

명예

Namesakes

스탬프

2008년 3월 6일, 미국 우정국은 예술가 빅터 스태빈이 디자인한 "미국 과학자들"이라는 제목의 시트에 허블을 기리는 41센트짜리 우표를 공개했습니다.[46] 그의 표창장은 다음과 같습니다.[61]

종종 "먼 별들의 선구자"라고 불리는 천문학자 에드윈 허블(Edwin Hubble, 1889–1953)은 우주의 방대하고 복잡한 자연을 해독하는 데 중추적인 역할을 했습니다. 나선 성운에 대한 그의 세심한 연구는 우리 은하 이외의 은하의 존재를 증명했습니다. 그가 1953년에 갑자기 사망하지 않았다면, 허블은 그 해에 노벨 물리학상을 받았을 것입니다.

(참고로 그는 1953년 노벨상 후보에 올랐지만, 그가 노벨상을 받았을 것이라는 주장은 거짓일 가능성이 높습니다.)[62]

"미국 과학자"지에 실린 다른 과학자들로는 생화학자인 거티 코리, 화학자인 리누스 폴링, 물리학자인 존 바딘 등이 있습니다.

기타 주목할 만한 출연

대중문화에서는

1980년 다큐멘터리 코스모스: 천문학자 칼 세이건의 개인적인 항해, 허블의 삶과 작품은 10화 "영원의 가장자리"에서 스크린에 묘사됩니다.

코넬 물리학자 하산 파담시가 쓴 연극 '창조의 생일'은 허블의 인생 이야기를 담고 있습니다.[67]

참고 항목

참고문헌

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  44. ^ Tom Bezzi (2000). Hubble Time. iUniverse. p. 93. ISBN 9780595142477. John terribly depressed, and asked Edwin about his belief. Edwin said, "The whole thing is so much bigger than I am, and I can't understand it, so I just trust myself to it, and forget about it." It was not his nature to speculate. Theories, in his opinion, were an appropriate cocktail conversation. He was essentially an observer, and as he said in The Realm of the Nebulae: "Not until the empirical resources are exhausted, need we pass on to the dreamy realms of speculation." Edwin never exhausted those empirical resources. "I am an observer, not a theoretical man," he attested, and a lightly spoken word in a lecture or in a letter showed that observation was his choice.
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