关于星系的世纪大辩论 这到底是为什么 原来是这样
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辩论
1920年4月26日,位于美国华盛顿特区的国家自然历史馆里,为数不多的观众正在悠闲地四处参观。不过,今天的馆,好像有些异乎寻常的气氛。通往建筑物一侧的走廊被封闭了,工作人员礼貌地通知说"本日有重要会议召开,暂不开放”。那一定是个了不得的重要会议,因为馆的工作人员们一个个看上去都心神不定,好像恨不得立马离开岗位,冲到会场去参加会议似的。
一个刚在馆学到”星系”这个词的小朋友好奇地拉着一位工作人员的衣角,抬头问: "很重要吗?比它还要重要吗?工作人员笑了起来,伸手摸了摸孩子的头。”比它还要重要哦,因为现在大家正要决定,外太空到底有多大”。正在这个馆里召开的会议,是美国科学院组织的一次关于宇尺度的讨论。白天的时间是专家各自宣读论文,解释主张和论据,晚上的时间留给大家自由辩论。
这时在台上宣读论文的是一位名叫哈罗沙普利的专家,他年轻、精力充沛,思维非常敏捷。”河系就是整个外太空,一切我们能观察到的遥远天体,不管是球状还是旋涡,都是它的一部分,位于其内。”沙普利对球状的分布有着非常深刻的研究。他考察了所有能观看到的球状团,分析它们的方位,发现这些球状团都分布在一个巨大的核球里,核球的中间位于人马座方向。
沙普利认为这个大球的中间就是河系中间,太阳位于河系的边缘,并估计它的直径为30万年。“至于旋云,很简单,假如它和河系一样大,天哪,那它该离我们有多远?一亿年?多可笑的数字!要知道,我们刚开始习惯于讨论几万年的距离没多久,现在却忽然跳到了一亿!而且几万年已经足够我们讨论观看到的所有天体了。
它没理由这么大,也没必要这么大,更没必要让两个系隔得这么远,中间却留着一亿年空白。 只要把这个旋云,咻,轻轻地放到我们的河系图像里,一切就都安置妥当了。”沙普利的主张得到了后来发言的另一位专家范马南的支持。范马南站起来发言,说他观看到了大熊座"风车云”的自转。假如它是另一个的话,那么按照它的旋转速度,最外围的恒星非得超过光速不可。显然,这是不可能的。
沙普利向马南点点头,继续报告:“还有另外一个证据需要大家注意,在其中曾经出现的星。比如35年前的那一次,整个地球都看到了它。假如这个云,啊哈,居然离我们一亿年,那么这颗星到底得有多亮才能让我们看见?至少就现在我们对恒星的了解,这是非常难以理解的。”
他彬彬有礼地结束了报告,走下讲台。接下来,另一位文学家希伯的报告时间。这位长者站上讲台,旗帜鲜明地表明了态度:“沙普利博士的雄辩令人印象深刻,我个人对他的工作深表敬意,但是,他描绘的,我无法同意。他接下来阐述了观点,他对它的看法和沙普利完全不一样,认为太阳位于河系中间,河系只是其中无数系的一部分,那些”旋云”实际上都是和河系一样的”孤岛”,都是一个个的系。
他也提出了一个有力的证据:按照历史上的记载,人们在仙女座”星云”里观察到的星数量竟然比在河系里观察到的还要多!假如“星云”真的只是河系的一部分,那么凭什么这一小部分会出现这么多的星呢?对马南提出的"观看证据”,希伯说得更不客气: "如果范马南博士对风车云的观看是正确的,那我对河系和其大小的认识就是一个全盘的错误了。”其的反驳揭开了序幕。
支持不同意见的专家纷纷上台提交报告,莫衷一是、争执不休。激烈的争论一直持续到晚上九点半,谁也没能说服对方。这次会议原本是试图得出一个对太空尺度的共识,结果却变成了各执一词的口水战。这就是天文学界有名的”大辩论”。参与辩论的专家,不论是哈罗沙普利,还是希伯,他们的目标都是寻求真理、寻求人类对真相的发现。
因此,谁也没有为谁而战,这次会议结束之后,双方就偃旗息鼓,分头去寻找新的观看证据了。毕竟,对天文学来说,一切的理论都必须经过观看的证明才能令人信服。没过多久,马南关于风车星云“自转”的观看被证明是错误的。然后,借助当时最新、最大的2.5米胡克望远镜,专哈勃测出了仙女座和三角座的距离。
用的是什么方法呢?用的是沙普利研究球状团距离的方法:我们在《失聪的变形猎手》这个故事里讲到的造父变星。利用造父变星的周光关系,测出光变周期就能知道它的"光度” ,也就是发光量,换算出绝对星等,和测出的视星等-比较,就能知道距离了。现在我们知道,在 这个问题上,沙普利错了,他对了:这些“星云”都是一个个的河外系。
在方位的问题上,沙普利对了,他错了:其位于离银心很远的地方,接近河系的边缘,沙普利对银心方位的判断也是正确的。在河系大小的判断上,沙普利和他都没对:沙普利把河系和仙女座估计得太大,导致他得出了一亿年这个过大的距离;他又把河系估计得太小了,他没想到河系虽然只是千千万万个系中的一个,却比大部分的系都要大。
但是,在尊重事实、追求真理这个问题上,两位专家都没有错。这场辩论之所以会被称为”大辩论”,正是因为辩论体现的,是那个时代初期,科学发展的黄金时代,人类无比旺盛的探索渴望和科学精神。后来,为了纪念沙普利对河系结构的贡献,人们把一个行星状云命名为“沙普利1号”。
好了,今天的小知识就分享到这里了,我们下期见