Das Reich der Nebel

217 Pages·1938·12.399 MB·German

by  Edwin Hubble (auth.)

.Au8erer Teil des gro8en Spiralnebels Messier 31 in der Andromeda
(Der offene Haufen befindet sich etwa 48'
sudlich vom l(ern)
Der Beobachter blickt durch den Schwarm der ihn umgebenden Sterne und
Ober dessen Grenzen hinaus durch den leeren Raum und sto6t auf ein anderes
Stemsystem, den Nebel Messier 31. Die hellsten Objekte im Nebel konnen
einzeln erkannt werden, und der Beobachter unter ihnen findet verschiedene
Typen, die ihm aus dem eigenen Sternsystem wohlbekannt sind. Die schein
bare Helligkeit dieser vertrauten Objekte zeigt, da sie sich in den Nebeln
befinden, die Entfernung des Nebels an. Sie ist so gro6, da6 das Licht mehr
als 700000 jahre braucht, urn seinen Weg von dort bis zu uns zurOck-
zulegen.
Auf der Tafel sind eine Sternwolke (als NGC 206 katalogisiert), ein offener
Stemhaufen, ein kugelformiger Sternhaufen und ein verlinderlicher Stem
vom Cepheidentypus bezeichnet. Die Cepheide hat eine Periode von
18,28 Tagen und eine maximale Helligkeit von 18,75 Gro6enklassen.
Die Aufnahme wurde am 24. August 1925 von Duncan mit dem 100 inch
Reflektor gemacht; Norden ist oben; 1 mm = 11,8".

DIE WISSENSCHAFT
HERAUSGEBER PROF. DR. WILHELM WESTPHAL
BAND 91
Das Reidt der Nebel
von
Edwin Hubble
Mount Wilson Observatory
Carnegie Institution of Washington
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Der Ortginalutel lautet:
The Realm of tbe Nebulae
Beremtigte 'Obersetzung aus dem Englismen
von Karl-Otto Kiepenheuer, Universitătssternwarte Gottingen
ISBN 978-3-663-06017-8 ISBN 978-3-663-06930-0 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-06930-0
Alle Remte Torbehalten
Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH
Urspriinglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Braunschweig 1938
Softcover reprint of the hardcover Ist edition 1938
Vorwort des Herausgebers der deutschen Ausgabe
Das englische Original dieses Suches ist im Juli 1936 in erster,
im Marz 1937 in zweiter Auflage erschienen und entspricht dem
Stande der Forschung zu Beginn des jahres 1936. Die Zahl der seit
dem an Nebeln angestellten Untersuchungen ist gering und hat
unsere Vorstetlung vom Aufbau des Nebelreiches nur wenig geandert,
wohl aber vertieft und sicherer begrOndet. Die zahlreichen inzwischen
erschienenen Untersuchungen - insbesondere zur Deutung der Rot
verschiebung - sind von sehr spekulativer Art, gehen also weit
Ober den Rahmen hinaus, den der Verfasser diesem Buch gesteckt
hat. Wir haben deshalb davon abgesehen, die deutsche Ausgabe
durch irgendwelche Zusatze zu erganzen.
Die Schilderung der dramatischen Entdeckungsgeschichte des
Reiches der Nebel, wie sie bier von einem der Hauptbeteiligten
gegeben wird, verliert dadurch nichts an ihrem Wert.
lm August 1938.
Der Herausgeber
Vorwort
Dieses Buch enthlilt die Silliman-Vorlesungen, die der Verfasser im
Herbst 1935 an der Yale-University gehalten hat, tmter Hinzufagung
eines einfiihrenden Kapitels. Es handelt von der Welt der Nebel, also
von demjenigen, dunn mit Nebeln bevOlkerten Teil des Weltalls, der
mit den heutigen Fernrohren erforscht werden kann. Die Darstellung
ist far einen breiteren Leserkreis bestimmt und daher nicht erschOpfend.
Doch erstreckt sie sich fiber die meisten wichtigen Fragen, fiber die man
derzeit eine bestimmte Aussage machen kann. Der Gegenstand wird
vom Standpunkt des Beobachters aus dargestellt; das reiche Feld der
theoretischen Literatur wird kaum gestreift. Mit diesem Vorbehalt
dilrfte das Buch wohl ein zuverUissiges und klares Bild eines typischen
Beispiels far einen wissenschaftlichen Forschungszweig im Fortschritt
seiner Entwicklung geben.
FOr alles, was nicht ausdrilcklich als die Ansicht anderer gekenn
zeichnet ist, iibernimmt der Verfasser die alleinige Verantwortung. Zu
groBem Dank ist er seinen Kollegen vom Mount Wilson Observatorium
verpflichtet. Insbesondere hat Milton Humason fast samtliche
neueren Daten iiber Nehelspektren und Rotverschiebungen beigesteuert.
Er dankt ferner Walter Baade, dessen Interesse und dessen tiefes
Wissen den ganzen Bereich der Nebelforschung umfassen, sowie Sinclair
Smith, dem Erforscher der physikalischen Beschaffenheit der Nebel
und der Nebelhaufen. In kosmologischen Fragen erfreute sich der Ver
fasser des Rates von Richard Tolman und Fritz Zwicky vom
California Institute of Technology, Der tagliche Verkehr mit diesen
Mannern hat eine gemeinsame Atmosphlire geschaffen, in der Gedanken
entstanden, deren Urheber oft nachtraglich nicht mehr im einzelnen
festzustellen sind. So spricht hier in gewissem Sinne ein einzelner fOr
eine Gemeinschaft.
Die Eroberung des Reiches der Nebel ist das Werk der groBen Fern
rohre. Sie begann damit, daB man die Nebel als unabhlingige, mit
unserem eigenenMilchstra6ensystem vergleichbare Sternsysteme erkannte.
Nachdem man aber einmal das Wesen der Nebel kannte, war es nicht
allzu schwer, Methoden zur Ermittlung ihrer Entfernungen zu ent
wickeln; und damit war das neue Feld fiir die Forschung offen.
VIII
Es war das Hooker-Teleskop, der 100 inch(2,50 m)-Reflektor des
Mount Wilson Observatoriums, der Carnegie Institution of Washington,
das die Erkenntnis vom Wesen der Nebel endgOitig sicherstellte, und
das den von unserm positiven Wissen umfaBten Bereich auf das Tausend
millionenfache erweiterte. Es ist das gro6te unter den heute in Be
nutzung befindlichen Fernrohren, es hat die groBte Lichtstarke und
die groBte Reichweite. Aus diesem Grunde bestimmt es die heutige
Ausdehnung des beobachtbaren Raumbereiches und hat die wichtig
sten Daten far die Untersuchung dieses Bereiches als Muster des Weltalls
beigesteuert.
Im Hinblick auf die einzigartige Rolle, die der 100 inch-Reflektor
im Fortschritt der Nebelforschung gespielt hat, sind die Bildtafeln in
diesem Buch fast aile nach Aufnahmen mit dem groBen Fernrohr her
gestellt. Nur Tafel XII und Teile der Tafeln I und II stammen von
seinem kleineren Bruder, dem 60 inch-Reflektor des Mount Wilson
Observatoriums. Die Herstellung der Tafeln wurde auf dem Obser
vatorium durch Ferdinand Ellerman und Edison Hodge vor
bereitet.
SchlieBiich mochte der Verfasser noch Godfrey Davies von der
Huntington Library fOr die kritische Begutachtung der Darstellungs
weise dieses Suches danken. Seine freundlichen Eingriffe haben sehr
wesentlich dazu beigetragen, die Zahl der Schwierigkeiten, auf die der
Leser sonst gestoBen ware, zu vermindern.
Mount Wilson Observatory, im Februar 1936.
Edwin Hubble
Inhalt
Sette
Einleitung .............................................. .
Naturwissenschaftliche Forschung; die Sprache der Astronomie;
Entfernungselnheiten; schelnbare Helligkeiten; absolute Helllg
keiten; Periode-Helligkeitsbeziehung fUr Cepheiden; Nebel und
ferne MilchstraBen; Bezeichnungen einzelner Nebel.
Die Erforschung des Raumes . . . . . . . . . . . .. . . . .. . . . . .. . . . . .. 18
Wachsende Horizonte; die Theorie der Weltinseln; die Natur der
Nebel, a) Formulierung des Problems, b) Ulsung des Problems;
die Bewohner des Raumes; das Reich der Nebel: a) Verteilung
der Nebel, b) die Geschwindlgkeit-Entfernungsbeziehung; der
beobachtbare Raumteil als Muster des Universums.
11. Gemeinsame Eigenschaften der Nebel • . • . . . . . . • . . . . • . . . . . . 33
Die Einteilung der Nebel; die allgemelnen Zilge; elliptische Nebel;
spiralformige Nebel; normale Spiralen; geschlossene Spiralen;
die Folge der Spiralnebel; Folgen regelmliBiger Nebel; zuslitzllche
Merkmale; unregelmliBige Nebel; die Standardnebel; Eigen
schaften, die sich iiber die Folge systematisch velindern: 1. Spek
traltypen, 2. Farben, 3. Auftosung in Sterne, 4. relative Hliufig-
keit der Typen; Zusammenfassung.
111. Die Verteilung der Nebel............................... 53
Nebeldurchmusterungen; die Verteilung tiber den Himmel; die ga
laktische Verdunklung; verdunkelnde Wolken; die absorbierende
Schicht; das allgemeine Feld; Verteilung im GroBen; Verteilung
in der Tiefe im GroBen; die Verteilung im }(Ieinen; Nebel
gruppen; Nebelhaufen.
IV. Die Entfernung der Nebel................................ 76
Entwicklung der Entfernungskriterien; Novae in Spiralnebeln;
AufiOsung der Nebel; Cepheiden; Nebel als ferne MilchstraBen;
zuslitzliche l(riterien filr Nebelentfernungen.
V. Die Geschwindigkeit-Entfernungsbeziehung . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
Die ersten Nebelspektren; die erste Radialgeschwindigkeit;
Sliphers Liste der Radialgeschwindigkeiten; die Deutung der
Beobachtungen; Bewegung der Sonne relativ zu den Nebeln;
der K-Wert als Funktion des Abstandes; die Geschwindigkeit
Entfernungsbeziehung; Humasons Liste der Radialgeschwindig
keiten; die Haufen; Einzelnebel; die Bedeutung der Geschwindig
keit-Entfernungsbeziehung.
X
Salta
VI. Die lokale Gruppe. . . . . . . . . . . . . . . . . • . . . . . . . . . . . . . . • . . . . 115
Die Mitglieder der lokalen Gruppe; das galaktische System; die
Magellanwolken; Messier 31; Messier 32; NGC 205; Messier 33;
NGC 6822, IC 1613; mogliche Mitglieder der lokalen Gruppe;
Zusammenfassung.
VII. Das allgemeine Feld .................................. 141
Abstandskriterien; hellste Sterne; Unsicherheiten im K:riterium
der hellsten Sterne; Anwendung des K:riteriums der hellsten
Sterne, l. Leuchtkraftfunktion fOr aufge!Oste Nebel, 2. die Ent
fernung des Virgo-Haufens, 3. Geschwindigkeit-Entfernungs
beziehung; Eichung der Geschwindigkeit-Entfernungsbeziehung;
die Leuchtkrafte von Haufennebeln; Ausleseeinf!Osse bei statl
stischen Entfernungskriterien; die Leuchtkrafte der Feldnebel;
Abmessungen der Nebel; die Massen der Nebel.
VIII. Das Reich der Nebel . . • • . • . . . . . . . . • . . . • . . • . . . . . . . . . . . 168
Durchmusterun~en bis zu fortschreitenden Grenzen; Verteilung
der Nebel in der Tiefe; quantitative Beschreibung der Verteilung;
der Raum zwischen den Nebeln; der beobachtbare Bereich; der
Einflutl der Rotverschiebung auf die scheinbare Helligkeit; der An
zahleffekt; der Energieeffekt; die Wirkungen der Rotverschiebung
und die beobachteten Abweichungen von der Gleichformigkeit;
kosmologische Theorien.
Namen- und Sachregister ............................. 193
Tafeln
Beite
Au.6erer Teil des gro.6en Spiralnebels im Andromeda (Messier 31 ). Titelblld.
I. Nebeltypen (elliptische und unregelm:t.6ige) . . . . . . ... . . . . . . . . . . 36
II. Nebeltypen (normale und geschlossene Spiralen).............. 40
III. Nebelgruppe (NOC 3185, 3187, 3190, 3193) . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
IV. Der Corona Borealis-Haufen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
V. Novae in Messier 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
VI. Cepheiden-Ver:tnderliche in Messier 31....................... 86
VII. Nebelspektren............................................. 96
VIII. Die Oeschwindigkeit-Entfernungsbeziehung .................. 112
IX. Messier 31 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
X. Messier 33 ................................................ 132
XI. IC 1613................................................... 136
XII. NOC 6946 und IC 342 ..................................... 138
XIII. Nebel im Virgo-Haufen (M 90 und M tOO) ................... 152
XIV. Die Tiefe des Raumes .................................... 176
Abbildungen
l. Die Folge der Nebeltypen . . . .. . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. .. 42
2. Nebeldurchmesser I:tngs der Typenfolge (m = 10)............ 46
3. Scheinbare Vertenung der Nebel mit Anzeichen galaktischer Ver-
dunkelung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
4. Schematische Darstellung der absorbierenden Schicht. . . . . . . . . . 59
5. Verdunklung durch die absorbierende Schicht, dargestellt durch
die scheinbare Verteilung der Nebel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
6. Verteilung der Nebel nach teilweiser Eliminierung der galakti-
schen Verdunklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
7. H:tuflgkeitsverteilung von Fe1dern verschiedener Or6.6en....... 67
8. Lichtkurve von vier Cepheiden-Ver:tnderlichen in Messler 31.... 87
9. Die Formullerung der Oeschwindlgkeit-Entfernungsbeziehung .. 106
10. Schein bare Verteilung der Mitglieder der lokalen Oruppe. . . . . . . 118
11. Haufigkeitsverteilung von m.-m., . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
12. Oeschwindigkeit-Entfernungsbeziehung aus den hellsten Sternen 154
13. Oeschwindigkeit-Entfernungsbezlehung fOr Feldnebel ......... 155
14. Oeschwindigkeit-Entfernungsbeziehung fOr Haufen ........... 156
15. Verteilung der Nebel mit gleicher scheinbarer Helligkeit im Raume 161
16. Scheinbare Verteilung der Nebel in der Tiefe ................ 172