宇宙起源是一個極其復(fù)雜的問題。千百年來,科學(xué)家們一直在探尋宇宙是什么時候、如何形成的。宇宙大爆炸學(xué)說是當(dāng)今最主流的宇宙起源說,即宇宙是由大約150億年前發(fā)生的一次大爆炸形成的。
這個學(xué)說從提出到形成直到被大眾接受,與很多科學(xué)家有關(guān)。
今天講講最初的那個人——斯里弗和他的發(fā)現(xiàn)。
Vesto Melvin Slipher
斯里弗全名是維斯托·梅爾文·斯里弗(Vesto Melvin Slipher,1875-1969),美國天文學(xué)家。值得一提的是,在天文學(xué)史上,說到斯里弗,還有一位名人厄爾·查爾斯·斯里弗(Earl Charles Slipher,1883 – 1964),也是天文學(xué)家,并且是羅威爾天文臺臺長。這兩個人是兄弟,月球上的斯里弗環(huán)形山是以他們的姓氏命名,此外還有火星上的同名撞擊坑和1962年9月7日由印第安納小行星計劃發(fā)現(xiàn)的小行星1766。
20世紀(jì)初葉,維斯托·斯里弗發(fā)現(xiàn)了宇宙膨脹的第一條線索。
1913年,當(dāng)斯里弗在通過望遠(yuǎn)鏡尋找別的東西時,發(fā)現(xiàn)離我們地球最近的十幾個星云在運(yùn)動,進(jìn)而去研究這些星云在太空中運(yùn)行的速度。他發(fā)現(xiàn)在他的望遠(yuǎn)鏡所及范圍之內(nèi)的星云都在以極大的速度運(yùn)行,好些都達(dá)到時速百萬英里。而且,幾乎所有星云都正在遠(yuǎn)離我們的地球而去。
紅移
1914年,斯里弗在美國天文學(xué)會的會議上報告了他奇特的發(fā)現(xiàn)。當(dāng)年斯里弗報告他的數(shù)據(jù)時態(tài)度非常謹(jǐn)慎謙卑,但他的幻燈片清楚地揭示了“紅移”現(xiàn)象,就是從 這些遙遠(yuǎn)的星云發(fā)射的光線的顏色變得偏紅,在有經(jīng)驗(yàn)的人看來,這意味著這些遙遠(yuǎn)的星云正在以高速離開地球。
于是,在科學(xué)會議上從未見過或很少發(fā)生的事出現(xiàn)了,所有人都站起來鼓掌喝彩。雖然當(dāng)時的在場的天文學(xué)家們并不明白這一發(fā)現(xiàn)到底有什么意義,但他們都從心底里感覺這是一項驚天動地的發(fā)現(xiàn)。
在斯里弗的聽眾中有一個叫哈勃的人,以后我們會看到,就是他追隨著斯里弗的線索去研究,終于繪制出一幅新的宇宙圖像。
哈勃定律圖
斯里弗繼續(xù)他繁瑣的工作,搜集了更遠(yuǎn)的星云的光并測量了這些星云的速度。有少數(shù)天文學(xué)家作了類似的測量,并證實(shí)了他的數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確的,但大致上他一直是在孤軍奮戰(zhàn)。到1925年他已經(jīng)測量了42個星云的速度。
雖然斯里弗對星云運(yùn)行的測量證實(shí)了宇宙在膨脹,但當(dāng)時并沒有人能馬上理解這事,包括他自己。1925年以后,斯里弗放棄了星云的研究轉(zhuǎn)向了其他課題。當(dāng)他離開這個領(lǐng)域的時候,哈勃和赫馬森適時踏了進(jìn)來。
正如多年以后,哈勃評價斯里弗: “在一個嶄新的領(lǐng)域中,第一步是最偉大的一步。一旦邁出了這一步,道路就已被開辟出來,大家就能開辟前行”。
可以看到,雖然后人一提到宇宙膨脹就會想到哈勃定律,而哈勃卻感謝著斯里弗的重大發(fā)現(xiàn)。