哈勃空间望远镜

哈博望远镜观测到的星云

儒雅的哈勃

正在膨胀的宇宙

我们的宇宙就像中年人的肚子一样，不断地膨胀、膨胀，但是终有一天，肚皮被撑得圆滚滚后膨胀就会戛然而止，然后开始一点一点地塌缩。这是漫无边际的宇宙在一个相比之下渺如尘芥的人类身上找到的对应变化。这当然是戏谈，事实上，漫无边际的说法本身就充满矛盾，如果宇宙是漫无边际的，如何能够证明宇宙在膨胀呢？就好像一个人说，我活了半辈子了，如何能证明是半辈子，因为你并不能确切知道自己的寿命几何，即使你根据先进的基因测定法估算出大致的死亡时间，但是谁能保证不会遇上爆炸这样的意外。这个几率并不小，在家看电视可能会遭遇爆炸波及，出国旅游也可能会受到爆炸袭击。所以，当一个人说自己活了半辈子的时候，一定是基于一个普适的看法，比如现在的人均寿命为75-85岁，那么40岁就可以说是半辈子。当然，这只是一个文学的说辞，半辈子只是用来形容一个人活得时间长，无需去细究里面的事理逻辑。但是宇宙的边界可不一样，这是万千科学家关心的终极问题，无法含糊其辞。所以，如果让漫无边际的宇宙在膨胀这一说法成立，那么宇宙首先得有一个边际。

一直以来，人们都保持这种或者那种的看法，但是实际证明就是另外一回事。关于宇宙有没有边际，是否在膨胀也是这样，众说纷纭，不一而足，但是谁也没有拿出来值得信服的证据。

1899年，美国密苏里州一个保险业务员在这年的11月20日成为了一个男孩的爸爸，当时他看着这个皱巴巴的小人儿，想到了他以后可能和自己一样成为一个保险业务员。一个保险业务员最大的野心，也不过是升为经理，管辖直属于自己的业务员而已。他还想到了，这个孩子也许会更加出息一点，考上大学也不一定，再出息一点，进入政府部门当一个小官也有可能。这已经是他能够设想最远也最美好的打算。他远远没有想到，眼前这个毫不起眼的婴儿却在长大之后，把视线延伸到了宇宙的尽头。这个小孩就是哈勃。

哈勃从小喜欢运动，也许他父亲还想过培养他去参加奥运会。哈勃曾在跳高项目刷新州际纪录。哈勃不负父亲期望，考上了芝加哥大学主修读数学及天文学，后来还在英国牛津大学修读法律硕士学位。但是他没能进入仕途，而是毕业后回国并在印第安纳州一中学担任教师，以及——篮球教练。他小时候的体育锻炼可不是白练的。

没过多久，哈勃就从学校辞职，在肯塔基州开业当律师。但这行也没干多长时间，他又回到芝加哥大学，到叶凯士天文台攻读研究生，28岁获博士学位，在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。之后战争爆发，哈勃应征入伍，1919年退伍到威尔逊天文台（现属海尔天文台）专心研究河外星系并作出新发现。从此，哈勃结束了之前摇晃不定的人生，他开始塌下心来，一门心思观星。

很多人都以为夜观星象是一件浪漫的事情，是的，偶尔让你停下奔波的步伐，抬起头往往星空，内心会获得很多恬静，但是几十年如一日地观测，那即是另外一回事，而且毫无浪漫可言。

对于星空观测者来说，要耐得住寂寞，就像作家那样，要在漫漫长夜坐在屏幕前苦思冥想。总而言之，这是一项需要极高的专注度同时又相当枯燥的观测。在哈勃工作的20世纪初期，观测的条件很艰苦，设备也很简陋。操纵2.5米口径望远镜是一项相当耗费体力的活动，幸亏哈勃有体育底子，这才没难住他。饶是如此，每天光是操作这些设备，就足以让他精疲力竭，而且这些不给力的设备时不时还会“罢工”，哈勃还需要腾出时间来进行维修。

很多人都觉得星空璀璨，其实不然，星系是非常暗的光源，为了拍摄到它们的光谱，在条件艰苦的当时经常需要曝光几十分钟到数小时不等，这真不是一件容易的事，更困难的是还必须保持对目标星系跟踪的准确性。

有时候，为了获取相对清晰的星系光谱，哈勃不得不用自己的肩膀顶起巨大的镜筒，把自己当成了观测设备的一部分。众所周知，冬日的夜晚是观测的最好时候，在冬天站得久了，哈勃经常会冻僵而浑然不知。

经过几年刻苦而不间断的观测，到1929年哈勃获得了40多个星系的光谱，通过这些结果他发现一个有趣的现象：这些光谱都表现出普遍性的谱线红移。哈勃敏锐地意识到，这里面一定有某种规律。他开始不断进行推测和假设，如果这是缘于星系视向运动而引起的多普勒位移，则说明所有的样本星系都在做远离地球的运动，且速度很大。这与银河系中恒星的运动情况截然不同：银河系的恒星光谱既有红移，也有蓝移，表明有的恒星在靠近地球，有的在远离地球。在设法合理地估计了星系的距离之后，哈勃惊讶地发现，样本中距离地球越远的星系，其谱线红移越大，且星系的视向退行速度与星系的距离之间可表述为简单的正比例函数关系：v=H0r，（v表示星系的视向速度，星系的距离为r）这就是著名的哈勃定律，等式中的比例系数H0称为哈勃常数。

哈勃定律被认为是在扩展空间范例上的第一个观察依据，在宇宙学研究中，还是宇宙膨胀理论的基础，被援引作为支持大爆炸宇宙学的一个重要证据。

因此，哈勃被公认是星系天文学创始人和观测宇宙学的开拓者，并被天文学界尊称为星系天文学之父。为纪念哈勃的贡献，小行星2069、月球上的哈勃环形山以及哈勃太空望远镜均以他的名字来命名。

所以，当我们在说哈勃的时候，我们在说整个宇宙！

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