1923年拍摄的天文照片,这一关键发现,改变了人类的历史
这张黑白的老照片,看起来有些模糊不清,上面布满了星星点点。我们唯一能直接辨认到的信息,就是中央大黑点右上角的日期小字“1923-6-Oct”,以及更右上角的几个大写字母:“VAR”,旁边还带着一个激动的感叹号。
这是著名的天文学家哈勃的观测底片。在当时,它或许只是成千上万张天文观测底片中的普通一张。但正是它,终结了一场持续了百年的天文大争论,最终彻底颠覆了人类的宇宙观。

世纪大辩论
20世纪初,天文学界最核心,最激烈的争论便是:我们的宇宙,到底有多大?确切来说,是我们所在的银河系,是否就是整个宇宙的规模?还是说,它也仅仅是漂浮于宇宙大海中的一座岛屿,宇宙还有很多类似银河系这样的“宇宙岛”?
这就是著名的“宇宙岛”之争。当时,两位顶尖的天文学家代表了两种截然不同的观点。一方代表是哈洛·沙普利,他通过分析银河系内球状星团的分布,推算出整个银河系规模可能非常巨大,其直径可能达到惊人的30万光年。
正因银河系规模如此之大,那些在望远镜中呈现为模糊光斑的“旋涡星云”,只是银河系边界区域的一些气体云团,是这片“宇宙”本身的一部分,即我们所在的银河系就是整个宇宙本身。

另一派的代表是希伯·柯蒂斯。他认为沙普利对银河系规模的估计明显偏大。根据他的观察,那些星云中爆发的新星数量,远远多于银河系其他区域,看起来更像是远在银河系之外,由成千上万颗恒星组成的庞大系统,即银河系只是宇宙的一部分。
1920年,双方在美国科学院进行了一场天文学史上著名的大辩论。场上两位科学家都展现出了严密的逻辑和各自的证据,场面精彩纷呈,但最终谁也未能彻底说服对方。
原因在于,双方都缺乏一个关键的,一锤定音的证据:即这些遥远的星云到底离我们有多远?倘若它们的实际距离远小于银河系的规模,则沙普利的观点成立;而如果它们的距离远到银河系都无法容纳,则柯蒂斯正确。

关键的发现
谁都没有想到,最终给这场大辩论画上句号的,竟是一位天文界 “半路出家”者:埃德温·哈勃。他早年做过拳击手,篮球运动员,毕业于牛津大学法学专业,最终却选择追随内心真正的热爱,投身于天文学研究。
1923年10月6日夜晚,在威尔逊山天文台,哈勃使用胡克望远镜对仙女座星云(M31)进行了长时间曝光拍摄,成功捕捉到一张珍贵的底片。这台口径2.54米的巨型望远镜凭借其卓越的集光能力和高分辨力,清晰记录下了仙女座星云那片朦胧的亮斑。

起初,哈勃以为星云外围的这个光斑只是一次普通的“新星”爆发,并习惯性地在底片上将其标记为“N” (Nova,拉丁文“新星”)。但当他将这张底片与以往同一天区底片比对时,却发现到这颗星的亮度并未呈现爆发后逐渐衰减的特征,更像是一种周期性的变化。
他立刻意识到,这绝非一颗普通新星,而是一颗造父变星!所谓造父变星,指的是一类亮度上呈周期性脉动变化的星体,其变化周期与内在光度存在稳固的对应关系。而利用这一关系,可以把天体的变化周期和“视星等”等转换为“绝对星等”。
“星等”是天体亮度的度量单位。其中,“视星等”可以理解为主观实际观测到的亮度,而“绝对星等”则代表天体自身客观的真实发光能力。

通过观测,记录造父变星的光变周期,对比其“视星等”和“绝对星等”的变化差距,再根据星体“越远就越暗”的平方反比规律,就能够计算出这颗恒星与地球之间的准确距离。
难以抑制的激动之情的哈勃,当即划去了字母 “N”,用力写下了代表变星(Variable)的“VAR!”,并附加了一个充满力量的感叹号。这个瞬间修正,不仅改变了底片上的标记,更永远地改变了人类对宇宙结构的认知。

宇宙新图景
通过对观测底片的细致分析,结合天文学公式与知识的反复推算和修正,哈勃最终得出了一个颠覆性的结论:仙女座星云,远在90万光年之外!
这个数字意味着什么?在当时的天文学认知中,银河系的直径被认为只有约10万光年。就算是沙普利所提出的“扩大版”银河系,数字也不过是30万光年。而仙女座的距离,又远超出银河系规模,因此它绝不可能是银河系的一部分。
它一定是一个与银河系规模相当的,独立的恒星系统。此结论如同一记重锤,为持续多年的“宇宙岛”之争画上了句号。曾经被视为银河系内一团云气的仙女座星云,被正式确认为一个独立的星系。

凭借这一开创性的工作,哈勃也由此确立了在天文界的开创者地位。天文学的研究前沿从此从恒星真正迈向星系,一门新的学科被开启。更重要的是,这项发现为哈勃后续更伟大的成就铺平了道路。
在确认了独立星系的存在后,他开始观测更多的星系,并记录其距离和运动状态,最终在1929年发现星系退行速度与距离之间呈正比关系,即著名的哈勃定律。这条定律首次揭示了宇宙膨胀这一惊人事实,进而为后续大爆炸学说奠定了第一块理论基石。

结尾
这一发现的意义,远远不止于一场学术辩论的胜负。它彻底刷新了人类对宇宙的认知。改变了人们心中“银河系即宇宙”的观点,宇宙也变得更加宏大浩瀚。人类面对整个宇宙,也有了更深刻,更谦卑的认识。
这一切的转折点,正源自哈勃在1923年那个夜晚拍摄的那张略显模糊的底片,以及他写下的那个“VAR!”。天文学有时候就是这样:答案早已藏在星光里,只等一个足够耐心的人,把它读懂。

大家都在看
-
中国首个星际航行学院成立!大学“最无用”的专业是时候翻红了! 今天上午,中国科学院大学“星际航行学院”正式成立了。图源:微博@央广网学院一口气新添了 22 门核心课,像星际动力与推进原理、星际航行环境感知与利用、行星动力学与宜居性、星际社会学等等,光听名字就觉得下一 ... 天文之最01-28
-
第谷·布拉赫:天文学界的奇才,开启精确天文观测新时代 引言在科学史的长河中,天文学作为一门古老而又不断发展的学科,曾经历过无数伟大天文学家的努力与探索。从古希腊的托勒密到哥白尼,再到伽利略、开普勒,每一位天文学家的出现都极大地推动了人类对宇宙的认知。而在 ... 天文之最01-27
-
天文学的隐形巨人——第谷·布拉赫:用天文望远镜开启精确时代 大家好,今天我们来聊一位天文学界的“隐形巨人”——第谷·布拉赫(Tycho Brahe),他或许不像伽利略、开普勒那样家喻户晓,但他的贡献却奠定了现代天文学的基础,堪称“天文界的桥梁人物”。一、他是谁?——丹麦 ... 天文之最01-27
-
古希腊最牛学霸!亚里士多德:从天文学到教育学啥都懂 嘿,朋友们,今天给你们带个“古希腊超级学霸”的故事,名字叫亚里士多德。别看他是几千年前的人,但他的“学霸范儿”可是杠杠的,啥都懂,从天文学到教育学,简直就是“百科全书”本人。先说,他是个“天才少年”。 ... 天文之最01-26
-
天文学巨匠:第谷·布拉赫——丹麦天才的璀璨星辰之路 大家好,我是你们的历史人物研究分享博主。今天我们将深入探讨一位天文学界的传奇人物——第谷·布拉赫(Tycho Brahe),这位丹麦天才不仅以其精确的天文观测闻名,更以其复杂的人格、丰富的生活故事和不凡的科学精 ... 天文之最01-26
-
银河系到底有多大?用3个生活化对比,让你秒懂宇宙尺度 咱们抬头看星空,总说“身在银河系”,但这颗容纳了太阳系的宇宙“超级大盘”,到底大到什么地步?今天咱们不甩枯燥数据,用3个日常类比,带你直观感受银河系的离谱尺度。先从最基础的“直径”说起。咱们平时聊的银 ... 天文之最01-24
-
天文学巨擘:第谷·布拉赫的天文奇迹与永恒遗产 引言在浩瀚的科学星空中,有一些天文学家的名字永远镌刻在历史的长河中,他们用卓越的观察与创新推动人类对宇宙的认知。丹麦天文学家第谷·布拉赫(1546—1601)便是其中的杰出代表。他以非凡的天文观测技巧和极其精 ... 天文之最01-24
-
第谷·布拉赫:北欧最狂天文学家 他右脸缺块肉、鼻子是金子做的、养了1只鹿当宠物还让它喝啤酒——靠肉眼观测50年,手绘700张星图,数据精确到“头发丝”,却死于憋尿?!临终拉住开普勒手喊:“别毁了我的星星!”今天聊一个比梵高还疯、比达芬奇还 ... 天文之最01-24
-
第谷·布拉赫:用双眼丈量星空的“最后一位古典天文学家” 在望远镜尚未诞生的16世纪,有一位天文学家仅凭肉眼和自制仪器,将行星观测精度推向了人类感官的极限;他一生执着于“修正宇宙模型”,却在临终前将毕生数据托付给弟子,意外促成了日心说的最终确立。他就是丹麦天文 ... 天文之最01-21
-
天文学奇才——第谷.布拉赫;用望远镜绘出星空的丹麦天才 在浩瀚的宇宙中,有多少天体在默默闪烁?又有谁用超凡的智慧,将这些星辰的轨迹逐一记录?今天,我们要讲的,是一位被誉为“现代天文学之父”的丹麦天才——第谷·布拉赫(1546—1601)。 天才少年,天文梦想的萌芽 ... 天文之最01-20
相关文章
- 第谷·布拉赫:被遗忘的天文观测之王,开普勒的"贵人"
- 先驱第谷·布拉赫:天文学的伟大先驱
- 中国古代天文学有多牛?没有望远镜,却能看透宇宙的秘密
- 宇宙的“心跳”:脉冲星如何成为宇宙中最精准的时钟?
- 最亮时刻!今天将出现“木星冲日”天象
- 第谷·布拉赫:望远镜没出生前,天文界最牛“人肉观测机”
- 最亮时刻!今日将出现“木星冲日”天象
- 第谷·布拉赫是人类历史上最狂的“天文数据基建狂魔”
- 古希腊最牛学霸!亚里士多德:从天文到哲学,成为‘全能大师’
- 第谷·布拉赫:是人类天文观测史上最硬核的“基建狂魔+数据CEO
- 用望远镜点亮星空的丹麦奇才—第谷.布拉赫如何成为天文学奇才?
- 探索太阳系边缘:阋神星!它的发现让太阳系发生大改变
- 天文学家争论了上100年,木星核心竟然是“第三种形态”?
- 天文学的神秘魔方:第谷·布拉赫,那个用天文表征服星空的丹麦天才
- 第谷,布拉赫,丹麦天文学奇才的璀璨一生与不朽贡献
- 第谷.布拉赫:天文学界的奇才与<<鲁道夫天文表>>的奠基者
- 第谷·布拉赫:丹麦天才的天文奇迹,缔造最精确的天文表!
- 第谷.布拉赫:天文学的奇才与天文表的巅峰之作
- 托勒密:古代天文大神的‘天文盘点’,他到底是天才还是天坑?”
- 星空有约丨天象大戏“月掩昴星团”陪你跨年
热门阅读
-
彭罗斯阶梯是个走不完的楼梯,用二维视角呈现出来 07-13
-
半老徐娘指多少岁?徐娘忍受不了折磨选择自杀 07-13
