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人类曾天真的认为,银河系是宇宙的全部,而地球是宇宙中心......

在哥白尼和伽利略之前,人类曾经以为地球就是宇宙的中心。后来,人类的幻想开始逐一破灭:大家逐渐意识到,原来太阳和行星并没有围着地球转,原来太阳系根本就不特别,它只不过是银河系中一个不起眼的小点……

但尽管如此,人类还是拥有着不知道哪里来的迷之自信,认为我们伟大的银河系就是宇宙的全部。这个坐井观天的观点将再一次被击垮、淘汰……

1888年,埃德温·哈勃(Edwin Hubble)出生在美国密苏里州。哈勃从小就是“别人家的孩子”,他不仅成绩好,还是天才运动员,唯一的弱点就是实在太过听话,虽然他从小就喜爱天文,但在上大学的时候依然顺应爸爸的心愿读了牛津大学的法律。25岁那年,他的父亲逝世,哈勃便回到美国并放弃了光明的法律生涯,转到芝加哥大学的天文系开始为自己而活。

人类曾天真的认为,银河系是宇宙的全部,而地球是宇宙中心......

埃德温·哈勃(wikipedia)

哈勃陆续在芝加哥大学和剑桥大学学习天文,期间还抽空为一战参军服役。1919年,在战争和学业都结束后,哈勃来到位于加利福尼亚的、当时世界排名第一的威尔逊山天文台。就在他入职报道的不久前,威尔逊山天文台刚刚装备上了当时世界最大的的胡克望远镜。

这台胡可望远镜背后也有着不同寻常的故事。1906年,一位名叫约翰·胡克(John Hooker)的天文爱好者决定资助威尔逊山天文台的发展,希望能够为它送上一台史上最好的、能够看清星空中更多细节的望远镜光是在购买和打磨镜片上,他就花掉了45000美元。然而可惜的是,1911年他因病逝世时,这台前无古人的望远镜都还没被制造出来。有后人重拾他的项目克服重重困难替他圆梦,这台望远镜也因此被称为“胡克望远镜”。

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至今胡克望远镜依然在工作(威尔逊山天文台)

初出茅庐的哈勃就这样成为了这台史上最大、直径足足有2.5米的巨型望远镜的使用者。

胡克望远镜即将成就哈勃,而哈勃也将让这台望远镜青史留名。

1922年一个晴朗的夏夜,哈勃如同往常一样登上胡克望远镜开始工作。他原本的工作计划是进一步研究星星的分类方法,但这一天,他却忽发奇想将望远镜对准了天空中的一团模糊光斑,希望能从那片混沌中看出些端倪。

在那时候,天文学家一致认为,宇宙中只有银河系一个星系,而星空中的某些奇怪的模糊光斑,则被认为是银河系内的气体或是灰尘云。

气体和灰尘云有什么好看的呢?哈勃仰望天空的时候,并不知道自己想要寻找什么答案。他只单纯地希望,这台前所未有的巨大镜头能映照出神秘夜幕中人类从未见过的细节。在1922年到1923年之间,他忙里偷闲、不务正业地利用胡克望远镜拍摄下了几百张光斑的照片,并第一次发现,那些模糊的光斑之中,隐藏着许多从未被辩认出的星星。

这些星星为什么会这么特别?为什么它们的光芒会这么微弱?哈勃每日埋头在堆叠成小山的星空照片中,继续观察记录着这些星星。1923年底,他终于在周密的计算后证明,这些星星是“造父变星”。

什么是造父变星呢?简单地说,它们是一种亮度随着时间呈周期性变化的星星,而且它们的光变周期和它们的光度成正比。早在1912年,哈佛一位非常聪明的计算学家莱维特(Henrietta Leavitt)就发现,只要知道造父变星的光变周期,就可以知道它的亮度,从而推测它和地球之间的距离。

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船尾座RS是银河系中最亮的造父变星之一, 由哈勃太空望远镜拍摄(wikipedia)

换句话说,造父变星是人类用来衡量距离的尺子。

于是,哈勃用莱维特的公式计算了一下,发现这颗造父变星距离地球86万光年远。这个结果就像给了哈勃当头一棒:人们所估计的银河系的最大直径,也不过只有十几万光年远。难道他两三年的研究心血,只得到了一个不知所谓的错误结果?

哈勃算了一次又一次,终于确信自己没有算错。他提出了一个大胆的设想:这颗造父变星,不在银河系中!

这个设想公然挑战了当时天文学界的共识,毫不意外地引起了轩然大波和骂声。哈佛大学的天文学家强烈地指责哈勃的推理过分鲁莽,有人因为他只有35岁而认为他哗众取宠,甚至就连哈勃自己的同事,威尔逊山天文台的精英同事们都嘲笑他不自量力、异想天开。

对此,哈勃没有放弃。他继续研究自己的理论,并在1924年11月23日首次将研究结果刊登在《纽约时报》上。不过虽然文章发表了,但并没有引起什么轰动,因为普通大众其实并不关心,也看不太懂。

幸好,当年的美国协会奖慧眼识珠,将哈勃的著作评为年度作品,并给了哈勃1000美元奖金以资鼓励。奖金其实不多,但着实给了哈勃信心。在之后的几年里,他继续观测着天空,发现了更多更加遥远的星星。他的研究最终证明了我们的头顶有各个彼此独立的星系,我们所在的银河系并不是宇宙的全部。

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360度银河系全景(ESO)

加上他在20年代末在后退星上的又一发现,以及认识到宇宙正在扩张的“哈勃定律”的提出,他的名望逐渐超过了同时代业界内的其他任何人。

过去那些嘲笑他的声音,都已经悄悄地熄灭了。

1949年1月,当胡克望远镜的替代者、直径5.1米的哈尔望远镜安装完毕后,哈勃被邀请成为了它的第一个使用者。诺贝尔奖委员会吵了几十年到底天文学算不算物理学,能不能破例把物理学奖颁给哈勃。可惜的是,在他去世后不久这个决议才获得通过。1990年4月,美国宇航局用他的名字命名了更加先进的、被发射进太空的哈勃太空望远镜,以纪念他当年如何开拓了人类观察宇宙的视野。

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哈勃太空望远镜(NASA)

哈勃的发现彻底改变了宇宙学,而根据哈勃太空望远镜的观测结果我们已经可以知道,宇宙的年龄已经有137亿年,我们银河系的周围,更是存在着其他两万亿个星系。这个令人震撼的事实,正是当年哈勃费尽全力想告诉我们的:银河系和人类,从来都不孤独。

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哈勃望远镜最著名的影像之一,在老鹰星云内诞生恒星的创生柱(NASA)

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