哈勃：星云世界的水手

导读：

      当我们眺望星空时，我们一定会想起埃德温·哈勃这名“星云世界的水手。”

 郑永春｜撰文

埃德温·哈勃（1889～1953）。图源：维基百科

因为20世纪上半叶是世界天文学快速发展的历史，那么它也介绍了同时期的欧美天文学家的群像从一个侧面介绍了当时天文学的面貌，反映了当时主流天文学界对于宇宙不断深化的认识。

我们也知道哈勃在年轻的时候，当他还是一个高中生的时候，就已经开始崭露头角，他身上有一些很优秀的品质，这些品质恰好是作为科学家的一些潜质，而且他还对梦想有执着的追求。他在学校的学习成绩特别好，特别喜欢探索，对什么东西都感到好奇。上高中的时候他身高就已经特别高了，还擅长运动，尤其是田径和跳高，甚至还打破了当地的跳高纪录。所以如果他去当运动员的话，可能也是一个成功的运动员。

哈勃这个名字在天文学界是如来贯耳，大名鼎鼎。在芝加哥大学学习时，哈勃曾经跟着诺贝尔奖得主进行学习，后来他又去牛津大学学习法律哲学，还去教过一年书，但这些都不是他想要的生活，他的梦想和他的兴趣还是在天文学。

特别是他在威尔逊山天文台工作时，参与了当时世界上最大的也是最灵敏的胡克望远镜的建造。1923年的时候，哈勃用胡克望远镜拍了一张仙女座星云的照片，这个照片不得了，它开启了一个天文学的新的时代。为什么这么说？因为我们知道太阳是一颗普通的恒星，那么在银河系里像太阳这样的恒星至少还有几千亿个，我们身在银河系之中，我们其实根本不知道银河系之外是什么样子的，或者说在此之前，我们甚至还不知道银河系之外，还有一个宇宙，还有像银河系一样的星系。因为横看成林侧成峰，远近高低各不同，不识庐山真面目，只缘身在此山中。我们在银河系里面不知道银河系是什么样子的，这其实是一个很正常的现象。

1923年，哈勃用胡克望远镜拍了一张仙女座星云的照片，他发现这个仙女座星云它里面的恒星跟咱们银河系差不多，只是会稍微暗一些。那么他还观察到了一颗叫造父变星的恒星，它的亮度会变化。那么我们知道造父变星也叫量天尺，通过比较这颗造父变星的亮度，哈勃知道了仙女座星云离我们的距离，由此也证明在银河系之外，还有其他的星系存在。当然那时候他还不能确定河外星系到底有多大，但这个发现已经足够重大。他让整个天文学界开始认识到银河系不是宇宙的全部，宇宙里除了银河系之外，还有别的星系，星辰大海，由此开启。

这也就是本书的书名《星云世界的水手》的由来。我们知道水手是在大海上航行的，航行的时候会遇到很多各种岛屿、大陆、海岸线以及其他的船只，所以整个航海的过程和天文探索的过程非常相似，是一个探索的旅途。后来哈勃继续观察仙女座星云，得出仙女座星云离我们有90万光年，于是仙女座星云它不再叫星云了，因为它跟银河系一样，同样是有很多的恒星组成的，所以改名叫了仙女座星系。

这个发现让整个天文学界大吃一惊。以前我们以为宇宙中的所有的星星都在银河系里，现在，在银河系之外发现了一个更大的宇宙，一旦证明了河外星系的存在，那么哈勃在天文学界就足以立足了，但他没有停下脚步，而是继续探索宇宙的深处。

但观察了很多的星系，这些星系好多都是像银河系一样的，有很多恒星组成的，它还给这些星系进行了分类，把它们分成椭圆星系、螺旋星系、棒旋星系等等。这些系统现在还在使用。所以哈勃实际上主要的贡献是让我们认识到了银河系之外的河外星系，但是哈勃对天文学的贡献还不止这些。他还研究了这些星系的光谱，他发现星系之间距离越远，移动速度就越快。由此提出了一个大胆的设想，我们的宇宙正在快速的膨胀，后来其他的科学家用爱因斯坦的广义相对论也算出了这个结果。哈勃和同事们还一起算出了宇宙的膨胀速度，这也就是大家现在常说的哈勃常数。后来发射到太空里面的哈勃太空望远镜，也证实了哈勃常数。除此之外，哈勃还提出了著名的哈勃定律。1936年他发表了一篇关于河外天文学研究的文章，正式宣告了银河系之外天文学研究的新篇章。

那么说到哈勃，我们还不得不提到一个哈勃太空望远镜，这是由美国国家航空航天局为主研制的一台太空望远镜，因为他工作在可见光波段，所以他得到的图像是我们肉眼可以直接进行观察的，这因此产生了非常大的传播的影响力。我们很多人正是通过哈勃望远镜拍摄的那些震撼人心的照片，来了解宇宙的，包括我们很多人熟悉的创生之柱，马头星云、玫瑰星云等等。我们看到我们的宇宙中有一片一片的气体和尘埃和很多恒星正在这些气体和尘埃中形成，开始发光，也有很多恒星开始走向衰老，乃至最后超新星爆炸，走向恒星的终点，或者成为黑洞。我们也知道天上的这些恒星就像人的一生一样，有诞生、有成长、有衰老、有死亡的过程。所以我们对宇宙的探索也可以启发和影响我们的人生观、世界观和价值观。

发现号航天飞机在STS-82维修任务中拍摄的哈勃空间望远镜。图源：维基百科

哈勃望远镜的发射和使用，运营的过程其实并不顺利。当它刚刚发射升空之后，不久就发现这个望远镜的磨制过程出了问题，相当于它是一个近视眼，拍他的照片都是模糊不清的，与之前的预想完全不一样。为此，美国国家航空航天局派遣航天飞机和宇航员几次上天给它装上了一副眼镜，包括此后几次更换和维修相应的设备，这才使得哈勃望远镜一直运行了30多年。30多年来，他得到的大量的成果，更新了人类对于宇宙的认知，哈勃的大名，也随着哈勃望远镜的照片和科学研究的成果，为全世界每个人所知道、所了解。

为了纪念哈勃对天文学的贡献，2069号小行星被命名为哈勃小行星。月球上有一座以哈勃为名的环形山，甚至还有公路和建筑以哈勃的名字来命名。哈勃望远镜留下的宝贵的数据和大量的照片将继续深化人类对宇宙的认知。哈勃提出宇宙加速膨胀，哈勃发现了银河系之外的其他星系，这些都更新了人类的世界观和宇宙观。

本书已在赛先生书店上架，欢迎点击图片购买

特别提示：赛先生书店所购图书可开发票，请在购书备注中留下开票信息（单位、税号和邮箱），确认收货后，由出版社开具。