3. Odkrycie Hubble'a

Odkrycia zaczynają się od pytań. Jeśli nie poprzedzają ich pytania, to odkrycia (obserwacje) zaskakują. Czy świadczy to na korzyść teorii, które tych nowoodkrytych efektów nie przewidują? Z tym mamy dziś do czynienia na każdym kroku. Ale dajmy sobie temu spokój. Nie chcę prowokować młodych gniewnych. Pytanie padło. Oto ono. „Interesujące, czy istnieje jakiś związek między prędkością obiektów, a ich odległością? Czy istnieje jakiś konkretny trend, jakaś konkretna tendencja?” [Chodzi tu o obiekty oddalone na tyle, że ruchy lokalne nie odgrywają już roli.] Pytanie to zadać można nawet jako naturalną kolej rzeczy, wprost z nagromadzenia danych obserwacyjnych, bez uświadomienia, że wiąże się ono bezpośrednio z zasadą kosmologiczną, że odpowiedź na nie może potwierdzić ją (lub obalić) – o tym akurat nie myślano. Wiemy już dlaczego.  

Wtedy było to wprost rutynowe badanie dotyczace wyrywkowego tematu. Jeśli żaden związek nie istnieje, to powierzchnia zawarta między osiami prędkości i odległości (OXY) pokryta powinna być równomiernie punktami określonymi przez te dwa parametry, jeśli uwzględnić odpowiednio dużą liczbę obiektów, bo wszelkie pary liczb są możliwe. [W podobny sposób otrzymano też diagram H-R (Hertzsprung-Russell).] Wynik taki oznaczałby, że bardziej do przyjęcia jest model zakładający statyczność nieskończonego Wszechświata.

   Badanie to przeprowadził Edwin Hubble, przy czym wcale nie było jego zamiarem potwierdzenie (lub obalenie) zasady kosmologicznej. To był po prostu ciekawy, konkretny, szczegółowy temat badawczy, którego się podjął. Przede wszystkim odkrył, że wszystkie nielokalne (nie należące do lokalnej drupy, to znaczy, nie znajdujące się w sąsiedztwie naszej Galaktyki) obiekty oddalają się. W roku 1924 odkrył, że „mgławice spiralne” (tak nazywano wówczas te obiekty) są galaktykami tego samego rzędu wielkości, co nasza Galaktyka Drogi Mlecznej, widać je jako stosunkowo małe po prostu dlatego, gdyż są bardzo daleko. Już to było zaskoczeniem.

.

   W roku 1929 ogłosił wyniki swych badań. Pomimo, że dysponował dość ubogim zbiorem danych (kilkanaście wiarygodnych par liczb), okazało się, że już w tym bardzo ograniczonym zbiorze danych istnieje dość wyraźna liniowa zależność pomiędzy prędkością galaktyki, a jej odległością. Tu nie zamieszczam wykresu, by uniknąć trudności natury technicznej. Wykres ten z łatwością można wygooglować.

   Choć uczony ten nie dysponował wystarczająco bogatym zbiorem danych, zdecydował się na opublikowanie pracy, przekonany, i słusznie, że dokonał odkrycia. Czym było odkrycie? Stwierdzeniem proporcjonalności między prędkością radialną i odległością. Przypomnijmy sobie post siódmy z poprzeniego cyklu:

v/r = const

   Dalsze obserwacje potwierdziły odkrycie. Ciekawe, że odkrycie zaskoczyło świat nauki i nikt (ważny) nie pomyślał, że to „tylko” potwierdzenie znanej od dwien dawna Zasady. Zauważmy, że odkryta przez Hubble'a proporcjonalność odpowiada konkretnemu modelowi, naszemu przewidywaniu – temu najprostszemu i najbardziej wyeksponowanemu. Samo spostrzeżenie nazwane zostało prawem Hubble`a. Zapisuje się to w następującej postaci:

                                                                     v = Hr                          (1)

Tutaj: H – to oczywiście współczynnik proporcjonalności widniejący w antycypacji bezpośrednio wynikającej z zasady kosmologicznej, jako „const” Nosi on nazwę stałej Hubble’a.

    Co wynika z tego prawa? Im dalej dany obiekt znajduje się, tym szybciej oddala się. Jeśli oddala się, to wcześniej był bliżej. Oznacza to ekspansję Wszechświata. Całego Wszechświata, gdyż zgodnie z zasadą kosmologiczną, wszystkie obiekty są sobie równoważne. A jeśli ekspansja, to (znów zgodnie z zasadą kosmologiczną) kiedyś dawno temu wszyscy byliśmy razem i stanowiliśmy coś bardzo małego, coś, co w pewnym momencie zaczęło się rozszerzać.