埃德溫·哈勃——讓愛因斯坦承認錯誤的男人，兩大功業讓他不朽

2023-04-01 05:11:02

在當今世界，沒有任何望遠鏡比哈勃的0+望遠鏡更著名。儘管錢德拉X射線望遠鏡和其他具有同樣極強觀測能力的設備不斷向人類展示宇宙的圖像，但每當提到美麗的天文圖像時，哈勃太空望遠鏡是每個人首先想到的東西。

雖然著名的哈勃望遠鏡0+廣為人知，你還記得埃德溫·哈勃嗎，偉大的天文學家和給望遠鏡命名的地標？

偉人的早期生活

埃德溫·哈勃於1889年11月20日出生於美國密蘇裡州一個保險從業者的家庭。從童年起，他就非常優秀，但他最突出的一點不是學習，而是運動，甚至在他上學的時候打破了跳高的國家紀錄。

上大學後，哈勃主修天文學和數學，並從牛津大學獲得了法學碩士學位(這個領域已經跨越得夠遠了)。1913年，由於父親的去世，他回到美國當體育老師。

一年後，哈勃進入芝加哥大學攻讀博士學位，並於1917年畢業。正當他準備獻身於天文學的時候，美國宣布他將參加第一次世界大戰，並且他參軍了(儘管可能不是在戰場上)。

然而，威爾遜山天文臺臺長喬治·埃勒裡·黑爾明智地決定為哈勃保留一個位置。我們應該感謝黑爾的這個決定，這樣哈勃才能在1919年返回威爾遜天文臺。在這裡，哈勃將展示他的才華，讓全人類再次了解我們上方的宇宙。

探索星系天文學——我們都是宇宙中孤立的島嶼

僅僅100多年前，人們認為銀河系就是宇宙。只有一部分人認為有些星雲似乎不屬於我們的銀河系，而是獨立於星系外和平行星系。

每個人都試圖證明自己的觀點，試圖通過觀察找到證據，哈勃就是其中之一。從1923年到1924年，他用威爾遜山天文臺剛剛建造的254釐米反射望遠鏡——胡克望遠鏡進行了大量的觀測。在觀察仙女座星系和M33時，他將它們的邊緣分解成恆星，並發現了一個強大的工具——造父變星。

造父變星被稱為「宇宙統治者」。這個天體的光周期與其亮度直接相關，科學家可以很容易地計算出來。只要觀察和記錄它們的光變周期，就可以知道它們的絕對亮度，然後利用絕對星等和視星等的換算公式就可以很容易地計算出天體的距離。哈勃通過兩個星系中的造父變星計算出這兩個星系之間的距離遠遠超過了銀河系的直徑(儘管這兩個數據在當時都不準確，但它們並不妨礙哈勃的結果)。因此，可以肯定的是，它們不可能位於銀河系中。

儘管哈勃做出了如此重大的發現，主流天文學界仍然嘲笑它，寧願相信哈勃犯了一個錯誤，也不願接受事實並反對哈勃的結論。

哈勃是一個堅持認為事實就是事實的人。因此，1924年，他在《紐約時報》上發表了研究結果——可見他遭受了多大的阻力。這樣一個偉大的發現不可能首先在學術期刊上發表。

世界上仍然有許多清醒的科學家，他們終於開始接受這個事實。1925年，哈勃在1月1日的美國天文學會會議上正式展示了這一成就。至此，天文學家關於宇宙和銀河系之間關係的辯論已經完全結束。為星系天文學奠定了基礎。後世也稱哈勃為星系天文學之父。

犯愛因斯坦錯誤的人

哈勃不僅能讓許多天文學家承認他們的錯誤，還能讓歷史上最偉大的科學家愛因斯坦承認他的錯誤。

1915年，愛因斯坦提出了著名的廣義相對論。然而，當考察他的成就時，愛因斯坦發現了一個驚人的提示:宇宙正在膨脹。正如其他天文學家認為銀河系是整個宇宙一樣，愛因斯坦也相信宇宙穩態理論。為此，他毫不猶豫地假設一個宇宙常數來「修正」他的理論，以維持宇宙的穩定性。

20世紀20年代，在結束了關於宇宙島的爭論後，哈勃開始研究星系外的紅移現象。正是他的研究成果讓愛因斯坦意識到了自己的錯誤。

紅移實際上是一種都卜勒效應。換句話說，因為這些銀河外星系的光源遠離地球，光的波長會變長，並在光譜中變成紅色。然而，有一件事讓他疑惑:為什麼所有的銀河系外星系似乎都離我們很遠？他思考的結果是宇宙正在膨脹，所以星系隨著宇宙的膨脹而遠離我們。從天文學上來說，這被稱為天體的退化。就像你在氣球上畫幾個圈。隨著氣球變大，這些圓圈之間的距離會越來越遠。

這一次，天文學家似乎比上一次更加「開明」，因為觀測結果確實證明了哈勃是正確的。與此同時，一些人將這一結果與廣義相對論相結合，發現愛因斯坦顯然得到了正確的答案，但他使用了一個「宇宙常數」使自己錯過了成為第一個證明宇宙正在膨脹的人的機會。