エドウィン・ハッブル

エドウィン・ハッブル
ヨハン・ハーゲマイヤーの肖像画、1931年
生まれる	エドウィン・パウエル・ハッブル ( 1889-11-20 )1889年11月20日 マーシュフィールド、ミズーリ州、米国
死亡	1953年9月28日(1953-09-28)（63歳） サンマリノ、カリフォルニア州、米国
母校	シカゴ大学(学士、博士) オックスフォード大学クイーンズ・カレッジ( MA )
知られている	ハッブルシーケンス ハッブルの法則 ハッブルの光度法則 ハッブル・レイノルズの法則
配偶者	グレース・バーク・シニア ​ （1924年生まれ ）
受賞歴	リストを見る ニューカム・クリーブランド賞(1924) 科学への功績に対するバーナード賞（1935年） ブルース・メダル（1938年） フランクリンメダル（1939年） 王立天文学会金メダル（1940年） レジオンドメリット勲章（1946年）
科学者としてのキャリア
フィールド	天文学
機関	シカゴ大学 ウィルソン山天文台 カーネギー科学研究所 ケンブリッジ大学
軍歴
支店	アメリカ陸軍
勤続年数	1918
ランク	選考科目
ユニット	第86師団、第2大隊、第343歩兵連隊
戦闘/戦争	第一次世界大戦
サイン

エドウィン・パウエル・ハッブル（1889年11月20日 - 1953年9月28日）^{[1]はアメリカの天文学者であり、}銀河系外天文学と観測宇宙論の分野を確立する上で重要な役割を果たした。^{[2] [3]}

ハッブルは、これまで塵とガスの雲と考えられて「星雲」に分類されていた多くの天体が、実は天の川銀河の外にある銀河であることを証明した。^[4]彼は、古典的なセフェイド変光星の光度と脈動周期^{[5] [6] （1908年に}ヘンリエッタ・スワン・リービット^[7]によって発見）の間にある強い直接的な関係を利用して、銀河と銀河系外の距離をスケーリングした。^{[8] [9]}

ハッブルは1929年に、銀河の遠ざかる速度は地球からの距離とともに増加することを確認した。この法則はハッブルの法則として知られるようになったが、その2年前にジョルジュ・ルメートルによって提唱されていた。^[10]ハッブルの法則は宇宙が膨張していることを意味している。^[11]その10年前、アメリカの天文学者ヴェスト・スリファーは、これらの星雲の多くからの光が強く赤方偏移しており、遠ざかる速度が高いことを示す最初の証拠を提供していた。^{[12] [13]}

ハッブルの名前は、ハッブル宇宙望遠鏡で最も広く知られています。ハッブル宇宙望遠鏡は彼に敬意を表して命名されており、その模型は彼の故郷であるミズーリ州マーシュフィールドに目立つように展示されています。

エドウィン・ハッブルは1889年、ミズーリ州マーシュフィールドでヴァージニア・リー・ハッブル（旧姓ジェームズ）（1864年 - 1934年）^[14]と保険会社役員のジョン・パウエル・ハッブルの子として生まれ、1900年にイリノイ州ウィートンに引っ越した。 ^[15]若い頃は知的能力よりも運動能力で知られていたが、スペリング以外のすべての科目で良い成績を収めていた。エドウィンは才能あるアスリートで、高校と大学の両方で野球、フットボール、陸上競技をしていた。1906年には高校の陸上競技大会で7回1位と1回3位を獲得し、バスケットボールではセンターからシューティングガードまでさまざまなポジションをこなした。ハッブルは1907年にシカゴ大学のバスケットボールチームを初のビッグテンカンファレンスタイトルに導いた。^[16]

ハッブルはシカゴ大学で数学、天文学、哲学を専攻し、 1910年までに理学士号を取得した。また、1年間、後にノーベル賞受賞者となる物理学者ロバート・ミリカンのもとで学生助手をしていた。^{[17]ハッブルは}カッパ・シグマ友愛会のメンバーにもなった。ローズ奨学生であった彼は、オックスフォード大学クイーンズ・カレッジで3年間を過ごし、 （死にゆく父との約束として）科学ではなく法学を 専攻した。 ^[18]その後、文学とスペイン語の研究も追加し、^[18]最終的に修士号を取得した。^[19]

1909年、ハッブルの父は家族をシカゴからケンタッキー州シェルビービルに移住させ、小さな町で暮らせるようにし、最終的にはルイビル近郊に定住した。1913年の冬、エドウィンがまだイギリスにいる間に父は亡くなった。翌年の夏、エドウィンは母、2人の姉妹、弟、そして弟のウィリアムの世話をするために家に戻った。エドウィンとウィリアムが住むために、家族はルイビルのハイランド地区にあるエベレット・アベニューに再び引っ越した。^[20]

ハッブルは孝行息子で、少年時代から天文学に強い関心を抱いていたにもかかわらず、最初はシカゴ大学、後にオックスフォード大学で法律を学ぶようにという父親の要請に従った。この間、彼は数学と科学のコースも受講した。1913年に父親が亡くなった後、エドウィンはオックスフォードから中西部に戻ったが、法律を実践する意欲はなかった。代わりに、インディアナ州ニューアルバニーのニューアルバニー高校でスペイン語、物理、数学を教え、男子バスケットボールチームのコーチも務めた。高校で1年間教えた後、シカゴ大学の元教授の助けを借りて大学院に入学し、同大学のヤーキス天文台で天文学を学び、1921年に博士号を取得した。彼の博士論文のタイトルは「微光星雲の写真による調査」であった。^[21] ヤーキスでは、1897年に建造された40インチ屈折望遠鏡と革新的な26インチ（61cm）反射望遠鏡を使用できました。^[17]

第一次世界大戦中の1917年にアメリカがドイツに宣戦布告した後、ハッブルは入隊できるよう急いで博士論文を仕上げた。ハッブルはアメリカ陸軍に志願し、新設された第86師団に配属され、第343歩兵連隊第2大隊に所属した。彼は少佐に昇進し、^[22] 1918年7月9日に海外任務に適格と判断された。第86師団は海外に派遣されたが、解散して人員が他の部隊の補充として使われたため、戦闘には参加しなかった。第一次世界大戦の終結後、ハッブルはケンブリッジ大学で1年間過ごし、天文学の研究を再開した。^[23]

1919年、ハッブルはカリフォルニア州パサデナ近郊のカーネギー研究所のウィルソン山天文台の創設者で所長のジョージ・エラリー・ヘイルから職員の地位を打診された。ハッブルは1953年に死去するまでウィルソン山天文台の職員として留まった。死去の直前、ハッブルはカリフォルニア州サンディエゴ近郊のパロマー天文台で完成したばかりの巨大な200インチ（5.1メートル）反射ヘール望遠鏡を使用した最初の天文学者となった。

ハッブルは第二次世界大戦中、メリーランド州アバディーン性能試験場で民間人として米軍に勤務し、弾道学研究所の外部弾道学部門の責任者を務め、爆弾や発射体の有効火力を高める外部弾道学に関する膨大な研究を指揮した。彼の研究は、外部弾道学で使用される計測機器用のいくつかの機器の個人的な開発によって促進されたが、最も顕著な開発は高速クロックカメラであり、これにより飛行中の爆弾や低速発射体の特性の研究が可能になった。彼の研究の結果は、爆弾やロケットの設計、性能、軍事的有効性を大幅に向上させたと評価された。そこでの彼の仕事により、彼はレジオンド・オブ・メリット賞を受賞した。^[24]

エドウィン・ハッブルが1919年にカリフォルニア州ウィルソン山天文台に到着したのとほぼ同時期に、当時世界最大であった口径100インチ（2.5メートル）のフッカー望遠鏡が完成しました。当時は、宇宙はすべて天の川銀河で構成されているというのが宇宙観の主流でした。

ハッブルはウィルソン山のフッカー望遠鏡を使用して、ヘンリエッタ・レヴィットが発見した標準光源であるセファイド変光星を特定しました。^[7]見かけの光度と固有光度を比較すると、地球からの距離がわかります。 ^{[25] [26]ハッブルは、}アンドロメダ星雲やさんかく座星雲など、いくつかの星雲でセファイド変光星を発見しました。1924年に行われた彼の観測により、これらの星雲は天の川銀河の一部であるには遠すぎ、実際には私たちの銀河系外にある銀河であることが決定的に証明されました。そのため、今日ではそれらはもはや星雲とは見なされていません。

この仮説は、イマヌエル・カントの『自然史』と『天体の理論』が発表された1755年に早くも提唱された。ハッブルの仮説は、当時の天文学界の多くの人々、特にハーバード大学のハーロウ・シャプレーに反対された。反対にもかかわらず、当時35歳の科学者だったハッブルは、1924年11月23日にニューヨークタイムズ紙^{に初めて研究結果を発表し、 [27] 1925年1月1日の}アメリカ天文学会で他の天文学者に発表した。^[28]ハッブルのアンドロメダに関する結果は、 1929年まで査読のある科学雑誌に正式に発表されなかった。^[29]

ハッブルの発見は、宇宙に対する科学的見解を根本的に変えました。支持者たちは、ハッブルが銀河系外の星雲を発見したことは、将来の天文学者たちに道を開くのに役立ったと主張しています。^[30]著名な同僚の中にはハッブルの結果をあざ笑う者もいましたが、ハッブルは星雲に関する発見を最終的に出版しました。この出版された研究により、ハッブルはアメリカ協会賞と500ドルの賞金を受賞しました。^[16]

ハッブルはまた、写真画像での見え方に応じて銀河をグループ化するという、最も一般的に使用される銀河の分類システムを考案しました。彼はさまざまな銀河のグループをハッブル系列として知られるように配置しました。^[31]

ハッブルは、さまざまな方法を使用して、24の銀河系外星雲までの距離を推定しました。1929年にハッブルは、これらの距離と赤方偏移から決定される視線速度との関係を調べました。彼の推定距離はすべて、最大で約7倍小さすぎることが現在ではわかっています。これは、セフェイド変光星が2種類あるという事実や、明るいガス雲と明るい星を混同しているなどの要因によるものでした。^[32]しかし、彼の距離は実際の距離にほぼ比例しており、ヴェスト・スライファーと助手のミルトン・L・ヒューメイソンによる銀河の赤方偏移の測定値と彼の距離を組み合わせると、銀河の距離と視線速度（太陽の動きに合わせて補正）の間におおよそ線形の関係があることがわかり、^[11]この発見は後にハッブルの法則として知られるようになりました。

これは、2つの銀河間の距離が大きいほど、それらの相対的な分離速度が大きくなることを意味しています。そのように解釈すると、ハッブルの46個の銀河の測定からハッブル定数の値は500 km/s/Mpcになりますが、これは距離の較正における誤差により、現在受け入れられている74 km/s/Mpc ^{[33] [34]} (宇宙距離ラダー法) または68 km/s/Mpc ^{[35] [36]} ( CMB法) という値よりもはるかに高い値です。

しかし、赤方偏移の理由は不明のままであった。ジョルジュ・ルメートルは、アインシュタインの一般相対性理論の方程式に基づく理論的根拠に基づいて赤方偏移と距離の関係を予測し、ハッブルの法則が発見される2年前に、それを裏付ける観測結果を発表した。 ^[37]彼は論文の中で「速度」という用語（および序文では「見かけの視線速度」）を使用したが、後にこれを実際の速度として解釈することに疑問を表明した。1931年に、彼はオランダの宇宙学者ウィレム・デ・ジッターに宛てた手紙の中で、赤方偏移と距離の関係の理論的解釈に関する意見を述べた。^[32]

「ヒューマソン氏と私は、星雲の速度と距離に関する論文に対するあなたの寛大な評価に深く感銘を受けています。私たちは、相関関係の経験的特徴を強調するために「見かけの」速度という用語を使用しています。その解釈は、あなたと、この問題について権威を持って議論できるごく少数の人々に委ねられるべきだと私たちは考えています。」

現在、問題となっている「見かけの速度」は、通常、宇宙の膨張によって生じる固有距離の増加であると考えられています。膨張する測定基準を通過する光は、ハッブル型の赤方偏移を経験します。これは、ドップラー効果とは多少異なるメカニズムです (ただし、2 つのメカニズムは、近くの銀河の座標変換によって関連付けられた同等の説明になります)。

1930年代、ハッブルは銀河の分布と空間の曲率の決定に携わった。これらのデータは宇宙が平坦で均質であることを示しているようだったが、大きな赤方偏移では平坦性から逸脱していた。アラン・サンデージによれば、

「ハッブルは、赤方偏移補正が後退を仮定しない場合、彼のカウントデータは空間曲率に関してより合理的な結果を与えると信じていました。彼は執筆の最後までこの立場を維持し、真の膨張が存在しないモデルを支持し（少なくともオープンにし）、したがって赤方偏移は「これまで認識されていなかった自然の原理を表す」と考えました。」^[38]

ハッブルの調査技術には方法論的な問題があり、大きな赤方偏移で平坦性から逸脱することが判明した。特に、この技術は銀河の進化による銀河の明るさの変化を考慮していなかった。それ以前の1917年、アルバート・アインシュタインは、新たに開発した一般相対性理論が、宇宙は膨張しているか収縮しているかのどちらかであると示唆していることを発見していた。アインシュタインは、自身の方程式が示していることを信じることができず、この「問題」を回避するために方程式に宇宙定数（「ごまかしの要素」）を導入した。アインシュタインはハッブルの赤方偏移を知ったとき、一般相対性理論が予測する膨張は現実のものであるに違いないとすぐに気づき、後年、方程式を変更したことは「生涯最大の失策」だったと語った。実際、アインシュタインはハッブルを訪れ、宇宙が膨張していると説得しようとしたことがあるらしい。^[39]

ハッブルは、1935 年 8 月 30 日に小惑星 1373 シンシナティも発見しました。1936 年には、 『宇宙論への観測的アプローチ』と『星雲の領域』を執筆し、銀河系外天文学へのアプローチと、この分野の歴史に対する見解を説明しました。

1941 年 12 月、ハッブルはアメリカ科学振興協会に、ウィルソン山望遠鏡による 6 年間の調査の結果が膨張宇宙説を裏付けなかったと報告した。ハッブルの発言を報じたロサンゼルス タイムズの記事によると、「望遠鏡が示すように星雲が均一に分布しているはずはなく、それでも爆発説に当てはまる。彼は、巨大な望遠鏡が見ているものを回避しようとする説明は成り立たないと述べた。たとえば、爆発は地球が創造されてからずっと後、おそらく最初の生命が地球に現れた後に始まっていたはずだ」という。^{[40] [41]} (ハッブルの推定によると、現在ハッブル定数と呼ばれているものはビッグバンをわずか 20 億年前としている。)

ハッブルは1924年2月26日にジョン・パトリックとルエラ・ケプフォード・バークの娘、グレース・リリアン・バーク・ライブ（1889年 - 1980年）と結婚した。

ハッブルはプロテスタントのキリスト教徒として育てられたが、彼の後年の発言のいくつかは不確実性を示唆している。^{[42] [43] [44]}

ハッブルは1949年7月にコロラド州で休暇中に心臓発作を起こした。妻の介護を受け、食事と仕事のスケジュールを変更しながら仕事を続けた。 1953年9月28日、カリフォルニア州サンマリノで脳血栓症（脳内の血栓）のため亡くなった。葬儀は執り行われず、妻も埋葬地を明かさなかった。^{[45] [46] [47]}

ハッブルの文書には、彼の書簡、写真、ノート、観測日誌、その他の資料の大部分が含まれており、カリフォルニア州サンマリノのハンティントン図書館に保管されています。これらは、1980年に亡くなった妻のグレース・バーク・ハッブルによって寄贈されました。^[48]

2011年、ネイチャー誌は、ハッブルが、後にハッブルの法則と呼ばれる法則を定式化し、観測的証拠も示したルメートルの1927年の論文の1931年の英訳の重要部分の編集に関与した可能性があるという主張を報じた。記事で引用された歴史家たちは、編集がハッブルの優先権を維持するためのキャンペーンの一部であったことに懐疑的だった。しかし、観測天文学者のシドニー・ファン・デン・ベルフは、省略は翻訳者によって行われた可能性はあるが、意図的であった可能性もあると示唆する 論文^{[49]を発表した。}

2011年11月、天文学者マリオ・リヴィオはネイチャー誌に、ルメートルのアーカイブで発見した手紙から、編集はルメートル自身によってなされたことが示されたと報告した。ルメートルは、ハッブルが1929年にすでに報告していた科学的内容を公表することに意味を見いださなかったようだ。^[37]しかし、ルメートルがハッブルの2年前にこの法則^[50]をフランス語で発表していたという事実は変わらない。

ハッブルの存命中、ノーベル物理学賞は天文学の研究を対象としていなかった。ハッブルはキャリアの後半の多くを、天文学を独立した科学ではなく物理学の一部とみなすよう努めることに費やした。彼がこれを行った主な理由は、彼自身を含む天文学者が天体物理学への貴重な貢献をノーベル賞委員会に認められるためであった。このキャンペーンはハッブルの存命中は成功しなかったが、彼の死後まもなく、ノーベル賞委員会は天文学の研究を物理学賞の対象とすることを決定した。^[16]しかし、ノーベル賞は死後に授与されることはない。

• 1924年ニューカム・クリーブランド賞受賞^[51]
• 1938年にブルースメダルを受賞^[52]
• 1939年にフランクリンメダルを受賞。^[53]
• 1940年に王立天文学会金メダルを受賞。 ^[54]
• 1946年に弾道研究への顕著な貢献により功労勲章を受章。 ^[55]

• 1927年に米国科学アカデミーの会員に選出された。 ^[56]
• 1929年にアメリカ哲学協会の会員に選出された。 ^[57]

• 小惑星 2069ハッブル;
• 月のクレーターハッブル;
• 周回するハッブル宇宙望遠鏡。
• エドウィン・P・ハッブル・プラネタリウム、ニューヨーク州ブルックリンのエドワード・R・マロー高校内^[58]
• エドウィン・ハッブル・ハイウェイ、彼の生まれ故郷であるミズーリ州マーシュフィールドを通る州間高速道路44号線^[59]
• ハッブル中学校はイリノイ州ウィートンの公立学校で、彼は11歳からそこで暮らしていた。^[60]

2008年3月6日、アメリカ合衆国郵政公社は、芸術家ビクター・スタビンがデザインした「アメリカの科学者」と題されたシートにハッブルを称える41セント切手を発行した。^[46]彼の表彰状には次のように書かれている。^[61]

「遠い星の開拓者」と呼ばれることが多い天文学者エドウィン・ハッブル (1889-1953) は、宇宙の広大で複雑な性質を解明する上で極めて重要な役割を果たしました。彼が渦巻き星雲を綿密に研究した結果、私たちの天の川銀河以外の銀河の存在が証明されました。1953 年に突然死していなければ、ハッブルはその年のノーベル物理学賞を受賞していたでしょう。

（1953年に彼がノーベル賞を受賞していたという主張は、その年に彼がノーベル賞候補に挙がっていたにもかかわらず、おそらく誤りである。^[62]）

「アメリカの科学者」シートに掲載されている他の科学者には、生化学者のガーティ・コリ、化学者のライナス・ポーリング、物理学者のジョン・バーディーンなどがいる。

• 1934年オックスフォード大学でハレー講演^[63] ]を行う
• 2003年ミズーリ州名士殿堂入り^[64]
• 2008年「アメリカの科学者」米国切手シリーズ、0.41ドル^[65]
• 2017年インディアナバスケットボール殿堂^[66]

天文学者カール・セーガンによる1980年のドキュメンタリー『コスモス：個人的な旅』の第10話「永遠の果て」では、ハッブルの生涯と業績が描かれている。

コーネル大学の物理学者ハサン・パダムシーが書いた劇『創造の誕生日』はハッブルの生涯を描いている。^[67]

• バルトゥシアク、マーシャ。『宇宙を発見した日』ニューヨーク：パンテオン、2009年。
• クリスチャンソン、ゲイル;エドウィン・ハッブル: 星雲の航海者Farrar Straus & Giroux (T) (ニューヨーク、1995 年 8 月)
• ハッブル EP、「宇宙論への観測的アプローチ」（オックスフォード、1937 年）
• ハッブル、EP（1936）。星雲の領域。ヘプサ・エリー・シリマン夫人記念講演、25。ニューヘブン：エール大学出版局。ISBN 9780300025002. OCLC  611263346.代替URL
• ハッブル、エドウィン(1929)。 「銀河系外星雲間の距離と視線速度の関係」。PNAS。15  ( 3 ) : 168–173。Bibcode : 1929PNAS ...15..168H。doi : 10.1073/ pnas.15.3.168。PMC 522427。PMID 16577160。 
• メイオール、NU、エドウィン・パウエル・ハッブル伝記回想録 NAS 41
• オスターブロック、ドナルド E.、ジョエル A. グウィン、ロナルド S. ブラシア (1993年 7 月)。「エドウィン ハッブルと膨張する宇宙」。サイエンティフィック アメリカン。269 ( 1 ) : 84–89。Bibcode : 1993SciAm.269a..84O。doi :10.1038/scientificamerican0793-84。
• ハリー・ヌスバウマー、リディア・ビエリ『膨張する宇宙の発見』ケンブリッジ大学出版局、2009年。

ウィキメディア・コモンズには、エドウィン・ハッブルに関連するメディアがあります。

Wikiquote にはエドウィン・ハッブルに関する引用があります。

• 時間プロファイル
• ルイビル大学の天文学 —ニューアルバニー高校のエドウィン・ハッブルの写真。
• エドウィン・ハッブルの略歴 —アラン・サンデージ著
• オコナー、ジョン J.、ロバートソン、エドマンド F.、「エドウィン ハッブル」、マクチューター数学史アーカイブ、セントアンドリュース大学
• アメリカ物理学会のハッブルバイオ
• エドウィン・パウエル・ハッブル — 宇宙を発見した男 2009年5月31日アーカイブ、Wayback Machine
• 膨張宇宙の問題、1942年 エドウィン・ハッブル