1925年1月1日：发现宇宙的那一天

仙女座星云，约于1900年在耶克斯天文台拍摄。对我们来说，这是一个显而易见的星系。然后，它被描述为来源不明的“发光气体”。

这个日期有什么特别之处？新年只是日历的偶尔翻转，但也可以用作提升，更新和修改想法的时刻。这发生在1925年1月1日科学史上最不寻常的日子之一。可以说，当时没有什么特别的事情发生，只是科学会议上的一份普通报告。或者可以将其庆祝为现代宇宙学的诞辰，即人类按原样发现宇宙的那一刻。

在此之前，天文学家对现实有短视和有限的看法。即使最聪明的头脑也经常发生这种情况，他们看到但不了解他们在看什么。但是关键事实就在他们眼前。有有趣的螺旋状星云散布在天空上，漩涡状的光像顶部。其中最著名的仙女座星云非常明亮，以至于在晚上很容易看到。但是这些无处不在的物体的重要性仍然是个谜。

有些人认为，螺旋星云是巨大而遥远的恒星系统，即“孤岛宇宙”，与我们的银河系银河系相当。许多其他人确信，这些气体只是很小的，间隔很近的气体云。从它们的角度来看，其他星系（如果存在）是不可见的，并且位于太空深处。也许没有其他星系，但是只有一个银河系-一个确定宇宙的系统。双方之间的争执十分激烈，以至于导致了 1920年著名的大争端，但最终以不令人满意的结果告终。

几年后，在最著名的天文学家之一埃德温·鲍威尔·哈勃（Edwin Powell Hubble）的作品中，才出现了我们在宇宙中的位置的正确观念。自1919年以来，哈勃成为加利福尼亚州威尔逊山天文台最耐心，最谨慎的观察员之一。天文台本身成为了天文研究的主要先锋队，这是最近创建的100英寸胡克望远镜的所在地-当时它是世界上最大的望远镜。这是正确的观察者在正确的时间，正确的位置的完美结合。

哈勃得到了Vesto Melvin Slifer的先前研究的极大帮助来自洛威尔天文台（Lowell Observatory），这是现代宇宙论的无名英雄之一。斯利弗（Slipher）发现，许多螺旋星云以极快的速度运动，比任何已知的恒星都快，而且它们的运动主要来自我们。对于Slifer来说，这项发现令人信服地证明了这些系统的独立性，这是由银河系外运作的未知机制得出的。但是Slifer缺乏必要的资源来证明他的解释。他需要一个巨型望远镜，例如哈勃望远镜安装在威尔逊山上。这就是我们的故事转向最重要的地方。


埃德温·哈勃（Edwin Hubble）大约在1922年在威尔逊山（Mount Wilson）驾驶100英寸望远镜

哈勃一直对理论和解释保持谨慎。他将科学注意力集中在螺旋星云上，而没有强调需要证明“岛屿宇宙”的理论。他宁愿等到他对这一理论提出明确的肯定或反驳-取决于证据。

1922年，另一个重要的难题出现了。那年，瑞典天文学家克努特·埃米尔·隆德马克（Knut Emil Lundmark）在螺旋星云M33的怀抱中看到了他认为独立的恒星。此后不久，威尔逊山天文台的约翰·邓肯（John Duncan）在同一星云中发现了一些渐弱的光点。可能是变星，类似于银河系中存在的变星，但由于与它们的距离较远，所以变暗得多？

感觉答案很接近，哈勃加倍努力。他在自己喜欢的木椅上过夜，控制着一个安装在钢上的胡克望远镜，以消除地球自转的影响。尝试以仙女座星云的详细快门速度图像形式获得了成功。星云的斑点光开始变成许多亮点，这些亮点看上去不像气体，而是像一大群恒星。

最后的证据出现在1923年10月，当时哈勃发现仙女星系其中一个星系中，一个造父变星之外的独立变星发生了典型的闪烁。这种恒星的视在亮度可预测地周期性变化，其自身亮度取决于振荡周期。只需测量31天的恒星闪烁周期，哈勃就可以计算出到它的距离。根据他的计算，总共有930,000光年-不到今天的估计一半，但就其时间而言，仍然是一个令人震惊的数字。这个距离位于仙女座，它是最明亮且可能最接近的螺旋星云之一，远远超出银河系。

原则上，大辩论才得以解决。螺旋星云是其他星系，而我们的银河系只是一个惊人的广阔宇宙的前哨之一。但是故事并没有就此结束。

哈勃一如既往地谨慎，开始寻找更多证据。在接下来的二月，他可能在仙女座中发现了另一个造父变星，在M33中发现了几个造父变星，并可能在其他三个星云中发现了另一个造父变星。毫无疑问，他向长期竞争对手哈洛·沙普利（Harlow Shapley）写下了这一消息，以嘲弄他和附近的小涡旋星云。这封信开始说：“您会感兴趣的是，我在仙女座星云中发现了造父变星。”

Shapley不需要进一步阅读就可以了解Hubble话的重要性。 Shapley Cecilia的塞西莉亚·佩恩-卡波奇金（Cecilia Payne-Gaposchkin）愤怒地告诉哈佛大学的应聘者塞西莉亚·佩恩-卡波奇金（Cecilia Payne-Gaposchkin），他是哈勃发来的消息。 Payne-Gaposhkina是现代天体物理学的另一个关键人物。出乎意料的巧合是，她在恒星光谱方面的开拓性工作于1925年1月1日完成！

尽管对仙女座号的发现感到明显的兴奋，但哈勃对结果的发表仍然不愿透露任何意见。尽管拥有夸张的自信，但他为这一发现的大声和过早的宣布感到极为担忧。每次从下午5点的会议开始正式晚宴，到威尔逊山的居住区修道院，哈勃都会与他的天文学家会面。并非所有人都接受其他星系的存在。作为认真研究自己声誉的自负科学家，哈勃害怕看起来像个傻瓜。

威尔逊山开朗而英俊的荷兰天文学家阿德里安·范·马南（Adrian van Maanen）大力反对。他坚信，他观察到某些螺旋星云的旋转，只有它们足够小并且位于足够近的位置时才有可能。哈勃担心在他的行列中会出现一个令人怀疑的科学家，并一直坚持到对结果完全确信为止。范·马嫩（Van Maanen）不明白自己哪里出了问题，因此拒绝承认错误。哈勃最终修改了他同事的照相板，并宣布“先前发现的旋转是潜在的系统误差的结果，没有指示出真实或明显的星云运动。”从学术角度来看，这是非常尖锐的指责。


哈勃在仙女座星云中唯一看到的变星改变了我们对空间大小的整体理解。左侧是帮助发现的图像。右边是星星的亮度曲线。

关于哈勃发现的信息不可避免地泄露给了媒体。结果，1924年11月23日在《纽约时报》上首次公开宣布了天文学突破的消息。在过去的三个世纪中，与太空有关的最重要发现是一大堆新闻！

然而，哈勃阻止了正式出版。著名的天文学家亨利·诺里斯·罗素（Henry Norris Russell）说服他在美国科学成就协会首都的一次会议上介绍他的发现，该会议提供了1000美元的最佳工作奖。当哈勃从未提供工作时，拉塞尔咕gr道：“好吧，他是驴。轻松的一千美元进入他的手中，他拒绝接受。”然后，罗素打开邮件，发现哈勃的工作刚到。

而只有现在，我们才收到令人惊叹的公告。 1925年1月1日，哈勃在威尔逊山被孤立，罗素（Russell）在热情的人群面前宣读了他关于其他星系存在的革命性工作。哈勃获得了最佳作品奖的一部分。她完成了大辩论等等。她将著名宇宙的大小显着增加了100,000倍。她为开放的宇宙打开了舞台，结果，原始的宇宙大爆炸（Slifer记录的速度已经暗示了这一点）奠定了基础。如果可以将任何日期定为现代宇宙论的生日，那么她就是她。

奇怪的是，是Shapley，而不是Hubble，他建议天文学家将其命名法适应新的现实，并将外部恒星系统称为“星系”。哈勃仍然驳斥了保守的世界观。他自然也很乐意不同意他的竞争对手Shapley提出的任何想法。因此，证明银河系只是众多星系之一的人埃德温·哈勃（Edwin Hubble）并没有停止称这些物体为“银河系外星云”。

哈勃看着仙女座星系中造父变星的亮度周期性波动，以另一种方式扩展了人类思维的可能性。他使我们免于担心，离我们极远的恒星的行为可能与我们附近的恒星有所不同。现在科学家可以研究其他星系中的恒星，他们可以确定宇宙在空间和时间上的恒定性。

根据现代估计，仙女座星系距我们250万光年，也就是说，我们看到的光始于250万年前。事实证明，我们看到这个银河系的恒星不仅相距250万光年，而且还存在于250万光年中。但是，它们看起来像离我们最近的星星。当埃德温·哈勃（Edwin Hubble）和其他天文学家走得更远时，他们添加了越来越多的时空均匀性证据。在整个空间和所有时间，原子似乎都发出相同的光，而可变恒星遵循相同的物理定律。

这种自然的坚定性使人们确信寻找在整个宇宙中运行的一组规则。或者，正如爱因斯坦所说的那样，这表明上帝并没有改变宇宙的规则。那是给人类心灵的该死的生日快乐礼物。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN401019/