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作為年輕人，我們都經(jīng)歷過生活的壓力，許多人在讓父母幸福、做我們認為正確的事和追隨我們自己的激情之間掙扎。 當聽到哈勃這個名字時，大多數(shù)人都會想到著名的望遠鏡，然而這個名字背后還有一個令人難以置信的故事，會讓人感到更加有趣。

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圖片來源: 芝加哥大學圖片檔案館 apf6-01298芝加哥大學圖書館特藏研究中心。 埃德溫?哈勃坐在拿著籃球的年輕人的左邊。

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在密蘇里州長大的時候，哈勃對科幻小說很感興趣(并且喜歡儒勒 · 凡爾納) ，除了拼寫，他在學校里所有科目都很出色。 但他更為人所知的是他的運動天賦: 籃球，橄欖球和棒球。 他在芝加哥大學參加過田徑比賽，還戴過盒裝金手套，甚至一度擊敗了德國重量級冠軍。 雖然他很熱愛天文學，但是更想讓父親開心，所以為了父親他去了牛津大學學習法律。 在父親去世后，他回去和家人生活在一起，并且在高中教了一年書，同時還是男孩籃球隊的教練。

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不過在某種程度上，父親的死讓他得到了解脫。 在那不盡人意的一年之后，他繼續(xù)前往芝加哥攻讀天文學博士學位，在獲得博士學位并在一戰(zhàn)中服役之后，他于1919年加入了威爾遜山天文臺的教員隊伍，那是當時世界上最大的望遠鏡——100英寸(2.5米)胡克反射望遠鏡的發(fā)源地。

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圖片來源: 加利福尼亞州圣馬力諾的華盛頓卡內(nèi)基研究所亨廷頓圖書館的天文臺

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當時的物理學正在發(fā)生兩場有趣的革命: 一場是愛因斯坦的廣義相對論理論因為用了一種叫做時空的動態(tài)結構所以要取代了牛頓的引力理論。 雖然在1915年的幾年前人們才提出了這個理論，但它目前已經(jīng)成功解釋了牛頓引力的所有現(xiàn)象和水星軌道的異常動作，并且在同一年，也就是1919年的一次日食中，人們通過恒星光線的彎曲對它進行了測試。

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圖片來源: 紐約時報，1919年11月10日(l) ，倫敦新聞畫報，1919年11月22日(r)。

同時，關于天空中的螺旋星云是否是我們星系中的物體——也許是原恒星——還是銀河系之外的遙遠星系，引起了激烈的爭論。 后一種情況最有說服力的證據(jù)之一是 slipher 的觀察：這些螺旋星云的速度是數(shù)百甚至數(shù)千公里 / 秒。 這些速度不僅比在我們星系中觀測到的其他任何恒星或星云都要快，而且它們要高于我們星系的逃逸速度，這意味著它們應該是不受束縛的。 哈勃的主要項目是觀察這些螺旋星云，并在其中尋找恒星事件，比如新星。

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圖片來源: pbs / nova / runaway universe 三角座中的螺旋星云 messier 33。

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1923年10月，哈勃正在觀察仙女座大星云努力去尋找這些現(xiàn)象。 一開始他看到一個，用“ n”標記，然后是第二個，然后是第三個。 然后意想不到的事情發(fā)生了: 他看到了第四顆新星，但它和第一顆出現(xiàn)在同一個地方。 這是一個巨大的問題，因為新星通常需要幾個世紀來充電，即使是最快的循環(huán)新星也需要很多年來積累這種燃料。 這顆新星怎么能在一兩天內(nèi)重新充電？

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不可能， 這意味著它根本不可能是新星，而是別的東西: 變星！ 哈勃興奮地劃掉了“ n” ，代之以“ var! ”

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圖片來源: e. hubble，nasa，esa，r. gendler，z. levay 和 hubble heritage 團隊，

因為變星的行為是眾所周知的，他能夠確定到仙女座的距離，并發(fā)現(xiàn)它根本不是一個星云，而是真正的仙女座星系，正如我們今天所知道的。 通過一次俯沖，哈勃擴展了我們的宇宙，不僅包含了我們的星系，而且散落著數(shù)百萬光年，甚至數(shù)十億光年的星系。

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但哈勃并沒有止步于此。 認識到這一點后，他去觀察了幾十個其他的螺旋星系，確定了它們與我們的距離和衰退速率。 在愛因斯坦廣義相對論的背景下，這意味著空間結構本身正在膨脹，而星系都因為這種膨脹而變得越來越遠。 哈勃意識到，從我們的角度，通過測量這些星系的距離和衰退速度，他可以測量宇宙的膨脹速度！

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紅色方框顯示了哈勃原始數(shù)據(jù)的范圍。

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如今，這種關系被稱為哈勃定律，膨脹率本身被稱為哈勃常數(shù)(或哈勃參數(shù)) ，而世界上最著名的望遠鏡、被稱為哈勃空間望遠鏡的主要任務就是測量這個常數(shù)。 幾十年后產(chǎn)生了大爆炸的概念，這個概念推斷膨脹中的宇宙將達到一個炎熱，致密，迅速膨脹的狀態(tài)。 最終在20世紀60年代，宇宙微波背景的發(fā)現(xiàn)，或者說大爆炸殘留的輻射，證實了這個理論，這個理論是建立在20世紀20年代，哈勃令人難以置信的發(fā)現(xiàn)和解謎之上的。

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圖片來源: nasa / wmap 科學小組，阿諾 · 彭齊亞斯和鮑勃 · 威爾遜于1965年發(fā)現(xiàn)的宇宙微波背景輻射。

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但哈勃沒能活著看到這一切發(fā)生。 在63歲的時候，他死于腦血栓。當時他還在準備在威爾遜山的觀測會議，那里安裝了一個比他用來發(fā)現(xiàn)膨脹的宇宙的望遠鏡大兩倍、強四倍的望遠鏡。 今天，2020年11月20日，應該是哈勃的131歲生日，這意味著從哈勃的出生到死亡，以及從他的死亡到現(xiàn)在，已經(jīng)過去了很長時間。 然而，他的發(fā)現(xiàn)和他為我們理解宇宙所提供的知識，將永垂不朽。

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雖然每個科學家總有一天會離去，但他們偉大的科學發(fā)現(xiàn)將永遠留在人們心中。

作者: Ethan Siegel

FY: 和光同塵

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