他改變了人們對宇宙的看法如今，天文學(xué)家正朝著他開創(chuàng)的方向研究宇宙一架在太空中觀測天空的巨型望遠鏡以他的名字命名他就是美國天文學(xué)家埃德溫·哈勃

埃德溫·哈珀

埃德溫·哈珀出生于美國密蘇里州他在芝加哥大學(xué)學(xué)習(xí)，直到畢業(yè)多年后，芝加哥大學(xué)的很多老師仍然記得他這個高大靦腆的男生，長得帥，不善言辭，不愛社交除了語言課，他其他成績都很優(yōu)秀他出色的運動技能使他在學(xué)校很出名僅在1906年的一次田徑比賽中，他就一口氣拿下了撐桿跳，鉛球，鐵餅，鏈球，立定跳高，助跑跳高，接力賽七項冠軍同年，他在伊利諾伊州創(chuàng)下跳高紀錄除了田徑，他還喜歡籃球，足球和長跑在一群熱愛長跑的男生中，他總能看到這個高個子

1914年5月，哈勃實現(xiàn)了自己的夢想，來到芝加哥天文臺學(xué)習(xí)和工作1917年在這里獲得博士學(xué)位后，哈勃收到了加利福尼亞州帕薩迪納市威爾遜山天文臺的邀請這是一個極好的機會，但在博士答辯后，因為一戰(zhàn)的爆發(fā)，他參了軍，1919年，他身著軍裝來到威爾遜山天文臺

哈勃和他的妹妹露西。

幸運的是，哈勃在正確的時間來到了正確的地方當(dāng)時天體物理學(xué)作為一門新學(xué)科剛剛起步，威爾遜天文臺成為這一領(lǐng)域的觀測中心當(dāng)時世界上最強大的天文觀測工具——胡克望遠鏡，經(jīng)過近10年的組裝才剛剛建成雄心勃勃的哈勃脫下制服，開始工作

胡克望遠鏡

在接下來的10年里，哈勃開始研究關(guān)于宇宙的兩個最基本的問題宇宙有多大你活了多久要理解這兩個問題，我們需要知道一個星系離我們有多遠，以什么方式運動天文觀測日復(fù)一日，年復(fù)一年，在一個冬夜的山頂上，你要忍受刺骨的寒風(fēng)，白天你要面對復(fù)雜而毫無生氣的數(shù)字對于一般人來說，這是一項孤獨的工作，但哈勃卻癡迷于此

這一時期的著名天文學(xué)家，哈佛大學(xué)的哈羅·沙普利，就是后來他遇到的最有力的競爭對手之一，因為剛剛完成對銀河系尺度的測量而聞名于世就在這時，哈佛學(xué)院天才女天文學(xué)家亨利埃塔·埃塔勒·萊維特提出了一個非常巧妙的方法，即以造父變星作為天體距離的基準，這成為了哈勃工作的基礎(chǔ)

造父變星是一種具有心跳特征的紅巨星，通常被稱為標準燭光星在燃燒剩余燃料的過程中，造父變星不僅非常明亮，而且具有特定的亮度變化周期，因此很容易識別

可以通過它們在天空中的不同角度計算出造父變星的相對位置，然后通過觀測造父變星的亮度計算出銀河系與地球的相對距離沙普利得到的結(jié)果是，銀河系的寬度是30萬光年但根據(jù)目前的測量結(jié)果，銀河系整體就像一個中心略厚的大圓盤，直徑10萬光年，中心厚1.2萬光年當(dāng)時因為沙普利的名聲，天文學(xué)上普遍認為30萬光年是宇宙的尺度

自1919年以來，哈勃在加利福尼亞州的威爾遜山天文臺觀察了幾個螺旋星系，包括仙女座和三角龍，并測量了它們到地球的距離。

1923年10月，他有了第一個新發(fā)現(xiàn)，那就是仙女座M31星云中的一顆新星他仔細查看了包括沙普利在內(nèi)的其他天文學(xué)家過去在相同位置拍攝的照片，確定該恒星為仙女座變星，于是他用洛伊維特的方法測量了變星的距離他發(fā)現(xiàn)這顆變星所在的M31星云距離地球數(shù)百萬光年起初，他懷疑自己的結(jié)果接著，他考察了其他幾個旋渦星系，包括三角形，發(fā)現(xiàn)這些星系也遠在銀河系之外不僅如此，它們本身也有數(shù)百萬顆恒星，就像銀河系一樣

哈勃觀測的結(jié)果表明，實際宇宙比人們想象的要大得多，銀河系只是宇宙中的星系之一這個結(jié)論在當(dāng)時很難接受，無疑顛覆了前人對宇宙的認識，就像當(dāng)初日心說取代地心說一樣

哈勃的發(fā)現(xiàn)遭到了包括沙普利在內(nèi)的許多天文學(xué)家的反對盡管如此，他還是在《紐約時報》上發(fā)表了他的觀察和想法他正式向美國天文學(xué)會提交了論文，并于1925年3月15日在美國國家科學(xué)協(xié)會公報上發(fā)表《紐約時報》稱這是一項重大發(fā)現(xiàn)，并在報道中說:哈勃博士發(fā)現(xiàn)的旋渦星云證實了它是一個和我們地球一樣的‘宇宙島’世界后來的天文觀測證實了哈勃是正確的哈勃的發(fā)現(xiàn)將人們對宇宙邊界的認識擴展了數(shù)百萬光年由于這一偉大發(fā)現(xiàn)，哈勃獲得了美國科學(xué)院獎和伯頓·利文斯頓委員會頒發(fā)的獎金

哈勃的成就只是開始，他又有了更大的突破1929年，他用帕洛馬山天文臺的5米望遠鏡對過去發(fā)現(xiàn)的星系逐一進行了重新審視他發(fā)現(xiàn)從遙遠星系發(fā)出的光波波長都變長了，譜線都向紅端移動這無疑是光波中多普勒效應(yīng)的反應(yīng)，被稱為紅移現(xiàn)象，是光源遠離我們的結(jié)果哈勃得出結(jié)論，遙遠的星系不僅正在遠離我們，而且正在相互遠離

有了這個發(fā)現(xiàn)，哈勃非常興奮，他利用光譜的紅移來計算遙遠星系相互遠離的速度經(jīng)過仔細研究，他發(fā)現(xiàn)了一個重要的規(guī)律，那就是星系相互遠離的速度與它們之間的距離成正比后來這個定律被稱為哈勃定律，速度與距離的比值就是哈勃常數(shù)

哈勃隨后的結(jié)論更是驚天動地他說，這意味著宇宙可能是從一個不可思議的大爆炸開始的，即big bang關(guān)于BIGBANG，哈勃的說法與比利時牧師喬治·勒邁特的說法如出一轍，但兩個人通過不同的途徑得出了相同的結(jié)論，一個來自天文觀測，一個來自理論推導(dǎo)

1927年，勒邁特首先得到了愛因斯坦引力場方程的解根據(jù)這個解的性質(zhì)，他指出宇宙正在膨脹同時，他第一個提出宇宙起源于一種原始原子因為這個不穩(wěn)定的原始原子的大爆炸，造就了現(xiàn)在的宇宙，而且宇宙還在膨脹不幸的是，勒邁特的論文發(fā)表在一個不知名的期刊上，沒有引起人們的注意勒邁特的理論計算和哈勃的觀測一拍即合，來自同一個時期，所以對天文學(xué)產(chǎn)生了強烈的震撼

哈勃的發(fā)現(xiàn)引起了轟動，顛覆了過去認為宇宙并不像人們想象的那樣穩(wěn)定靜止的傳統(tǒng)天文觀點在哈勃發(fā)現(xiàn)之前，愛因斯坦知道他的引力場方程給出了膨脹宇宙的解決方案可是，愛因斯坦認為宇宙應(yīng)該處于穩(wěn)定狀態(tài)為了維持宇宙的穩(wěn)定，他在方程中加入了一個宇宙項

世界著名的老物理學(xué)家愛因斯坦得知哈勃的結(jié)果后，前往威爾遜山與哈勃見面表示感謝，并稱自己犯了一生中最大的錯誤。

左起第二人是哈勃，第四人是阿爾伯特·邁克耳孫，第五人是愛因斯坦，攝于威爾遜天文臺圖書館。

在十多年的觀測中，哈勃獲得了46個河外星系的數(shù)據(jù)，所有這些結(jié)果無一例外地符合哈勃定律哈勃對宇宙膨脹的發(fā)現(xiàn)證實了意大利天文學(xué)家勒邁特關(guān)于宇宙起源的假設(shè)他和勒邁特一起推動了天文學(xué)的進步，導(dǎo)致了大爆炸理論的出現(xiàn)，并開創(chuàng)了宇宙學(xué)

哈勃與發(fā)現(xiàn)紅移的天文望遠鏡的照片

人們往往對宇宙的膨脹有一個誤解，認為宇宙中星系的后退就像球體的膨脹事實上，宇宙的膨脹與球體的膨脹有著本質(zhì)的不同球體的膨脹以一點為中心向外膨脹，但宇宙的膨脹不僅沒有中心，而且各個方向都是均勻的換句話說，宇宙的膨脹是以時空中的任意一點為中心，向外擴散

哈勃常數(shù)標志著宇宙的膨脹速度，但這個膨脹速度不同于一般的速度，其單位分母為一百萬秒差距，即每秒每一百萬秒差距千米百萬秒差距是一個距離單位，其大小約為326萬光年因為這個距離加到了哈勃常數(shù)單位的分母上，宇宙常數(shù)的意義就變得和一般的速度不一樣了宇宙常數(shù)的值約為每秒每百萬秒差距68公里，這意味著距離觀察者每百萬秒差距的距離，星系之間的距離每秒增加68公里因此，離觀察者越遠，宇宙的倒退速度越快，而這種倒退的奇特性質(zhì)就是宇宙膨脹沒有中心的表現(xiàn)

哈勃一生致力于天文學(xué)，他改變了人們對宇宙的認識可惜當(dāng)時的諾貝爾委員會沒有認識到哈勃的成就在天體物理學(xué)上的價值，也沒有給予足夠的重視天文學(xué)界并沒有做好足夠的準備來接受這一有價值的成果，所以在當(dāng)時，哈勃的發(fā)現(xiàn)并沒有得到應(yīng)有的影響1953年，哈勃因突發(fā)心臟病去世他去世后不久，諾貝爾獎委員會做出回應(yīng)，將天文學(xué)成就納入評審范圍

半個世紀后，人們開始意識到這個世紀最偉大的天文學(xué)家的重要性日前，美國發(fā)行了紀念哈勃的郵票郵票的設(shè)計者維克多·斯塔賓在設(shè)計文件中寫道:哈勃是浩瀚宇宙的開創(chuàng)者，也是復(fù)雜宇宙的揭示者正是他對遙遠星系細致嚴謹?shù)难芯?，證明了河外星系的存在如果他沒有在1953年突然去世，那一年的諾貝爾獎就屬于他了