回到1900年代或之前,,人們也跟現(xiàn)代人一樣在追問諸如宇宙是從何而來,是什么定律支配著它,,以及它是怎么演化的,。在試圖回答這些問題的過程中,有一大部分杰出的工作都是由女性做出的,,可惜的是,,在她們的生命之中,從未獲得過認(rèn)可,。 試想一下,,那些超越銀河系的其它星系。 (圖片來源:Hubble Legacy Archive, NASA, ESA) 它們每一個都包含了上百萬,、上億甚至上萬億顆恒星,。但是,,在許多個世紀(jì)里,,我們并不知道這些物體的真實本質(zhì)。它們究竟是像銀河系一樣的星系,,還是離我們很近的星云,。那個時候,大部分人都傾向于相信銀河系是宇宙中唯一的星系,。而解開謎題的關(guān)鍵在于,,我們需要去測量這些天體的距離。 (圖片來源:Brian Combs) 像上面這些星系,,它們的大小,、亮度都非常的不一樣,因此我們不可能通過看來判定它們到底多大或多亮,。 但是有一些技巧我們可以用,。比如,如果我們能夠知道星系的某些內(nèi)在性質(zhì),,或許就可以測量它們離我們有多遠(yuǎn),。 (圖片來源:NASA/JPL-Caltech) 想象一下,有一根已知內(nèi)在亮度的蠟燭(或者燈泡),。如果你知道蠟燭輻射出的總光度,,就可以知道亮度如何隨著距離減小。因此你所需要做的就是測量蠟燭的亮度,,就能立即知道它有多遠(yuǎn),。 在天文學(xué)里,這個方法被稱為標(biāo)準(zhǔn)燭光,。其原理很簡單,,如果你能夠測量一個天體的某些性質(zhì),,通過這些性質(zhì)得到內(nèi)在亮度,就可以算出它的距離,。 (圖片來源:ESA/Hubble) 舉個例子,,如果有某種特定的恒星,它們的內(nèi)在亮度是可以被知道的,,那么我們所要做的就是測量這些恒星,,就可以計算出它們離我們有多遠(yuǎn)。今天,,雖然有許多方法可以測量天體的距離,,但它們都利用同樣的方式:找到天體的某些容易觀測到的性質(zhì)跟內(nèi)在亮度之間的關(guān)聯(lián)。 而第一個發(fā)現(xiàn)存在這種關(guān)聯(lián)的人正是亨麗愛塔·斯萬·勒維特(Henrietta Swan Leavitt),。 △ Henrietta Leavitt,。(圖片來源: Harvard College Observatory) 在1900年代的時候,勒維特是哈佛天文臺的一位天文學(xué)家,。她在那里擔(dān)任計算員,,職責(zé)是幫助資深的男性天文學(xué)家將已拍照的恒星進(jìn)行分類。 △ 1908年,,勒維特的論文發(fā)表在了哈佛天文臺的年報,。(圖片來源:Harvard College Observatory) 勒維特負(fù)責(zé)研究的是距離銀河系20萬光年外的小麥哲倫星云中的成千上萬顆恒星。她從1890年代拍攝的照相底片中分類出了1777顆變星,,而這其中的25顆變星徹底改變了天文學(xué),。勒維特并不只是簡單的測量了這些恒星的亮度變化、顏色等性質(zhì),。她發(fā)現(xiàn),,一些恒星不僅會改變它們的亮度,而且是呈周期性的改變,! (圖片來源:Henrietta Leavitt,,1912) 此外,她還將這些變星和我們銀河系中的一顆變星(造父一,,是造父變星的原型)相聯(lián)系,。造父一是一顆藍(lán)色的恒星,并且已知它的亮度會周期性變化,。 △ 造父一周圍的弓激波,。(圖片來源:NASA/JPL-Caltech/M. Marengo) 她從這25顆恒星中發(fā)現(xiàn)的是恒星亮度的變化周期(從最亮到最暗再到最亮所需的時間)和恒星內(nèi)在亮度的線性關(guān)系。 造父變星的周期和亮度間的關(guān)系今天仍在使用,。勒維特的這個發(fā)現(xiàn)使天文學(xué)家有了一把衡量遙遠(yuǎn)天體距離的尺子,。 △ 哈勃在仙女座星系發(fā)現(xiàn)的第一顆造父變星。(圖片來源:Edwin Hubble / Carnegie Observatories) 數(shù)年后,,哈勃利用胡克望遠(yuǎn)鏡對仙女座星系進(jìn)行拍攝,,尋找著造父變星,。(當(dāng)時,天文學(xué)家對仙女座星系究竟是在銀河系之內(nèi)還是之外進(jìn)行了一場辯論,。)經(jīng)歷了不知道多少個夜晚,,終于,在1923年的十月,,他找到了一個,,在仙女座星系的其中一個螺旋臂上閃爍著。經(jīng)歷了又一個星期的觀測,,他利用勒維特的公式來計算造父變星的距離,。 在下圖中顯示的是哈勃太空望遠(yuǎn)鏡在2011年拍攝到的造父變星V1. 這顆恒星被稱之為“宇宙學(xué)史上最重要的一顆恒星”。 △ 造父變星V1.(圖片來源:NASA/ESA/Hubble Heritage Team) 從V1發(fā)出的光使一切事情都變得明朗了:仙女座星系的確是在銀河系之外,。銀河系不再是整個宇宙,,它只不過是渺滄海之一粟。 勒維特的工作是無與倫比的,,正是因為她的發(fā)現(xiàn),,我們才真正的開始探索宇宙,而不僅限于研究銀河系內(nèi)的恒星和星云,。瑞典科學(xué)院的數(shù)學(xué)家哥斯塔·米塔-列夫勒在得知她的工作后認(rèn)為她值得獲得諾貝爾獎,。不幸的是,,他寫信給勒維特的時候是在1925年,,而勒維特在四年前就已經(jīng)去世。她還沒來得及得知自己的發(fā)現(xiàn)幫助解決了當(dāng)時螺旋星云的謎題,,以及直接導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)宇宙正在膨脹,。 △ 劇作家Lauren Gunderson譜寫了她的一生和科學(xué)發(fā)現(xiàn)。(圖片來源:SILENT SKY 2013–2015) 下次,,當(dāng)你驚嘆于宇宙的浩瀚時,,不要忘了亨麗愛塔·斯萬·勒維特這個名字,一位杰出的女性天文學(xué)家,。是她的工作以及非凡的洞察力,,才有了我們今天的宇宙觀。 她開闊了我們的視野 贊賞 人贊賞 |
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