愛德文·哈勃
哈勃對(duì)20世紀(jì)天文系作出許多貢獻(xiàn),被尊為一代宗師。其中最重大者有二:一是確認(rèn)星系是與銀河系相當(dāng)?shù)暮阈窍到y(tǒng),開創(chuàng)了星系天文學(xué),建立了大尺度宇宙的新概念;二是發(fā)現(xiàn)了星系的紅移-距離關(guān)系,促使現(xiàn)代宇宙學(xué)的誕生。1914年,他在葉凱士天文臺(tái)開始研究星云的本質(zhì),提出有一些星云是銀河系的氣團(tuán)。他發(fā)現(xiàn)亮的銀河星云的視直徑同使星云發(fā)光的恒星亮度有關(guān)。并推測(cè)另一些星云,特別是具有螺旋結(jié)構(gòu)的,可能是更遙遠(yuǎn)的天體系統(tǒng)。 1919年,他用世界上最大的150厘米和254厘米望遠(yuǎn)鏡照相觀測(cè)旋渦星云。當(dāng)時(shí)天文界正圍繞“星云”是不是銀河系的一部分這個(gè)問(wèn)題展開了激烈的討論。1923~1924年,哈勃用威爾遜山天文臺(tái)的254厘米反射望遠(yuǎn)鏡拍攝了仙女座大星云和M33的照片,把它們的邊緣部分分解為恒星,在分析一批造父變星的亮度以后斷定,這些造父變星和它們所在的星云距離我們遠(yuǎn)達(dá)幾十萬(wàn)光年,遠(yuǎn)超過(guò)當(dāng)時(shí)銀河系的直徑尺度,因而一定位于銀河系外,即它們確實(shí)是銀河系外巨大的天體系統(tǒng)——河外星系。1924年在美國(guó)天文學(xué)會(huì)一次學(xué)術(shù)會(huì)議上,正式公布了這一發(fā)現(xiàn)。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)使天文學(xué)家們關(guān)于“宇宙島”的爭(zhēng)論勝負(fù)立即分出,所有天文學(xué)家都意識(shí)到,多年來(lái)關(guān)于旋渦星云是近距天體還是銀河系之外的宇宙島的爭(zhēng)論就此結(jié)束,從而揭開了探索大宇宙的新的一頁(yè)。 1926 年,他發(fā)表了對(duì)河外星系的形態(tài)分類法,后稱哈勃分類。 愛德文·哈勃
20世紀(jì)初,斯里弗對(duì)旋渦星云光譜作過(guò)多年研究,發(fā)現(xiàn)譜線紅移現(xiàn)象。在斯里弗觀測(cè)的基礎(chǔ)上,哈勃與助手赫馬森合作,對(duì)遙遠(yuǎn)星系的距離與紅移進(jìn)行了大量測(cè)量工作,發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)方星系的譜線均有紅移,而且距離越遠(yuǎn)的星系,紅移越大,于是得出重要的結(jié)論:星系看起來(lái)都在遠(yuǎn)離我們而去,且距離越遠(yuǎn),遠(yuǎn)離的速度越高。1929年他通過(guò)對(duì)已測(cè)得距離的20多個(gè)星系的統(tǒng)計(jì)分析,更進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)星系退行的速率與星系距離的比值是一常數(shù)。兩者間存在著線性關(guān)系。這一關(guān)系后被稱為哈勃定律。這個(gè)被稱為哈勃常數(shù)的速率就是星系的速度同距離的比值。 這一結(jié)論意義深遠(yuǎn),因?yàn)橐恢币詠?lái),天文學(xué)家都認(rèn)為宇宙是靜止的。若認(rèn)為紅移是星系視向運(yùn)動(dòng)的多普勒效應(yīng)造成的,則紅移-距離關(guān)系表明,距離越遠(yuǎn)的星系正以越來(lái)越快的速度遠(yuǎn)離我們。運(yùn)用廣義相對(duì)論,人們通常把哈勃定律解釋為宇宙膨脹的必然結(jié)果。哈勃定律的發(fā)現(xiàn)有力地推動(dòng)了現(xiàn)代宇宙學(xué)的發(fā)展。 后來(lái)經(jīng)過(guò)其他天文學(xué)家的理論研究之后,宇宙已按常數(shù)率膨脹了137億年。
20世紀(jì)初,大部分天文學(xué)家都認(rèn)為宇宙不會(huì)膨脹出銀河系。但20世紀(jì)20年代初,哈勃用當(dāng)時(shí)最大的望遠(yuǎn)鏡觀察神秘的仙女座時(shí),發(fā)現(xiàn)仙女座中的星云不是銀河系的氣體,而是一個(gè)完全獨(dú)立的星系。在銀河系之外存在許多其它的星系,宇宙比人類想象的要大許多。
哈勃還對(duì)旋渦星云的空間分布進(jìn)行了研究,1936年在所著《星云世界》一書中繪出了旋渦星云按銀道坐標(biāo)的空間分布圖。該圖表明,在銀道面上幾乎完全看不到旋渦星云,在銀道面兩旁所見也不多,而隨著銀緯增高,所見到的旋渦星云越多。這一現(xiàn)象是由于銀河系內(nèi)銀道面附近濃密的星際物質(zhì)的吸光作用造成的。 他還研究了銀河星云的發(fā)光機(jī)制,1922年指出,發(fā)射星云近旁往往有光譜型早于B1型的恒星,反射星云近旁往往有晚于B1型的恒星。
為紀(jì)念哈勃的貢獻(xiàn),1990年,美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)發(fā)明空間望遠(yuǎn)鏡,為紀(jì)念哈勃的豐功偉績(jī),命名為“哈勃空間望遠(yuǎn)鏡”。此外,小行星2069、月球上的哈勃環(huán)形山均以他的名字來(lái)命名。