Shapley–Curtis-vita

Az Androméda-galaxis ultraviola fényben

A csillagászatban Shapley–Curtis-vita néven ismert, nyilvánosság előtt tartott, és a tudomány fejlődésére nagy hatással lévő vita Harlow Shapley és Heber Curtis csillagászok, illetve az általuk megtestesített elméletek között zajlott a spirálgalaxisok, illetve „ködök” távolságáról és a világegyetem méretéről.

1920 körül éles vita tárgya volt a csillagászok között, hogy más galaxisok a Tejútrendszeren belül, vagy kívül vannak-e. Az alapkérdés az volt, hogy a távcsövekben ködnek látszó foltok vajon viszonylag kis méretűek és közel, a mi galaxisunkban vannak-e, vagy ezek nagy távolságban lévő független galaxisok?

A vitára 1920. április 26-án került sor a Smithsonian Intézet Spencer Baird előadóteremében. A megbeszélést az Amerikai Tudományos Akadémia rendezte.

A két csillagász a nap folyamán független elemzéseket mutatott be „a világegyetem mérete” témában, majd este megbeszéléseket tartottak. A „nagy vita” elnevezés (ahogy angolul nevezik: „Great Debate”) két írásból született, amiket Shapley és Curtis „az amerikai nemzeti kutatási tanács” 1921. év májusi Értesítő-jében jelentetett meg. Mindkét írás tartalmazta az ellenérveket is, amik az 1920-as találkozáson elhangzottak.

Shapley amellett érvelt, hogy a Tejútrendszer alkotja a teljes univerzumot. Úgy gondolta, hogy az Androméda-galaxis és a spirálködök a Tejút részei. Feltételezését azzal a számadattal támasztotta alá, hogy ha az Androméda-köd nem része a Tejútrendszernek, akkor irdatlan távolságban kellene lennie, legalább 10⁸ fényévre.

Adriaan van Maanen, jól ismert és tisztelt csillagász Shapley feltételezését támasztotta alá. Ő arról számolt be, hogy megfigyelte a Szélkerék-Galaxis spirálkarjának forgását. Ha a Szélkerék-Galaxis egy távoli galaxis, akkor a forgás sebesség megközelítette vagy meghaladta volna a fénysebességet, amiről abban az időben már ismert volt, hogy az általános relativitáselmélet szerint nem léphető túl. Ugyancsak bizonyítéknak számított egy nova, amit az Androméda-ködben figyelt meg, ami átmenetileg fényesebb volt, mint a galaxis magja, ez pedig olyan energia felszabadulását jelentette, ami elképzelhetetlen volt. Vagyis a novának és az Androméda-ködnek is közelebb, a Tejúton belül kell lennie.

---

Curtis on the other side contended that Andromeda and other such nebulae were separate galaxies, or "Island universes" (a term invented by the philosopher Immanuel Kant, who also believed that the spiral nebulae were extragalactic.). He showed that there were more novae in Andromeda than in the Milky Way. From this he could ask why there were more novae in one small section of the galaxy than the other sections of the galaxy, if Andromeda was not a separate galaxy but simply a nebula within our galaxy. This led to supporting Andromeda as a separate galaxy with its own signature age and rate of novae occurrences. He also cited dark lanes present in other galaxies similar to the dust clouds found in our own galaxy and massive doppler shifts found in other galaxies.

Curtis stated that if van Maanen's observation of the Pinwheel Galaxy rotating were correct, he himself would have been wrong about the scale of the universe and that the Milky Way would fully encompass it.

After the debate

It later became apparent that van Maanen's observations were incorrect—one can not actually see the Pinwheel Galaxy rotate during a human lifespan.

Due to the work of Edwin Hubble, it is now known that the Milky Way is only one of hundreds of billions of galaxies in the visible universe, proving Curtis the more accurate party in the debate in that respect. Also, it is now known that the nova Shapley referred to in his arguments was in fact a supernova, which do indeed temporarily outshine the combined output of an entire galaxy. On other points the results were mixed (the actual size of the Milky Way is in between the sizes proposed by Shapley and Curtis), or in favor of Shapley (Curtis' galaxy was centered on the Sun, while Shapley correctly placed the Sun in the outer regions on the galaxy).

---

Az ellentábor rámutatott, hogy az Andromédában több nóva van, mint a Tejútrendszerben (ami ellentmondás, ha az Androméda a Tejútrendszeren belül lenne). A forgási sebesség meghatározásában kételkedtek (ez valóban téves adat volt, a Szélkerék-Galaxis forgása egy emberöltőn belül nem észlelhető).

A nagy távolságok meghatározására vonatkozó kétféle elképzelés közötti ellentét miatt az Amerikai Tudományos Akadémia ülést szervezett, amit 1920 áprilisában tartottak Washingtonban. Tárgya ez volt: „A világegyetem mérete”. A vita előtt elismeréseket adtak át, ami azzal járt, hogy az amerikai tudományos élet jó néhány jeles képviselője jelen volt az ülésen. Az elnöki asztalnál foglalt helyet egy európai vendég, Albert Einstein, akinek általános relativitáselméletét az előző évben igazolták egy napfogyatkozás alkalmával, ami lehetővé tette, hogy megfigyelhessék a fény útjának „meggörbülését” gravitációs térben (ti. a Nap közelében). Henrietta Swan Leavitt nem volt jelen a megbeszélésen - annak ellenére, hogy a vita az őáltala felfedezett periódus-fényesség összefüggésből indult ki, illetve az erre épülő távolságmeghatározásokon folyt - hiszen sem megfelelő szakmai pozíciója, sem megfelelő végzettsége nem volt hozzá, hogy meghívják. Voltak azonban néhányan, akik azt gondolták róla, hogy briliáns elme, és ezek között volt Harlow Shapley is.

Egy másik személy, aki hiányzott a megbeszélésről (amit később „the Great Debate”, am. „nagy vita” néven emlegettek), a 38-éves Edwin Powell Hubble volt, aki úgy gondolta, helyes Curtisnek az az elképzelése, hogy több galaxis létezik. Hubble a Mount Wilsonban dolgozott, Kaliforniában, ahol a korábbi években Shapley is tevékenykedett, így ott kollégák voltak és ismerték, de nem kedvelték egymást. Shapley Missouri államból származott, és volt benne egy adag „falusi fiú” ingerlékenység, míg Hubble felsőbb társadalmi osztályból származó, Rhodes-ösztöndíjjal végzett tudós volt. Shapley lenézte Hubble bizonyítványait; azt, hogy a nála kissé fiatalabb férfi eredetiben olvasott klasszikusokat, köztük görög és latin szerzők műveit, dilettantizmusnak tekintette. Mégis Edwin Hubble volt az, aki a Leavitt által felfedezett összefüggést a cefeidák periódusa és fényessége között a leginkább kiterjesztette.

External links

• The Shapley–Curtis Debate in 1920—resources related to the debate at the NASA website