Кратко: спор 1920 года между Хепли (Shapley) и Кёртисом (Curtis) сводился к двум главным вопросам — насколько велик наш Млечный Путь и входят ли спиральные туманности в его состав или это «островные вселенные» (внешние галактики). Ниже — позиции сторон, современная оценка и какие наблюдения в начале XX в. решили спор.
Позиции Шепли (правившие тезисы)
- Млечный Путь очень велик: размер по Шепли $\sim 300,000$ световых лет. Современное положение: частично опровергнуто — он переоценил размеры из-за ошибочной шкалы яркости переменных; современная оценка диска Млечного Пути $\sim 100,000$ световых лет ($\sim 30\text{kpc}$), а гало простирается дальше. Шепли однако правильно установил, что Солнце далеко не в центре.
- Глобальные шаровые скопления распределены вокруг «центра» Галактики (Сагиттариуса): подтверждено — Шепли правильно локализовал центр Галактики (хотя расстояния были смещены). Основное наблюдение: использование переменных типа RR Lyrae в шаровых скоплениях для оценки расстояний (работы Шепли, ~1918).
- Спиральные туманности — часть Млечного Пути (т.е. не «островные вселенные»): опровергнуто — это неверно.
Позиции Кёртиса
- Спиральные туманности — внешние галактики, отдельные «островные вселенные»: подтверждено. Ключ — они находятся намного дальше, чем размеры Млечного Пути.
- Млечный Путь сравнительно меньше, чем утверждал Шепли: в целом Кёртис был ближе в смысле того, что спирали — отдельные системы; по точной числовой шкале некоторые его оценки тоже неточны, но общая идея верна.
- Дополнительные аргументы Кёртиса: яркость нов (в частности в Андромеде), спектры и большие лучевые скорости туманностей: аргументы оказались убедительны, но окончательное подтверждение дал другой результат (см. ниже).
Решающие наблюдения начала XX века
- Исследование глобальных шаровых скоплений и переменных RR Lyrae у Шепли (~1918): показало смещённое относительно Солнца распределение кластеров и позволило Шепли увеличить шкалу размеров Галактики — важный шаг, но с заниженной/завышенной калибровкой (ошибка в абсолютной шкале величин).
- Спектроскопические измерения В. С. Слифера (V. M. Slipher), начиная с ~1912: показали большие доплеровские сдвиги (включая сильные удаления) для многих спиралей — это указывало на большие энергии/скорости и на то, что эти объекты могут быть либо очень необычными, либо очень удалёнными. Эти результаты усиливали аргумент Кёртиса, но сами по себе не давали окончательного расстояния.
- Наблюдения нов в туманности Андромеды и аргументы Кёртиса по их видимой яркости: дали оценку больших расстояний, но с неопределённой калибровкой абсолютной величины нов.
- Наблюения Эдмунда ван Маанена (van Maanen) заявившего о внутренних собственных движениях в спиральных туманностях (~1916–1923): если бы они были верны, то спирали должны были быть близкими (в поддержку Шепли). Позже эти измерения признаны ошибочными — они сильно вводили в заблуждение современников.
- Ключевое решающее наблюдение — обнаружение Г. Хабблом (Hubble) цефеид в Андромеде (M31) в 1923–1924 гг.: по периоду‑люминесцентной зависимости это дало расстояние намного превосходящее размеры Млечного Пути и однозначно показало, что Андромеда — внешняя галактика. После этого концепция «островных вселенных» стала общепринятой.
Краткие числовые ориентиры (современные)
- Диаметр звёздного диска Млечного Пути $\sim 100,000$ световых лет ($\sim 30\text{kpc}$).
- Расстояние от Солнца до центра Галактики $R_0\approx 8.2\text{kpc}$.
- Расстояние до Андромеды (M31) $\sim 780\text{kpc}$ ($\sim 2.5$ миллиона световых лет).
Итоговая сводка
- Подтверждено: идея Кёртиса о том, что спиральные туманности — внешние галактики; идея Шепли о том, что Солнце не в центре Галактики и о великом радиусе распределения шаровых скоплений (но не в точных числах).
- Опровергнуто: утверждение Шепли, что все спирали — внутри Млечного Пути; точные числовые оценки Шепли (он систематически переоценил расстояния).
- Решающее наблюдение: открытие цефеид в Андромеде Хабблом (1923–24). Важные предшествующие/вводящие в заблуждение данные: спектры Слифера, наблюдения нов Кёртисом, и ошибочные proper‑motion измерения van Maanen.