Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie

Kochany synku, w 2018 roku członkowie IAU głosowali za rekomendowaniem zmiany nazwy prawa Hubble'a na prawo Hubble'a – Lemaître'a

(ostatnia modyfikacja: 09.12.2019)

W 2018 roku wśród wszystkich członków Międzynarodowej Unii Astronomicznej przeprowadzono elektroniczne głosowanie, które umożliwiło przyjęcie rezolucji zalecającej zmianę nazwy prawo Hubble'a na prawo Hubble'a – Lemaître'a . Prawo Hubble'a-Lemaître'a opisuje zjawisko oddalania się galaktyk od siebie z prędkością proporcjonalną do ich odległości w rozszerzającym się Wszechświecie. Rezolucja ta została zaproponowana w celu oddania hołdu zarówno Lemaître, jak i Hubble'owi za ich fundamentalny wkład w rozwój współczesnej kosmologii.

Odkrycie obserwowanej ucieczki, oddalania się, galaktyk jest fundamentem współczesnej kosmologii i kamieniem milowym badań astronomicznych. Aby docenić naukowy wkład belgijskiego astronoma Georges'a Lemaître'a w naukową teorię ekspansji Wszechświata oraz biorąc pod uwagę wyniki głosowania jego członków Międzynarodowa Unia Astronomiczna (IAU) postanowiła zalecić zmianę nazwy prawa Hubble'a na prawo Hubble'a – Lemaître'a.

Badając rozwiązania równań Ogólnej teorii względności w 1927 roku Georges Lemaître odkrył, w jaki sposób ekspansja wszechświata sprawia, że galaktyki oddalą się od Ziemi z prędkością proporcjonalną do ich odległości. Swoje odkrycie poparł zestawem wcześniejszych pomiarów odległości galaktyk i ich prędkości wykonanych przez innych badaczy. Wyniki opublikował w języku francuskim, w mało znanym periodyku belgijskim, dlatego wyniki te nie zostały zauważone przez społeczność naukową. Zrobił to dwa lata wcześniej niż amerykański astronom, Edwin Hubble, który wykorzystał własne dane do ustalenia tego samego związku, a któremu to odkrycie jest przypisywane.

W 1917 roku Albert Einstein opublikował pracę, którą można uznać za początek współczesnej kosmologii, ale założył, że wszechświat jest statyczny i istnieje na zawsze. W 1922 i 1924 roku rosyjski matematyk Alexander Friedmann wykazał, że równania ogólnej teorii względności Einsteina mają rozwiązania odpowiadające rozszerzaniu się i kurczeniu się wszechświatów, ale jego praca była jedynie matematyczna; Friedmann nie próbował łączyć swoich rozwiązań z obserwacjami astronomicznymi. W 1927 roku Georges Lemaître niezależnie odkrył dynamiczne rozwiązania Friedmanna równań pola Einsteina, ale poszedł dalej: Lemaître wskazał, że rozszerzający się wszechświat oznaczałby, że im dalsze galaktyki były od nas, tym szybciej wydawałyby się oddalać od nas. Oznacza to, że Lemaître wykazał, że jeśli D jest odległością galaktyki od nas, a v jest zmierzoną prędkością od nas, to v = C×D, gdzie C jest stałą uniwersalną. 

Dzisiaj zapisujemy to proste prawo liniowe jako v = H×D, ponieważ Edwin Hubble, który niezależnie odkrył to prawo na podstawie obserwacji, otrzymał całą zasługę za odkrycie. Ale Lemaître odkrył to prawo pierwszy, pierwszy je opublikował i zdał sobie sprawę, że prawo jest konsekwencją rozszerzającego się wszechświata rządzonego ogólną teorią względności. Hubble zauważył jedynie liniową zależność między prędkością galaktyk od nas odległych a odległością galaktyk - Hubble nie połączył tego prawa z ogólną teorią względności.

Dlaczego więc dzisiaj prawo to nazywa się prawem Hubble'a a nie Lemaître? Ponieważ w 1927 roku Lemaître opublikował swoją analizę w nieznanym czasopiśmie napisanym w języku francuskim. Tak więc nie tylko praca Lemaître'a była ogólnie nieznana, ale także wcześniejsze prace Friedmanna (Lemaître także ich nie znał co wypomniał mu Einstein podczas spotkania w Paryżu w październiku 1930 roku). W styczniu 1930 roku wielki angielski astrofizyk Arthur Stanley Eddington wygłosił przemówienie na spotkaniu Royal Astronomical Society, podczas którego zastanawiał się, dlaczego nie są znane żadne niestatyczne kosmologiczne rozwiązania równań Einsteina. Wystąpienie Eddingtona zostało opublikowane w The Observatory, gdzie przeczytał je Lemaître.

Lemaître, były student Eddington, natychmiast napisał do Eddingtona, przypominając mu o swojej pracy z 1927 roku. Eddington był pod wrażeniem pracy Lemaître'a i zaaranżował się jej opublikowanie w języku angielskim w Monthly Notices of the Royal Astronomical Society w 1931 roku. Tłumacząc na język angielski sam Lemaître usunął akapity wyprowadzające prawo liniowe, ponieważ uważał, że od tego czasu Hubble uzyskał lepsze dane na jego poparcie. Zdarzyło się więc tak, że chociaż pierwszy opublikował, Lemaître nie otrzymał uznania za swoje niezwykłe odkrycie.

W 1926 r. Lemaître właśnie uzyskał tytuł doktora nauk technicznych na MIT, a w 1927 r. opublikował także swoją słynną pracę zatytułowaną „Jednorodny wszechświat o stałej masie i rosnącym promieniu, odpowiadający prędkości radialnej mgławic pozagalaktycznych”, wyjaśniając, to co my nazywamy dzisiaj „prawem Hubble'a”. Zaczynając od rozwiązania równań Einsteina odpowiadających rozszerzającemu się wszechświatowi, Lemaître wywnioskował, na podstawie starannych i ścisłych rachunków po raz pierwszy fakt, że prędkość odległych galaktyk (zwanych w tym czasie mgławicami) jest proporcjonalna do ich odległości (stała proporcjonalności nazywana jest teraz „Stałą Hubble'a”). Ten przełomowy artykuł, w którym można znaleźć obliczenie stałej Hubble'a (dwa lata przed publikacją prawa Hubble'a!), został opublikowany przez belgijskim czasopiśmie: Les Annales de la Société Scientifique de Bruxelles. Czasopismo to było w rzeczywistości Przeglądem Société Scientifique de Bruxelles, stowarzyszenia skupiającego katolickich naukowców. Dzięki jednemu ze swoich przyjaciół Einstein przeczytał publikację Lemaître'a. Idąc alejkami „Parc Léopold” w Brukseli, w pobliżu budynku, w którym odbywał się kongres piąty Kongres Solvay'a, Einstein i Lemaître omawiali artykuł z 1927 r. Einstein nie miał nic do zarzucenia matematycznej części pracy, technicznie rzecz biorąc, była idealna, ale całkowicie się nie zgadzał co do jego fizycznej interpretacji. Einstein powiedział bardzo brutalnie: „z punktu widzenia fizyki wydaje mi się to obrzydliwe”. Jaki jest powód tak ostrej reakcji? W rzeczywistości Einstein nie przyznał się w tym czasie do rozszerzającego się wszechświata; nie akceptował faktu, że wszechświat miał prawdziwą historię. Przypomina się, że Einstein wykazał silny sprzeciw również wobec artykułów Aleksandra Friedmanna, rosyjskiego matematyka i meteorologa, który odkrył w latach 1922–1924 rozwiązania równań Einsteina odpowiadające rozszerzającym się i kurczącym się wszechświatom. Według Einsteina wszechświat jako całość musi pozostać na zawsze niezmienny. Pierwszy model kosmologiczny Einsteina, opublikowany w 1917 r., był rzeczywiście sferycznym i doskonale statycznym wszechświatem. Warto zauważyć, że Georges Lemaître, kiedy pisał swój artykuł na temat recesji mgławic, nie znał odkryć Friedmanna. W 1929 r. Lemaître powiedział, że to sam Einstein poinformował go o istnieniu „wszechświatów Friedmanna (rozszerzających się i kurczących)”.

Po okresie konsultacji ze społecznością astronomiczną rezolucja sugerująca zmianę nazwy ustawy Hubble'a została przedstawiona i omówiona na XXX Walnym Zgromadzeniu IAU, które odbyło się w Wiedniu (Austria) w sierpniu 2018 r.  Wszyscy członkowie IAU (11 072 osoby) zostali zaproszeni do udziału w głosowaniu elektronicznym, które zakończyło się o północy UT w dniu 26 października 2018 r. 4060 osób oddało głos w terminie (37%).

Proponowana rezolucja została przyjęta przy 78% głosów za, 20% przeciw i 2% wstrzymujących się .

Jednym z zadań IAU jest wspieranie wymiany poglądów i międzynarodowych dyskusji. Stara się również uczestniczyć w naukowych dyskusjach dotyczących faktów historycznych. Aby uhonorować intelektualną niezależność i niezwykłe znaczenie odkrycia Georges'a Lemaître'a, IAU zaleca, aby prawo opisujące rozszerzenie się Wszechświata nazywało się prawem Hubble'a-Lemaître'a.

IAU to międzynarodowa organizacja astronomiczna, która zrzesza ponad 13 500 zawodowych astronomów z ponad 100 krajów na całym świecie. Jego misją jest promowanie i ochrona astronomii we wszystkich jej aspektach, w tym w badaniach, komunikacji, edukacji i rozwoju, poprzez współpracę międzynarodową. IAU służy także jako międzynarodowo uznany organ do przypisywania nazw ciałom niebieskim i cechom powierzchni na nich. Założona w 1919 roku IAU, jest największą na świecie organizacją zrzeszającą profesjonalnych astronomów.

Po raz pierwszy IAU przegłosowała zmianę nazwy prawa naukowego. Niektórzy naukowcy wątpią jednak, czy zmiana zostanie zauważona. Międzynarodowa Unia Astronomiczna jest arbitrem w sprawie nazw planet i księżyców od 1919 r. Nadzoruje ona oficjalny katalog nazw gwiazd, jednak nie ma mandatu do zmian nazewnictwa praw naukowych. Dlatego też nowa terminologia to jedynie zalecenie, a nie oficjalna zmiana. W intencji inicjatorów wprowadzenie w życie tego zalecenia powinno naprawić historyczne zaniedbanie związane z niedostatecznym uhonorowaniem wkładu Georges'a Lemaître'a.

Można jeszcze zastanowić się co z uwzględnieniem wkładu amerykańskiego astronoma Vesto Sliphera, który jako pierwszy zmierzył w 1912 roku prędkości radialne mgławic spiralnych, które później, dzięki powiązaniu przez Hubble'a prędkości radialnej z odległością do mgławic spiralnych, okazały się galaktykami odrębnymi od naszej Galaktyki: Drogi Mlecznej.