星云世界的水手

作者： 尹传红

2013.12.16 来源： 科技日报   

　　19世纪末，在美国密苏里州最高点之一的马什菲尔德乡间，高空暗黑天幕上的无数星星显得苍白而寒冷，很难想象它们是一些由于十分遥远而变得暗弱的巨大恒星。

　　这里有个名叫埃德温·哈勃的8岁男孩，生日那天，第一次通过祖父组装的一架望远镜遥望星空，他被深深迷住了。

　　两年后，哈勃获悉在1899年6月23日的午夜之后，将出现一次壮观的月全食，十分激动。他准备整夜在屋外守候。父母的条件是：必须由他的小伙伴萨姆陪着。

　　那天凌晨，他们得以亲眼目睹被“食”的月亮变暗的表面，在晨曦中慢慢地消失，大开眼界。多年以后萨姆追忆此事，猜想或许这便是哈勃决心成为一名天文学家的开始。

　　高中时期的哈勃高大威猛、仪表堂堂，而且成绩优异，体育特长也尤其突出。不过，对于老师讲的东西，他从来不盲目接受，有时还自作聪明地提出一些让老师不太高兴的问题。在1906年6月举行的毕业典礼上，高傲的哈勃经历了一次“可怕的瞬间”。

　　正当大家翘首以盼时，只见督学板着脸说道：“埃德温·哈勃，我已经观察你整整4年，你从来没有安静沉思过10分钟！”全场顿时鸦雀无声。哈勃的父母也跟他一样难堪极了。

　　就在这当口，督学脸上渐渐透出了笑容，他冲着哈勃说道：“这是芝加哥大学给你的奖学金。”全场响起了热烈的掌声。

　　可随后哈勃却又犯愁了，因为父亲坚持要他读法学，而哈勃决心要当一名天文学家。哈勃只好同时攻读。

　　从芝加哥大学毕业后，哈勃到牛津大学学习法律和天文。返美后当了一年律师，又回到芝大及其所属的叶凯士天文台工作，并拿到了天文学博士学位。据说他声称：宁可当第二流的天文学家，也不愿做第一流的律师。

　　1919年，30岁的哈勃成为威尔逊天文台的一名职员。这个位于山上的天文台负有盛名，办公室装扮得像是一个绅士俱乐部。天文学家们都身着套装，一本正经，男厕门上赫然写着“绅士专用”。嘴里总是叼着一只烟斗、满口剑桥味牛津腔的哈勃，言行举止最为“考究”，俨然一副英国贵族派头。他说话时有一种律师般的技巧，使每个听众都觉得自己像个陪审员似的，必须全神贯注地听他神侃。

　　然而，争论起学术问题来这伙天文学家可就没什么“绅士风度”了。他们常常各自为战、互不买账，乃至势不两立、彼此攻讦。此时整个天文学界正围绕宇宙的大小和结构展开一场大辩论，争议的焦点是银河系的范围，以及夜空中可辨别且发光的云形片状物质（即“星云”）的性质。

　　初来乍到的哈勃运气不错。他接手一架当时最先进的巨大的反射望远镜，把主要精力都投入到了观测之中。他在1922—1924年间发现并确定，星云并非都在银河系内，银河系外存在着巨大的天体系统——河外星系。其中一些星系包括几千亿颗星。在现代天文学用语里，星云通常是指正在消亡的恒星中释放出来的气体云，或者说它描述的是星际间气体和尘埃所构成的云。而哈勃观测到的，实际上是我们现在所说的星系，它们是遥远的恒星系统。哈勃从来没有改变他的术语，部分原因是由于他的“死对头”、最早测算出银河系直径的哈洛·沙普利喜欢用“星系”这个词。

　　在接下来的观测和研究过程中，哈勃和他的同事发现，那些星系看起来正在远离地球——他们收集的光谱数据表明确实存在“红移”现象。1929年，哈勃最重要的一个结论在一篇论文中披露：那些星系的距离与它们退行的视向速度成正比。一个星系越远，它就退行得越快。这就是“哈勃定律”。

　　换句话说，如果一个星系与我们的距离为另一个星系的3倍，那么前者就在以3倍于后者的速度退离我们。为什么星系会退行？最自然、最简单的解释就是假设整个宇宙在膨胀。若按时间脉络回溯，将可来到某个初始时刻。

　　哈勃的发现堪称20世纪最伟大的天文学发现，他比伽利略之后的任何一位天文学家都更深刻地改变了人们对宇宙的认识：宇宙并非静态而是处于膨胀状态，它比之曾经被想象的要辽阔得多。这同时也为宇宙“大爆炸”理论提供了证据支持，为现代宇宙学的发展奠定了坚实的基础。

　　作为星系天文学的开创者，哈勃被人们尊称为“星云世界的水手”。1953年9月28日，他在回家途中突发中风离世，享年64岁。据一个比较可靠的说法，这一年本来是要授予他诺贝尔物理学奖的。

　　37年过后，美国国家航空航天局将其发射的一架拥有空前分辨率和观测波长范围的空间望远镜，命名为“哈勃空间望远镜”。

　　没有哪一位现代天文学家拥有比这更出色的纪念碑了。