天文學(xué)家埃德溫·p·哈勃(Edwin P. Hubble)對宇宙做出了最深刻的發(fā)現(xiàn)之一。他發(fā)現(xiàn)宇宙比銀河系大得多。此外，他還發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹。這項工作現(xiàn)在幫助天文學(xué)家測量宇宙。由于他的貢獻(xiàn)，哈勃的名字被用在了軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡上。

哈勃的早期生活和教育

埃德溫·鮑威爾·哈勃1889年11月29日出生在密蘇里州的一個小鎮(zhèn)上。九歲時，他隨家人搬到了芝加哥，并留在那里上了芝加哥大學(xué)，在那里他獲得了數(shù)學(xué)、天文學(xué)和哲學(xué)的學(xué)士學(xué)位。隨后，他憑借羅德獎學(xué)金前往牛津大學(xué)。由于父親的遺愿，他放棄了科學(xué)事業(yè)，轉(zhuǎn)而學(xué)習(xí)法律、文學(xué)和西班牙語。

1913年，哈勃在父親去世后回到美國，開始在印第安納州新奧爾巴尼的新奧爾巴尼高中教授西班牙語、物理和數(shù)學(xué)。然而，他對天文學(xué)的興趣促使他在威斯康星州的耶克斯天文臺(Yerkes Observatory)就讀研究生。在那里的工作使他回到了芝加哥大學(xué)，并于1917年獲得了博士學(xué)位。他的論文題為“微弱星云的攝影研究”。這為他后來的發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)，這些發(fā)現(xiàn)改變了天文學(xué)的面貌。

伸向星星和星系

哈勃隨后應(yīng)征入伍，在第一次世界大戰(zhàn)中為國效力。他很快晉升為少校，在戰(zhàn)斗中受傷，于1919年退伍。他立即穿著制服來到威爾遜山天文臺，開始了他的天文學(xué)家生涯。他可以使用60英寸和新完成的100英寸胡克反射器。哈勃有效地在那里度過了他職業(yè)生涯的剩余時間，在那里他還幫助設(shè)計了200英寸的海爾望遠(yuǎn)鏡。

測量宇宙的大小

和其他天文學(xué)家一樣，哈勃過去經(jīng)常在天文圖像中看到形狀奇怪、模糊的螺旋狀物體。他們都在爭論這些東西是什么。在20世紀(jì)20年代早期，人們普遍認(rèn)為它們只是一種被稱為星云的氣體云。這些“螺旋星云”是很受歡迎的觀測目標(biāo)，人們花了很多精力試圖解釋它們是如何形成的，以目前對星際云的了解。他們是整個其他星系的想法甚至都沒有考慮過。當(dāng)時，人們認(rèn)為整個宇宙被銀河系包裹著——其范圍已經(jīng)被哈勃的競爭對手哈洛·沙普利精確測量過了。

為了更好地了解這些天體的結(jié)構(gòu)，哈勃利用100英寸的胡克反射器對幾個螺旋星云進(jìn)行了極其詳細(xì)的測量。在觀測過程中，他發(fā)現(xiàn)了這些星系中的幾個造父變星，其中一個位于所謂的“仙女座星云”。造父變星是變星，它們的距離可以通過測量亮度和變異性周期來精確確定。天文學(xué)家亨麗埃塔·斯旺·萊維特(Henrietta Swan Leavitt)首先將這些變量繪制成圖表并進(jìn)行了分析。她推導(dǎo)出了“周期-光度關(guān)系”，哈勃用來發(fā)現(xiàn)他看到的星云不可能在銀河系內(nèi)。

這一發(fā)現(xiàn)最初在科學(xué)界遇到了巨大的阻力，包括Harlow Shapley。具有諷刺意味的是，沙普利使用哈勃的方法確定了銀河系的大小。然而，哈勃望遠(yuǎn)鏡從銀河系到其他星系的“范式轉(zhuǎn)換”對科學(xué)家來說是很難接受的。然而，隨著時間的推移，哈勃工作不可否認(rèn)的完整性贏得了勝利，導(dǎo)致了我們現(xiàn)在對宇宙的理解。

紅移的問題

哈勃的工作使他進(jìn)入了一個新的研究領(lǐng)域:紅移問題。它困擾了天文學(xué)家多年。這是問題的要點:對螺旋星云發(fā)射的光的光譜測量表明，它向電磁波譜的紅色端移動。這怎么可能呢?

解釋很簡單:星系正以很高的速度遠(yuǎn)離我們。它們的光會向光譜的紅端移動，這是因為它們遠(yuǎn)離我們的速度太快了。這種位移被稱為多普勒頻移。哈勃和他的同事米爾頓·休馬森利用這些信息得出了現(xiàn)在被稱為哈勃定律的關(guān)系。它指出，一個星系離我們越遠(yuǎn)，它遠(yuǎn)離我們的速度就越快。同時，這也暗示著宇宙正在膨脹。

諾貝爾獎

埃德溫·p·哈勃(Edwin P. Hubble)因此獲得了諾貝爾獎的殊榮，但不幸的是，他從未被認(rèn)為是諾貝爾獎的候選人。這并不是因為缺乏科學(xué)成就。當(dāng)時，天文學(xué)還不被認(rèn)為是一門物理學(xué)科，因此天文學(xué)家沒有資格。

哈勃主張改變這一點，甚至一度雇傭了一個宣傳代理來為他游說。1953年，也就是哈勃去世的那一年，天文學(xué)被正式宣布為物理學(xué)的一個分支。這為天文學(xué)家獲得諾貝爾和平獎鋪平了道路。如果他沒有去世，人們普遍認(rèn)為哈勃會被提名為當(dāng)年的獲獎?wù)?。由于該獎項不追授給死后的人，所以他沒有獲得該獎項。當(dāng)然，今天的天文學(xué)是獨立的一個分支，它還包括行星科學(xué)和空間科學(xué)。

哈勃太空望遠(yuǎn)鏡

隨著天文學(xué)家不斷確定宇宙的膨脹速率，并探索遙遠(yuǎn)的星系，哈勃的遺產(chǎn)仍在繼續(xù)。他的名字裝飾著哈勃太空望遠(yuǎn)鏡(HST)，該望遠(yuǎn)鏡定期提供來自宇宙最深處的壯觀圖像。