从驴夫到天文学家 他与冥王星擦肩而过

918博天堂 2019-01-25 17:16 阅读:143
  1929年,伟大的天文学家哈勃颁发了一篇划时代的论文,这篇论文给出了24个银河系外星系的间隔与举动速度,并获得了一个划时代的纪律:星系越远,退行的速度越大,二者根基成正比。这个功效意味着宇宙自身在膨胀,符号着视察宇宙学的降生。许多人知道哈勃这个成就,但大大都人不知道的是,在哈勃的这个重大成就背后,还站着别的一小我私家:米尔顿·赫马森。

  赫马森的一生布满传奇色彩。他1891年出生于美国明尼苏达州,童年起就随怙恃移居加州。1905年,正在读八年级的赫马森到南加州的威尔逊山介入了一次夏令营。被这座山迷住的他征得怙恃的同意,休学一年,在威尔逊天文台的旅店当打铃工,并欢迎客人、喂养骡子。他乐此不疲,再也不肯回学校了。

 

  1908年,17岁的赫马森开始当驴夫,用驴车将天文台修建所需的建材运到威尔逊山。不久他与天文台一位工程师的女儿海伦·多德相恋并成婚。1917年,赫马森的岳父汇报他,天文台有个看门人规划告退,他功用岳父的发起,补上了这个空白。第二年夏天,在他人指导下,他仅用了几个月时间就学会了利用25厘米望远镜拍摄变星。

  赫马森的视察天赋很快引起了著名天文学家沙普利的留意。沙普利是变星方面的世界顶尖专家,曾丈量银河系内的造父变星的间隔,确定了银河系的形状,发明太阳位于银河系的边沿,而不是银河系的中心。沙普利传颂赫马森为本身见过的最佳视察者并向其时的威尔逊天文台台长海耳强烈推荐赫马森。海耳被沙普利说服了,,于1919年破格将只有小学学历的赫马森聘为正式职员,并在1922年将他晋升为助理天文学家。这样的破格任职前所未有。

  赫马森没有辜负沙普利和海耳的期望,他发明白一些非凡恒星和其他浩瀚天体,而他最擅长的照旧拍摄惨淡星系的光谱。光谱,指的是物体的光在各类颜色上的强度。要得到天体的光谱,需要用棱镜可能光栅将天体发出的光解析为各类颜色,然后使各类颜色的光落在拍照机底片上。假如发光的天体在靠向地球,天体光谱的位置朝着蓝色的偏向移动,这就是蓝移;假如发出光的天体在远离地球,天体光谱的位置朝着赤色的偏向移动,这就是红移。

  早在1912年到1922年间,美国天文学家斯里弗就用天体红移测出了41个星系的举动速度,个中速度最大的到达每秒1800千米。可是,这些星系的准确间隔却是未知的。1928年,著名天文学家哈勃得知一些视察者和理论家在研究星系的间隔与速度的干系,他抉择在这个偏向尽力一把。

  哈勃擅长丈量造父变星的间隔,不外仅仅知道星系的间隔还不足,还要知道星系的速度,而速度要通过光谱来确定。他自然而然想到了丈量光谱的第一好手赫马森。

  赫马森担任了斯里弗的看家本事,固然二者大概一辈子都没见过面。他所利用的望远镜比斯里弗利用的61厘米望远镜强大得多,所以他先挑选了一个斯里弗没法测出光谱的星系来视察,获得的光谱表白这个星系以每秒钟3000千米的速度远离地球。然后赫马森在约莫半年的时间里一口吻丈量了几十个星系的光谱。哈勃则丈量了个中一些星系中的造父变星的间隔。最后,共有24个星系的间隔和速度都被确定出来。需要说明的是,这24个星系中,有20个星系的速度已经过斯里弗在此前测出,所以赫马森的部门事情反复了斯里弗的事情,也算是检讨了斯里弗功效的正确性。

  按照这24个星系的间隔与速度,哈勃于1929年3月颁发了一篇论文,给出了被后裔称为“哈勃定律”的功效:星系的退行速度与间隔成正比。遗憾的是,哈勃既没有在论文中提到斯里弗的孝敬,也没有让赫马森成为论文的配相助者。不得不说,哈勃的做法很不老实。

  赫马森并不谋略这些,他与哈勃继承相助,一个测间隔,一个测速度。将间隔拓展到1亿光年,将速度拓展到每秒2万千米。他们发明,在这么大的间隔与速度范畴内,“星系的退行速度与间隔成正比”的结论依然正确。这一次,哈勃与赫马森一起颁发了相关论文。从此,赫马森一直僵持向更远的偏向前进,直到1957年退休,退休4年后还发明白一颗周期长达2940年的彗星。因为赫马森对天文学的重大孝敬,著名的科普节目《卡尔·萨根的宇宙》在第10集《永恒的边沿》中先容了他的生平与成绩。

  作为一个精巧的视察天文学家,赫马森好像老是以副角的方法登场——先是作为沙普利的精巧助手,1921年沙普利前往哈佛大学天文台之后,他又成为哈勃的最佳搭档。可是,有一次他差点成为闪亮的主角:1930年,汤博发明冥王星,尼科尔森与梅奥尔查抄了赫马森在此前11年为搜寻冥王星而拍的底片,在他于3个夜晚拍下的4张底片中找到了冥王星的图像。它刚好位于那些底片的边沿,且因为底片缺陷而显得较量恍惚,赫马森就这样错过了发明冥王星的荣耀。

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