Дослідивши всі галактики, червоний зсув і відстань яких відомі, Габбл з’ясував таке: що вони далі, то швидше мчать. Отже, Всесвіт розширюється. Яке колосальне відкриття! Усі галактики у Всесвіті віддаляються одна від одної з величезною швидкістю.
Це може неабияк нас заплутати, коли потрібно буде визначити відстані до галактик, які віддалені від нас на мільярди світлових років. Ідеться про відстань у момент випромінювання світла (наприклад, 13 мільярдів років тому) чи про відстань, на якій об’єкт, на нашу думку, має бути зараз, адже за ці 13 мільярдів років він істотно віддалився від нас? Один астроном може сказати, що відстань становить приблизно 13 мільярдів світлових років (це називають світловою відстанню), тоді як інший може оцінити відстань до того самого об’єкта у 29 мільярдів світлових років (це називають супутньою відстанню).
Відкриття Габбла згодом стало відоме як закон Габбла: швидкість взаємного віддалення галактик прямо пропорційна відстані між ними. Що далі галактика, то швидше вона мчить геть.
Виміряти швидкість галактик було більш-менш просто: її можна вивести з величини червоного зсуву. Втім отримати точні відстані — зовсім інша річ. Це виявилося найскладнішим завданням. Пригадайте: результат Габбла для галактики Андромеди був меншим у 2,5 раза. Він запропонував досить просте рівняння: υ = H0D, де υ — швидкість галактики, D — відстань до неї, а H0 — коефіцієнт пропорційності, який сьогодні називають сталою Габбла. Сам Габбл обчислив значення цієї сталої: приблизно 500 кілометрів за секунду на мегапарсек (1 мегапарсек — це 3,26 мільйона світлових років). Похибка цієї сталої — майже 10 відсотків. Отже, згідно із законом Габбла, якщо галактика перебуває на відстані 5 мегапарсеків, її швидкість щодо нас буде приблизно 2500 кілометрів за секунду.
Безумовно, Всесвіт розширюється швидко. Але на цьому відкриття Габбла не скінчилися. Знаючи значення сталої Габбла, можна прокрутити годинник назад і обчислити, скільки часу минуло після Великого вибуху, тобто визначити вік Всесвіту. Згідно з підрахунками самого Габбла, вік Всесвіту — приблизно 2 мільярди років. Цей результат суперечив даним геологів про те, що вік Землі — понад 3 мільярди років. Це страшенно непокоїло Габбла, і недарма. Звісно, він не знав, що припускається кількох систематичних помилок. Крім того, що він неправильно визначив типи цефеїд, він ще помилково ідентифікував газові хмари, в яких формувалися зорі, як яскраві зорі у віддалених галактиках.
Щоб побачити прогрес у вимірюванні космічних відстаней за вісімдесят років, достатньо згадати історію самої сталої Габбла. Астрономи майже століття намагалися знайти її точне значення. Як наслідок: стала зменшилася в сім разів, а розміри Всесвіту, навпаки, стрімко збільшилися. Змінився також і вік Всесвіту — від початкових 2 мільярдів років за Габблом до майже 14 мільярдів років за теперішніми оцінками (якщо точно, 13,75 ± 0,11 мільярда років). Урешті-решт, за даними спостережень, зокрема з чудового орбітального телескопа, названого на честь Габбла, ми дійшли консенсусу стосовно сталої Габбла, яка дорівнює 70,4 ± 1,4 кілометра за секунду на мегапарсек. Похибка складає лише 2 відсотки — це неймовірно!
Лише подумайте. Вимірювання за методом паралакса, що були започатковані в 1838 році, лягли в основу подальших розробок обладнання та математичних методів, які дозволили нам подолати мільярди світлових років і досягти межі видимого Всесвіту.
Попри всі наші дивовижні досягнення у викритті цієї та інших таємниць, досі лишаються нерозкритими багато загадок. Ми можемо визначити частку темної матерії й темної енергії у Всесвіті, але не маємо жодного уявлення про їхню природу. Ми знаємо вік Всесвіту, але не впевнені, коли і як настане його кінець, і чи взагалі настане. Ми навчилися дуже точно вимірювати гравітаційну, електромагнітну, слабку та сильну взаємодії, але навіть не уявляємо, чи можливо створити теорію, яка об’єднає їх. Так само нам не відомо, яка ймовірність того, що в нашій або якійсь іншій галактиці існує розумне життя. Тому попереду ще довгий шлях. Але дивовижно, скільки відповідей нам дали фізичні прилади — і з такою надзвичайною точністю.
3 У цій книжці всі неметричні одиниці виміру, подані в оригіналі, переведено в метричні. — Прим. ред.
4 Це сталося з Лізою Майтнер, яка допомогла відкрити поділ ядра, Розалінд Франклін, яка долучилася до відкриття структури ДНК, і Джоселін Белл, яка відкрила пульсари і в 1974 році мала б отримати Нобелівську премію за «вирішальну роль у відкритті пульсарів» разом зі своїм керівником Ентоні Г’юїшем.