Аллан Сэндаж: Пионер космологических исследований и определитель возраста Вселенной

Введение

Американский астроном Аллан Рекс Сандейдж (18 июня 1926 года – 13 ноября 2010 года) – американский астроном. Он являлся сотрудником-эмеритом обсерваторий Карнеги в Пасадене, Калифорния. Он определил первые достаточно точные значения постоянной Хаббла и возраста Вселенной. + Открытых астероидов: 1 (96155) 1973 HA, 27 апреля 1973 года.

Карьера

Сэндедж был одним из самых влиятельных астрономов 20-го века. Он родился в Айова-Сити, штат Айова, США. Окончил Университет Иллинойса в 1948 году. В 1953 году получил докторскую степень в Калифорнийском технологическом институте; его научным руководителем был немецкий астроном Вальтер Бааде, работавший в обсерватории Уилсона. В это время Сэндедж был ассистентом-стажером космолога Эдвина Хаббла. Он продолжил исследовательскую программу Хаббла после смерти Хаббла в 1953 году. В 1952 году Бааде удивил своих коллег-астрономов, объявив (на конференции Международного астрономического союза в Риме в 1952 году) об определении двух отдельных популяций цефеид в галактике Андромеды, что привело к удвоению оценки возраста Вселенной (с 1,8 до 3,6 миллиардов лет). Хаббл ранее приводил меньшее значение, учитывая только более слабые цефеиды II популяции в качестве стандартных свечей. После заявления Бааде Сэндедж показал, что предыдущее предположение астрономов о приблизительно равной абсолютной звездной величине самых ярких звезд в галактиках было неверным в случае областей H II, которые, как он обнаружил, не являются звездами и по своей сути ярче, чем самые яркие звезды в далеких галактиках. Это привело к еще 1,5-кратному увеличению рассчитанного возраста Вселенной, примерно до 5,5 миллиардов лет. На протяжении 1950-х и вплоть до 1980-х годов Сэндедж считался ведущим наблюдательным космологом, вносящим вклад во все аспекты космической шкалы расстояний, от калибраторов в нашей галактике Млечный Путь до космологически далеких галактик. Сэндедж начал работать в обсерватории Паломар. В 1958 году он опубликовал первую надежную оценку постоянной Хаббла, снизив значение Хаббла с 250 до 75 км/с/Мпк, что близко к современному общепринятому значению. Позже он стал главным сторонником еще более низкого значения, около 50, соответствующего возрасту Хаббла около 20 миллиардов лет. В то время многие, в том числе Сэндедж, полагали, что космологическая постоянная равна нулю. В этом случае низкая постоянная Хаббла необходима для того, чтобы возраст Вселенной (в отличие от возраста Хаббла) был не меньше возраста самых старых содержащихся в ней объектов, то есть около 14 миллиардов лет. Сэндедж провел фотометрические исследования шаровых скоплений и оценил их возраст как минимум в 25 миллиардов лет. Это привело его к предположению, что Вселенная не только расширяется, но и расширяется и сжимается с периодом в 80 миллиардов лет. Современные космологические оценки возраста Вселенной, напротив, обычно составляют около 14 миллиардов лет. В рамках своих исследований образования галактик в ранней Вселенной он был соавтором работы, известной как ELS (по фамилиям авторов Олина Дж. Эггена, Дональда Линдена Белла и Сэндеджа), впервые описавшей коллапс протогалактического газового облака в нашу нынешнюю галактику Млечный Путь. Позже он защитил эту работу в 1990 году. В своей статье 1961 года "Способность 200-дюймового телескопа различать отобранные мировые модели" он предположил, что будущее наблюдательной космологии заключается в поиске двух параметров: постоянной Хаббла H0 и параметра замедления q0. Эта работа оказала влияние на наблюдательную космологию в течение как минимум трех десятилетий, поскольку она четко определила типы наблюдательных тестов, которые можно было бы провести с помощью большого телескопа. Он также опубликовал два атласа галактик в 1961 и 1981 годах, основанные на классификации Хаббла. В 1962 году Сэндедж изучал возможность непосредственного измерения временной изменчивости красного смещения внегалактических источников. Этот анализ стал известен как "тест Сэндеджа — Лоэба". Сэндедж обнаружил струи, извергающиеся из ядра так называемой Галактики Сигар. Они, должно быть, были вызваны мощными взрывами в ядре и, по-видимому, происходят уже не менее 1,5 миллионов лет. Сэндедж был плодовитым исследователем; за свою карьеру он опубликовал более 500 статей. До самой смерти он продолжал активно работать в обсерваториях Карнеги, публикуя несколько статей в год.

Sandage was one of the most influential astronomers of the 20th century. He was born in Iowa City, Iowa, United States. He graduated from the University of Illinois in 1948. In 1953 he received a PhD from the California Institute of Technology; the German born Wilson Observatory based astronomer Walter Baade was his advisor. During this time Sandage was a graduate student assistant to cosmologist Edwin Hubble. He continued Hubble's research program after Hubble died in 1953. In 1952 Baade surprised his fellow astronomers by announcing (at the 1952 Conference of the International Astronomical Union, in Rome) his determination of two separate populations of Cepheid variable stars in the Andromeda Galaxy, resulted in a doubling of the estimated age of the universe (from 1.8 to 3.6 billion years). Hubble had posited the earlier value; he had considered only the weaker Population II Cepheid variables as standard candles. After Baade's pronouncements, Sandage showed that astronomers' previous assumption, that the brightest stars in galaxies were of approximately equal inherent intensity, was mistaken in the case of H II regions which he found not to be stars and inherently brighter than the brightest stars in distant galaxies. This resulted in another 1.5 fold increase in the calculated age of the universe, to approximately 5.5 billion years. Throughout the 1950s and well into the 1980s Sandage was regarded as the pre eminent observational cosmologist, making contributions to all aspects of the cosmological distance scale, ranging from calibrators within our own Milky Way Galaxy, to cosmologically distant galaxies. Sandage began working at the Palomar Observatory. In 1958 he published the first good estimate for the Hubble constant, revising Hubble's value of 250 down to 75 km/s/Mpc, which is close to today's accepted value. Later he became the chief advocate of an even lower value, around 50, corresponding to a Hubble age of around 20 billion years. At the time, many, especially Sandage, believed that the cosmological constant was zero. In such a case, a low Hubble constant is necessary in order for the age of the universe (as opposed to the Hubble age) to be at least as old as the oldest objects it contains, i. e. ca. 14 billion years. Sandage performed photometric studies of globular clusters, and calculated their age to be at least 25 billion years. This led him to speculate that the universe did not merely expand, but actually expanded and contracted with a period of 80 billion years. The current cosmological estimates of the age of the universe, in contrast, are typically of the order of 14 billion years. As part of his studies concerning the formation of galaxies in the early universe, he co wrote the paper now referred to as ELS after the authors Olin J. Eggen, Donald Lynden Bell and Sandage, first describing the collapse of a proto galactic gas cloud into our present Milky Way Galaxy. He later defended the paper in 1990. In his 1961 paper "The Ability of the 200 inch Telescope to Discriminate Between Selected World Models," he suggested that the future of observational cosmology would be the search for two parameters: the Hubble constant H0 and the deceleration parameter q0. This paper influenced observational cosmology for at least three decades as it carefully specified the types of observational tests that could be performed with a large telescope. He also published two atlases of galaxies, in 1961 and 1981, based on the Hubble classification scheme. In 1962 Sandage studied the possibility of directly measuring the temporal variation of the redshift of extra galactic sources. This analysis became known as the "Sandage–Loeb test". Sandage discovered jets erupting from the core of the so called Cigar Galaxy. These must have been caused by massive explosions in the core, and they have apparently been occurring for at least 1.5 million years. Sandage was a prolific researcher; during his career he published more than 500 papers. Until his death he continued to be an active researcher at the Carnegie Observatories, still publishing several papers a year.

Личная жизнь

В 1959 году Сандейдж женился на Мэри Коннелли, также астрономе, и у них родились двое сыновей, Дэвид и Джон. Он также начал писать эссе на тему религии и науки. 13 ноября 2010 года Сандейдж скончался от рака поджелудочной железы в своем доме в Сан-Габриэле, Калифорния, в возрасте 84 лет.