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给我们带来整个宇宙的人,埃德温·哈勃,生日快乐

他是校园里的全能风云人物,他是平衡家庭要求与自身热爱的人,他是给我们带来整个宇宙的人!

“哈勃”,这次不是那架望远镜,而是那个用热爱奋斗,给我们带来整个宇宙的传奇人物!

作为一个年轻人,我们都感受过来自生活的压力,我们中的很多人挣扎于让我们的父母快乐,做我们认为是正确的事情,和追寻我们自己的兴趣当中。当我们听到“哈勃”这个名字的时候,大多数人都会联想到那架著名的望远镜,然而这个名字背后那位不可思议的科学家的故事,可以说更加有趣。

图片来源:芝加哥大学摄影档案馆,apf6-01298,芝加哥大学图书馆特藏研究中心。艾德文·哈勃坐在拿着篮球的年轻人的左边。

他小时候住在密苏里州,对科幻小说很感兴趣(也很喜欢茱勒·凡尔纳(Jules Verne)),在学校里,除了拼写,他所有的科目都很优秀。但他更出名的是他的运动才能:篮球、足球和棒球。他曾在芝加哥大学参加田径比赛,还戴过金手套,甚至一度击败了德国重量级拳击冠军。尽管他热爱天文学,但他同时也想让父亲满意,所以他去了牛津大学学习法律。在他的父亲去世后,他回到了家乡与家人一起生活,并在高中教了一年书,在那里他同时还担任了学生篮球队的教练。

不过,从某方面来说,父亲的去世让他重获了自由。在这令人难过的一年过后,他开始追求他的天文学博士学位,又在芝加哥,获得博士学位后,第一次世界大战期间,1919年他加入威尔逊山天文台成为一名职员,那里有着当时世界上最大的望远镜:100英寸(2.5米)虎克(Hooker)反射望远镜。

图片来源:卡内基科学收藏研究所位于加利福尼亚州圣马林诺亨廷顿图书馆的天文台

当时世界上最大的望远镜:100英寸(2.5米)虎克(Hooker)反射望远镜。

当时,物理学上刚刚发生了两场有趣的革命:一是爱因斯坦的广义相对论取代了牛顿的引力,用一种名为时空的动态结构取代了牛顿的静态、绝对的空间与时间。虽然它只是在几年前也就是1915年提出,但它已经成功解释了牛顿的引力,水星轨道的反常旋进,并且得到了在同年(1919年)发生的日食产生的光线弯曲的验证。

图片来源:纽约时报,1919年11月10日;伦敦新闻画报,1919年11月22日(R)

天上的光线都发生了弯曲

爱因斯坦的理论成功

星星不在它们所被看到的地方,也不再它们被设计的地方,但是没有人需要担心。

一本为12个智者提供的书

世界上不会再有人理解它了,当他的大胆出版商接受时,爱因斯坦这样说。

或多或少的科学家兴奋地谈论日食观测结果

与此同时,关于天文天空中的螺旋状星云的位置——是银河系内的物体,也许是原恒星——还是在遥远的河外星系——人们产生了激烈的讨论。对于后一种情况,最具有说服力的证据之一是维斯托·思丽芬(Vesto Sliphe)的观测结果,这些螺旋状的星云的速度是几百甚至几千公里每秒。这样的速度不仅比我们在我们星系内观察到的任何恒星或星云都要快,而且预计会高于我们星系的逃逸速度,而这意味着它们应该是不受束缚的。哈勃的主要工作是观察这些螺旋状星云,并在其中寻找像是新星这样地恒星事件。

图片来源:PBS/Nova/Runaway/Universe,

三角座螺旋星云,梅西耶33

1923年10月,哈勃正在观测仙女座大星云,寻找这些现象。一开始他看到了一个,用“N”做了标记,然后是第二个,接着是第三个。然后意想不到的事情发生了:他看到了第四颗新星,但是观测的位置与第一次发现的位置相同。这是一个大问题,因为新星通常需要几个实际的时间才会恢复;即使是最频繁出现的新星也需要很多年的时间来积累能量。这颗新星怎样才能在一两天内恢复能量呢?

这是不可能发生的。也就是说这意味着这并不是一颗新星,而是由另外的什么东西在那里:一颗变星!哈勃兴奋地划掉了“N”,代之为“VAR”!

图片来源:E.哈勃,NASA,ESA,

哈勃的手迹,via

因为变星的行为是众所周知的,所以他能够据此确定仙女座的距离,并且发现它根本不是星云,而是我们今天所知的仙女座星系。哈伯的这一举,让我们对于宇宙的地认识得到拓展——不仅仅只在我们的星系内,而是在几十亿光年外到处散落着几百万个星系。

但是哈勃没有止步于此。意识到这一点后,他还进行并观察了很多其他的螺旋星系,确定了它们与我们之间的距离和衰退速度。在爱因斯坦的广义相对论中,这意味着空间本身的结构在膨胀,由于这种膨胀,星系之间的距离越来越远。哈勃意识到,通过我们角度所测量的这些星系距离和衰退速度,他可以测量出宇宙的膨胀率!

图片来源:罗伯特·R·科什纳,美国国家科学院院刊(PNAS)

速度[km/s]

距离[Mpc](1Mpc=3.26百万光年)

哈勃为la类型的超新星绘制的图表

今天,这种关系被称为哈勃定律,膨胀率本身被称为哈勃常数(或哈勃参数),而世界上最著名的望远镜,哈勃望远镜的主要任务就是测量出这个常数。几十年后,哈伯的这项工作推进了大爆炸理论的产生,而这个理论倒推出宇宙处于一个热的、稠密的、快速膨胀的状态。这一理论最终在20世纪20年代得到验证,宇宙微波背景的发现,或是大爆炸留下的辐射“辉光”的发现,这一理论建立于这些不可思议的发现以及20世纪20年代哈勃解开的谜题的基础上。

图片来源:NASA/WMAP科学团队

由阿诺·彭齐亚斯(Arno Penzias)和鲍勃·威尔逊(Bob Wilson)在1965年发现了宇宙微波背景辐射

但是,哈勃无缘见到那一刻了。在他63岁那年死于脑血栓,当时他还在为在威尔逊山上的一次观测做准备。威尔逊山上有一个望远镜,比他用于发现宇宙膨胀的宇宙的那个望远镜大两倍,强大四倍。今天,2015年11月20日,是哈伯的第126个生日,这意味着从他的出生和从他的死亡到现在的时间一样多。然而,他的发现以及他为我们理解宇宙增加的知识将永远存在。

BY: Starts With A Bang

FY: 幺幺

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转载还请取得授权,并注意保持完整性和注明出处

选文:天文志愿文章组-

翻译:天文志愿文章组-幺幺

审核:天文志愿文章组-

终审:天文志愿文章组-零度星系

排版:天文志愿文章组-零度星系

美观:天文志愿文章组-

参考资料

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3.原文来自3.原文来自: https://www.forbes.com/sites/startswithabang/2015/11/20/happy-birthday-to-the-person-who-brought-us-the-entire-universe-edwin-hubble/#7d5b41002755

本文由天文志愿文章组-幺幺翻译自文章作者Starts With A Bang的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除。

注意:所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正。

结束,感谢您的阅读与关注

全文排版:天文在线(零度星系)

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