埃德温·哈勃：观测宇宙学的开拓者

2024-01-18幻棠

太空探索 2024年1期

文/幻棠

▲ 青年时期的埃德温·哈勃

▲ 埃德温·哈勃

人类对宇宙的认知过程与一个婴儿了解周遭世界的过程并无两样，都是在不断的观察中逐渐形成，是一个不断发现和纠错的过程。在埃德温·哈勃提出自己对宇宙的新观点之前，人类一直认为宇宙只有银河系，是他的发现，帮助人类打开了宇宙认知的广阔之门。

1889 年，埃德温·哈勃生于美国密苏里州马歇尔菲尔德。他在那里度过了美好的童年，小小的他对未知怀有很浓厚的兴趣，并且有很强烈的探索精神。埃德温·哈勃最喜欢“科幻之父”儒勒·凡尔纳的《海底两万里》，那个未知世界令他沉迷。这种似乎天生就有的好奇心为他后来持续观测宇宙提供了非常有力的支撑。

向往星空的埃德温·哈勃在校成绩优异。他在芝加哥大学主修了数学及天文学，1910 年顺利获得了理学学士学位。尽管埃德温·哈勃很喜欢天文学，但是他拿到罗德奖学金后还是遵从了父亲的遗愿，去牛津大学学习了法律、文学和西班牙语。1913 年，埃德温·哈勃在肯塔基州路易斯维尔城开办了一家法律事务所，当起了律师。

不过，这种情况并没有持续太久。很快，埃德温·哈勃便发现，当律师并不是自己内心真正所向。研究天文学的渴望促使他放弃律师职业，选择了去威斯康星州的耶克斯天文台读研究生，并且依靠这里的工作，重新回到了芝加哥大学，攻读天文学博士学位。研究生期间，他的主要研究课题是“微弱星云的摄影研究”，这为他后来的发现奠定了基础。

1917 年，28 岁的埃德温·哈勃顺利毕业。这一年，美国正在欧洲打第一次世界大战。埃德温·哈勃的职业又出现了转折，他加入了美军，并在法国服役。埃德温·哈勃很快晋升为少校，不幸的是他在战斗中受伤，不得不在1919 年退伍。退伍后，埃德温·哈勃又想起了心心念念的天文学，立即穿着制服前往威尔逊山天文台，并从此开始了他后半生的天文学家生涯。

▲ 威尔逊山口径1.52 米和2.54 米望远镜

▲ 埃德温·哈勃正在使用望远镜进行观测

20 世纪20 年代早期，天文图像中形状奇怪、模糊的螺旋状天体是天文学界关注的焦点，大家都在讨论这些是什么。当时，人们普遍认为,它们是一种被称为星云的气体云。埃德温·哈勃进行的第一次观测用的是直径1.52 米的望远镜，观测对象是银河系里的星云。经过长时间的观测，他对星云提出了自己的观点。他说：“那些来自星云的光的确来自星云附近的恒星。星云系原子云和尘埃云，不像恒星那么热，但会发光。”

不久后，埃德温·哈勃开始利用直径达2.5 米的胡克望远镜来观测星空。胡克望远镜是一种反射式望远镜，在此后的30 年间，一直是世界上最大的望远镜。毫无疑问，胡克望远镜连接了哈勃与星空。

1923 年，在胡克望远镜拍摄的照片中，埃德温·哈勃仔细观察了仙女座星云，发现其所包含的恒星与我们银河系中的类似，只是更暗。通过比较造父变星的亮度变化，埃德温·哈勃确定在银河系之外可能还存在其他星系。此后，他继续以仙女座星云为观测对象进行研究，最终估算出仙女座星云的距离近90 万光年。这么遥远的距离意味着,仙女座星云不再局限于银河系内，而是一个河外星系。埃德温·哈勃的发现打破了一直以来“整个宇宙包括所有恒星都在银河系中”的人类认知，在天文界引起了轩然大波。此后几年里，埃德温·哈勃又发现了其他星系，使得大家意识到：银河系只是宇宙中众多星系的一部分，宇宙远比原来想象中的更加辽阔。

证明宇宙中存在河外星系是埃德温·哈勃的一个伟大成就，改变了人类对宇宙的认知，但是这并非他人生中唯一的高光时刻。埃德温·哈勃并未止步于此。

接下来，埃德温·哈勃不仅根据观测建立了星系分类系统，而且还发现了宇宙膨胀的现象，提出了哈勃定理。这些源于埃德温·哈勃对星系光谱的研究。埃德温·哈勃发现，星系之间的距离越远，星系移动的速度就越快，因此，他提出了“宇宙在快速膨胀”的设想。并且，他和同事的共同努力证明了这个设想，确定了哈勃常数。现在，这个定理和哈勃常数早就被以他的名字命名的哈勃望远镜的空间观测所证实。

如今，虽然埃德温·哈勃人已逝去，但他关于宇宙的观点和贡献仍然陪伴着人类认知的成长，激励着人类探索更遥远的太空。