哈勃定律 我們的宇宙在膨脹-今日頭條

哈勃空間望遠鏡

哈博望遠鏡觀測到的星雲

儒雅的哈勃

正在膨脹的宇宙

我們的宇宙就像中年人的肚子一樣，不斷地膨脹、膨脹，但是終有一天，肚皮被撐得圓滾滾後膨脹就會戛然而止，然後開始一點一點地塌縮。這是漫無邊際的宇宙在一個相比之下渺如塵芥的人類身上找到的對應變化。這當然是戲談，事實上，漫無邊際的說法本身就充滿矛盾，如果宇宙是漫無邊際的，如何能夠證明宇宙在膨脹呢？就好像一個人說，我活了半輩子了，如何能證明是半輩子，因為你並不能確切知道自己的壽命幾何，即使你根據先進的基因測定法估算出大致的死亡時間，但是誰能保證不會遇上爆炸這樣的意外。這個幾率並不小，在家看電視可能會遭遇爆炸波及，出國旅遊也可能會受到爆炸襲擊。所以，當一個人說自己活了半輩子的時候，一定是基於一個普適的看法，比如現在的人均壽命為75-85歲，那麼40歲就可以說是半輩子。當然，這只是一個文學的說辭，半輩子只是用來形容一個人活得時間長，無需去細究裡面的事理邏輯。但是宇宙的邊界可不一樣，這是萬千科學家關心的終極問題，無法含糊其辭。所以，如果讓漫無邊際的宇宙在膨脹這一說法成立，那麼宇宙首先得有一個邊際。

一直以來，人們都保持這種或者那種的看法，但是實際證明就是另外一回事。關於宇宙有沒有邊際，是否在膨脹也是這樣，眾說紛紜，不一而足，但是誰也沒有拿出來值得信服的證據。

1899年，美國密蘇里州一個保險業務員在這年的11月20日成為了一個男孩的爸爸，當時他看著這個皺巴巴的小人兒，想到了他以後可能和自己一樣成為一個保險業務員。一個保險業務員最大的野心，也不過是升為經理，管轄直屬於自己的業務員而已。他還想到了，這個孩子也許會更加出息一點，考上大學也不一定，再出息一點，進入政府部門當一個小官也有可能。這已經是他能夠設想最遠也最美好的打算。他遠遠沒有想到，眼前這個毫不起眼的嬰兒卻在長大之後，把視線延伸到了宇宙的盡頭。這個小孩就是哈勃。

哈勃從小喜歡運動，也許他父親還想過培養他去參加奧運會。哈勃曾在跳高項目刷新州際紀錄。哈勃不負父親期望，考上了芝加哥大學主修讀數學及天文學，後來還在英國牛津大學修讀法律碩士學位。但是他沒能進入仕途，而是畢業後回國並在印第安納州一中學擔任教師，以及——籃球教練。他小時候的體育鍛煉可不是白練的。

沒過多久，哈勃就從學校辭職，在肯塔基州開業當律師。但這行也沒幹多長時間，他又回到芝加哥大學，到葉凱士天文台攻讀研究生，28歲獲博士學位，在該校設於威斯康星州的葉凱士天文台工作。之後戰爭爆發，哈勃應徵入伍，1919年退伍到威爾遜天文台（現屬海爾天文台）專心研究河外星系並作出新發現。從此，哈勃結束了之前搖晃不定的人生，他開始塌下心來，一門心思觀星。

很多人都以為夜觀星象是一件浪漫的事情，是的，偶爾讓你停下奔波的步伐，抬起頭往往星空，內心會獲得很多恬靜，但是幾十年如一日地觀測，那即是另外一回事，而且毫無浪漫可言。

對於星空觀測者來說，要耐得住寂寞，就像作家那樣，要在漫漫長夜坐在屏幕前苦思冥想。總而言之，這是一項需要極高的專註度同時又相當枯燥的觀測。在哈勃工作的20世紀初期，觀測的條件很艱苦，設備也很簡陋。操縱2.5米口徑望遠鏡是一項相當耗費體力的活動，幸虧哈勃有體育底子，這才沒難住他。饒是如此，每天光是操作這些設備，就足以讓他精疲力竭，而且這些不給力的設備時不時還會「罷工」，哈勃還需要騰出時間來進行維修。

很多人都覺得星空璀璨，其實不然，星系是非常暗的光源，為了拍攝到它們的光譜，在條件艱苦的當時經常需要曝光幾十分鐘到數小時不等，這真不是一件容易的事，更困難的是還必須保持對目標星系跟蹤的準確性。

有時候，為了獲取相對清晰的星系光譜，哈勃不得不用自己的肩膀頂起巨大的鏡筒，把自己當成了觀測設備的一部分。眾所周知，冬日的夜晚是觀測的最好時候，在冬天站得久了，哈勃經常會凍僵而渾然不知。

經過幾年刻苦而不間斷的觀測，到1929年哈勃獲得了40多個星系的光譜，通過這些結果他發現一個有趣的現象：這些光譜都表現出普遍性的譜線紅移。哈勃敏銳地意識到，這裡面一定有某種規律。他開始不斷進行推測和假設，如果這是緣於星系視向運動而引起的多普勒位移，則說明所有的樣本星系都在做遠離地球的運動，且速度很大。這與銀河系中恆星的運動情況截然不同：銀河系的恆星光譜既有紅移，也有藍移，表明有的恆星在靠近地球，有的在遠離地球。在設法合理地估計了星系的距離之後，哈勃驚訝地發現，樣本中距離地球越遠的星系，其譜線紅移越大，且星系的視向退行速度與星系的距離之間可表述為簡單的正比例函數關係：v=H0r，（v表示星系的視向速度，星系的距離為r）這就是著名的哈勃定律，等式中的比例係數H0稱為哈勃常數。

哈勃定律被認為是在擴展空間範例上的第一個觀察依據，在宇宙學研究中，還是宇宙膨脹理論的基礎，被援引作為支持大爆炸宇宙學的一個重要證據。

因此，哈勃被公認是星系天文學創始人和觀測宇宙學的開拓者，並被天文學界尊稱為星系天文學之父。為紀念哈勃的貢獻，小行星2069、月球上的哈勃環形山以及哈勃太空望遠鏡均以他的名字來命名。

所以，當我們在說哈勃的時候，我們在說整個宇宙！

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