В ХХ в. ученые предположили, что гелий на Солнце образуется при соединении атомов водорода и этот процесс сопровождается мощным выбросом энергии. Чтобы доказать данную гипотезу, под землей был установлен специальный детектор, и он уловил потоки нейтрино — частиц, испускаемых в ходе термоядерных реакций на звезде.
В 1914 г. американский астроном Весто Слайфер (1875–1969) открыл, что не только отдельные звезды, но и целые галактики излучают свет со смещением спектральных линий. Это дало основания американцу Эдвину Хабблу (известному ныне благодаря одноименному телескопу) утверждать, что галактики, отдаляясь одна от другой, с каждым мегапарсеком (3 × 10 км) ускоряются на 500 км/с.
Позже, однако, было доказано, что, хоть этот принцип и правильный, ускорение составляет всего 70 км/с — данное число получило статус постоянной Хаббла. При вычислениях ученый забыл, что на смещение спектра галактик влияют как общее расширение Вселенной, вынуждающее звездно-планетарные системы разбегаться одна от другой, так и внутренние гравитационные силы (и, соответственно, собственное движение). Поэтому галактики могут не только отдаляться, но и сближаться.
Таким образом, эффект, открытый Кристианом Доплером, оказался очень полезным для анализа химического состава небесных светил, определения их местоположения и колебаний под воздействием окружающих планет, что позволило находить новые планеты, а в широком смысле ― приблизило людей к оценке масштабов космоса.
Издревле, любуясь ночным небом, люди пытались понять: что это за темные клочья разбросаны вдоль всей нашей галактики (часть диска которой отлично видно ясной ночью, стоит только выйти из зоны с высокими домами и яркими фонарями)? Незадолго до смерти английский ученый и философФрэнсис Бэкон (1561–1626) высказал догадку, что пространство между звездами состоит из тех самых элементов, которые присутствуют в светилах, и так же движется вокруг Земли. Позже еще один известный англичанин, Роберт Бойль, попытался доказать, будто между звездами нет ничего, кроме пустоты. А в XIX в. появилась теория невидимой субстанции, заполняющей собой все пустое космическое пространство и переносящей колебания световых волн. Речь шла о так называемом эфире, текучем и твердом одновременно, невесомом и невязком, не склонном к сжатию и рассеянию. Само собой, в реальности такое чудо существовать не могло, что впоследствии было доказано математически.
В конце ХIХ в. американский астроном Эдвард Барнард (1857–1923) впервые заснял звездное небо на фотопленку и рассмотрел на ней причудливые темные фигуры — как позже выяснилось, это были туманности. В 1904 г. природу данных образований исследовал немец Иоганнес Гартман (1865–1936) — конечно же, не без помощи эффекта Доплера. Ученый рассматривал спектр звезды Дельта Ориона, на самом деле представляющей собой пять взаимосвязанных звезд, три из которых вращаются одна вокруг другой. Когда светила движутся в такой связке, их спектральные линии смещаются одинаково в зависимости от того, приближается или удаляется звезда. Но в спектре Дельты Ориона одна темная полоска упорно оставалась на месте, и Гартман предположил, что она принадлежит кальцию, который поглощает излучение на том уровне, где длина волны достигает 393,4 нм. Поскольку линия не двигалась, ученый заключил: кальций не принадлежит атмосфере звезды — он находится где-то между ней и Землей в форме разреженного газа. Значит, межзвездная среда не пуста, ее заполняет невидимое вещество.