一个世纪的天文学,揭示了地球在宇宙中的位置



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一个世纪前 , 银河系是整个已知宇宙的全部 , 我们不知道是什么让星星发光 , 已知只有一颗恒星 , 我们自己的太阳 , 拥有任何行星 。 在这些行星中 , 人类只探索过一个 , 那就是地球 。 正如我们所知 , 恒星、宇宙等等 , 是一个扁平的、手表形的恒星和星云组织 。 那个闪闪发光的怀表就是银河系 , 天文学家刚刚开始设想在它之外可能有任何东西 。
【一个世纪的天文学,揭示了地球在宇宙中的位置】航天器已经飞过太阳系的每一颗行星 , 拍摄它们疯狂的外星人面孔的特写镜头 。 事实证明 , 太阳系包含大量岩石和冰冷的小天体 , 这些天体对行星的定义提出了挑战 。 已经发现数以千计的行星围绕其他恒星运行 , 其中一些可能具有生命繁衍的合适条件 。 我们现在知道 , 银河系只是数十亿个星系中的一个 。
在过去的 100 年里 , 天文学发生了一系列革命 , 每一次革命都将地球从事物的中心踢得更远一点 。 在此过程中 , 人们并没有完全接受这些对我们家乡星球中心地位的打击 。 1920 年 , 是否可能存在其他岛屿宇宙 , 星系的问题是天文学家之间大辩论的主题 。 在 1970 年代 , 当火星被证明有粉红色的天空而不是蓝色时 , 记者们发出了惊叹声 。 他们的反应反映了我们希望火星像地球一样 , 在 1990 年代 , 天文学家几乎错过了隐藏在他们数据中的太阳系外行星 , 因为他们调整了搜索技术以寻找更像我们太阳系中的行星 。
但是 , 将我们的注意力从地球上转移开来 , 我们的思想打开了新的可能性、新的宇宙、可能存在生命的新地方 。 下一个世纪的天文学可以更好地了解我们的宇宙起源 , 以及寻找其他生物称之为家园的世界的新策略 。 过去几十年的误解表明 , 科学家在预测我们未来会发现的东西时应该小心谨慎 。
在 20 世纪之交 , 传统观点认为银河系是独立存在的 。 它包含恒星 , 有时组织成星团 , 以及被称为星云的模糊光斑 。 有些星云有螺旋结构 , 但到了 1900 年代初 , 大多数天文学家认为绘制平行线是荒谬的 。 1890 年 , 天文学历史学家写道 , 没有称职的思想家能够将任何单个星云维持在与银河系同位的恒星系统 。
然而 , 到 1920 年代 , 这种观点已经受到挑战 。 早在 1914 年 , 天文学家就认为螺旋状星云不是银河系的一部分 , 而是难以置信的遥远恒星星系或分离的恒星宇宙 , 如此遥远以至于整个星系都变成了一个未解决的光雾 。 大约在同一时间 , 加利福尼亚州威尔逊山天文台的沙普利开始证明银河系本身是巨大的 。
这意味着变星可用于估计宇宙距离 , 很难说一个宇宙物体到底有多远 , 看起来明亮的恒星可能本质上很暗但很近 , 而看起来暗淡的恒星可能本质上很亮但很远 。 但是同一云中的所有造父变星离地球的距离应该大致相同 。
几年后 , 沙普利利用这一事实 , 测量球状星团内造父变星的距离 , 以确定太阳在银河系中的位置 。 令他惊讶的是 , 太阳不在银河系的中心 , 而是在一侧 。 根据他的计算 , 银河系的星盘也比以前的天文学家假设的宽约 10 倍 。
1920 年 4 月 , 他和柯蒂斯在华盛顿特区举行的美国国家科学院会议上向公众表达了他们对立的观点 , 这场会议后来被称为大辩论 。 每个人都有 40 分钟的时间来表达他们对是否只有一个或几个宇宙 , 我们现在认为的星系的看法 。 星系开始进入视野 。 这场大辩论由一位在威尔逊山工作的年轻天文学家埃德温·哈勃解决 。 哈勃还使用 Leavitt 的造父变星技术来测量宇宙距离 , 这次是通过在螺旋星云本身中找到变星 。
1923 年秋天 , 哈勃开始观测仙女座星云 , 这是天空中最亮的星云之一 。 他使用了威尔逊山的 60 英寸望远镜和当时世界上最大的 100 英寸望远镜 。 在接下来的一年左右的时间里 , 他研究了仙女座的 35 个造父变星和一个名为 Triangulum 的不同星云 。 它们的周期足够长 , 以至于星云必须在一百万光年之外 , 才能使恒星显得如此微弱 。

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