Итак, мы не в центре Млечного Пути. Но по крайней мере Млечный Путь — это все-таки вся Вселенная… Или нет? Конечно, нет.
Вскоре после того, как Шепли нашел настоящий центр Млечного Пути, между ним и астрономом Гебером Кёртисом начались споры о существовании других галактик{12}. Эти споры известны как Большие дебаты. (Но, хотя их так назвали, по сути, это третий этап в нашей серии дебатов о том, занимает ли человечество некое привилегированное место в космосе.)
Дебаты Кёртиса — Шепли стали первой публичной дискуссией в истории астрономии. Они бушевали на протяжении нескольких лет, когда противники атаковали друг друга, публикуя научные статьи. Шепли был загипнотизирован размерами Млечного Пути. По его расчетам, длина нашей Галактики в поперечнике составляла 300 000 световых лет (сегодня мы знаем, что эта цифра в три раза меньше). Поэтому, утверждал он, Млечный Путь — это и есть вся Вселенная.
Как Шепли, этот титан астрономии, ярый сторонник коперниканского принципа, сумевший переместить Солнечную систему из центра Галактики на периферию, мог так заблуждаться? В этом снова была виновата космическая пыль — остатки давно умерших звезд.
Роковой телескоп
Галилеев телескоп положил начало Великим дебатам. Телескоп Гершеля расширил тему дискуссии за пределы Солнечной системы на весь Млечный Путь, поместив нас в привилегированное центральное положение. Гебер Кёртис утверждал, что структура нашей Галактики слишком неоднородна, чтобы быть всей Вселенной. Но это вопроса не решало. Вот если бы ему удалось открыть другую галактику, тогда Кёртис мог бы поставить Млечный Путь на место, сбросив нашу Галактику с трона короля всей Вселенной.
Самым подходящим кандидатом на другую галактику была туманность Андромеды. Несмотря на свое название, туманность Андромеды, как нам известно сегодня, такая же галактика, как наша. Но, чтобы доказать это, Кёртису требовался точный ориентир, а он не доверял Ливитт и ее новомодным цефеидам.
В качестве такого ориентира Кёртис выбрал так называемые новые звезды — эти звезды, известные с древних времен, характеризуются внезапными резкими всплесками светимости (их называют вспышками или взрывами). Кёртис сравнил новые звезды, расположенные в туманности Андромеды, с новыми звездами в Млечном Пути. Поскольку новые звезды в туманности Андромеды были намного тусклее, по мнению Кёртиса, это означало, что либо эти звезды находились гораздо дальше, — как мы знаем, интенсивность света уменьшается обратно пропорционально квадрату расстояния (рис. 8), — либо он обнаружил новый класс новых звезд. Но привлечение нового феномена, чтобы решить старые проблемы, для астронома так же неудобоваримо, как фастфуд — для истинного гурмана. Конечно, так можно чего-то добиться, но потом вы себя ненавидите.
Кёртис выиграл третий раунд Великих дебатов техническим нокаутом: в целом астрономы признали, что туманность Андромеды должна находиться на очень большом расстоянии, но на каком именно, на тот момент было неизвестно. Это огромное расстояние удалось измерить лишь несколько лет спустя, причем — кто бы мог подумать! — благодаря любимым цефеидам Харлоу Шепли.
Звезда, которая потрясла космос
Ночь 5 октября 1923 года не предвещала для Эдвина Хаббла ничего необычного. Он, как всегда, находился в лаборатории Маунт-Вилсон к северу от Пасадены, Калифорния, и изучал ночное небо через огромный телескоп диаметром 254 см. Этот монстр был в два раза больше левиафана Гершеля. Астрономы управляли его неуклюжими движениями, сидя в клетке, прикрепленной сбоку телескопа. Должно быть, Хаббл ощущал себя кем-то вроде вождя маори, оседлавшего кита, чтобы исследовать таинственные глубины космоса на спине чудовища.
В тот вечер Хаббл фотографировал туманность Андромеды. Проявив фотопластинку, он увидел на ней светящийся объект, который счел обыкновенной новой звездой на окраине туманности. Хаббл видел много таких и раньше. Он спокойно пометил положение звезды на фотопластинке буквой N (nova) как обычную вспыхнувшую звезду, предположив на этом основании удаленность туманности Андромеды. Поскольку изменение яркости при вспышках новых звезд не повторяется, Кёртис, да и кто-то другой, не мог измерить точно, как далеко находится туманность Андромеды.