改变了天文学的女天文学家

亨利埃塔·斯旺·利维特，20世纪宇宙革命的先驱

在19世纪的世界，女性接受教育并不是一件普遍的事。不过出生于1868年7月4日的亨利埃塔·斯旺·利维特比较幸运，她做牧师的父亲让她接受了良好的教育。1892年，亨利埃塔·斯旺·利维特从拉德克利夫学院（现已并入哈佛大学）毕业，获得文学学士学位。大学期间，她还在哈佛大学天文台学习了天文学课程，并在第二年参加了天文学研究生课程。然而，在上大学后不久就开始的疾病使她几乎完全失聪。

19世纪80年代后期，哈佛大学天文台开启了一项记录天空中每个星星的位置、亮度和颜色的巨大项目。当时，天文台主任爱德华·查尔斯·皮克林的助手辞职，毕业后就失业的亨利埃塔·斯旺·利维特于1893年得到了这个职位，负责给世界各地的天文望远镜拍摄的星空照片中的恒星计数并编目，但是没有薪水。

亨利埃塔·斯旺·利维特每天都重复着检查照相玻璃板，然后计算、测量、在登记簿中记录观察结果的工作。这项工作非常乏味，需要异乎寻常的耐心和细心。这些玻璃板非常易损，目前只有约50万张保存了下来。

大约7年后，她的工作终于得到了认可，成为一名正式的工作人员，每小时的薪水是30美分。然而，与其他女性一样，她被禁止使用望远镜。爱德华·皮克林安排她专门负责在麦哲伦云中寻找变星。这项工作的主要内容是对比同一片天空的两张玻璃底片，一张是记录恒星亮度较暗时的负片，一张是记录恒星较亮时的正片。亨利埃塔·斯旺·利维特要将两张底片上的恒星仔细排列，并用放大镜依次检查每颗恒星。这些恒星亮度的任何变化都会表现为较暗恒星周围的白色小

光晕。如果她发现这类光环，就记录相应的恒星的位置，并调取同一天区数周或数月以来的玻璃底片，寻找其变化规律。

亨利埃塔·斯旺·利维特非常擅长这项工作。她可以用自己独特的方法系统地在成千上万的玻璃底片中连续工作几个小时。此时，她已经完全失聪。据说，皮克林会带领参观者到她工作的地方看她工作，但她因为失聪而对此一无所知。这也正好让她可以更加集中精神工作。普林斯顿大学的一位天文学家在给爱德华·皮克林的一封信中说：“利维特小姐在寻找变星这项工作中的角色无人能及。”

她做这项工作大约有10年，在麦哲伦云中发现了1777颗变星。更天才的是，她发现，恒星较亮时脉冲缓慢，较暗时脉冲迅速。她认为麦哲伦云中的所有恒星与地球的距离应该大致相同，所以如果她知道脉冲率，就可以计算恒星的亮度。她在工作中注意到，小麦哲伦云中的一些变星光变周期越长，绝对星等也越高。如果她能准确地测量这种变星的亮度，就可以计算出那颗恒星或包含这些恒星的星座与我们的距离。所以，只要找到一个准确的光度，这些变星就可以作为标准烛光，测量整个星座的位置。1908年，她在哈佛大学天文观测台发表了初步研究结果。4年后，她写了一份后续文件，证实了她的发现：造父变星从明亮到暗淡的变化呈明显的周期性。

在利维特之前，天文学家主要用视差来确定恒星之间的距离。使用这个方法，他们要在不同的时间，例如相隔6个月，拍摄同一恒星的图像，然后根据两次拍摄时地球所处的位置之间的距离和地球的两个位置与恒星构成的角度来计算地球与恒星的距离。这种方法在计算距地球10万光年以内的恒星的距离时是准确的。

亨利埃塔·斯旺·利维特（右）与另一位女天文学家安妮·坎农（左），1913年。

丹麦天文学家赫茨普龙使用视差法在1913年确定了几个造父变星的距离，并校准了利维特定律。现在，天文学家通过测量造父变星的周期和表观亮度，就可以确定其真实亮度，并计算出其

距离。利用校准后的利维特定律，天文学家可以确定1000万光年之内的天体与地球之间的距离。

在利维特所处的时代，大多数天文学家认为银河系就是整个宇宙。在1923年至1924年，埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森通过设置在威尔逊山上的新的100英寸（254厘米）胡克望远镜发现了一个暗弱的螺旋形星云仙女座（M31）的造父变星。他们使用利维特的方法确定了仙女座星云的距离，令人惊讶的是，仙女座与我们的距离远达250万光年！銀河系直径只有大约10万光年，所以仙女座不可能位于银河系内，它很可能是一个单独的星系。

哈勃和赫马森又在其他几个星云中发现了造父变星，通过计算，发现这些星云也是分离的星系。他们得出结论，银河系只是宇宙中许多星系中的一个！现在，我们已经知道，在我们可见的宇宙中有超过2000亿个星系。

1927年，比利时天文学家乔治·亨利·约瑟夫·爱德华·勒梅特（他还是一名牧师）使用哈勃和赫马森的数据和广义相对论，做出了一个更奇怪的预测——我们的宇宙正在膨胀。两年后，哈勃独立发表了星系红移与距离之间的线性关系。1931年，勒梅特提出，我们现在的宇宙始于大爆炸。也就是说，亨利埃塔·斯旺·利维特的突破，开启了20世纪的宇宙革命。

利维特在哈佛大学天文台发表了大约25篇论文。尽管这样，她一直都只是皮克林的实验室助理， 直到1921年哈罗·沙普利担任哈佛大学天文台的主管，她才被任命为摄影测光部主管。不幸的是，不久之后利维特就死于癌症。

1924年，瑞典皇家科学院写信给天文台，提名利维特为当年的诺贝尔奖获得者，但此时，她已经去世3年了。