首页>>世界之窗>>世界科技

美国天文学家——爱德温·哈勃

美国天文学家爱德温哈勃(edwin p. hubble)(1889~1953)是研究现代宇宙理论最著名的人物之一,是河外天文学的奠基人。他发现了银河系外星系存在及宇宙不断膨胀,是银河外天文学的奠基人和提供宇宙膨胀实例证据的第一人。

哈勃(edwin powell hubble,1889.11.20~1953.9.28),美国天文学家,观测宇宙学的开创者。1889年11月20日生于密苏里州马什菲尔德,1953年9月28日卒于加利福尼亚圣马力诺。

1906年6月,17岁的哈勃高中毕业,获得芝加哥大学奖学金,前往芝加哥大学学习,在大学期间,他受天文学家海尔启发开始对天文学产生更大的兴趣。他在该校时即已获数学和天文学的校内学位。1910年,21岁的哈勃在芝加哥大学毕业,获得奖学金,前往英国牛津大学学习法律,23岁获文学士学位。

1913年在美国肯塔基州开业当律师。后来,他终于集中精力研究天文学,并返回芝加哥大学,25岁到叶凯士天文台攻读研究生,28岁获博士学位。在该校设于威斯康星州的叶凯士天文台工作。在获得天文学哲学博士学位和从军两年以后,1919年退伍到威尔逊天文台(现属海尔天文台)专心研究河外星系并作出新发现。

哈勃对20世纪天文系作出许多贡献,被尊为一代宗师。其中最重大者有二:一是确认星系是与银河系相当的恒星系统,开创了星系天文学,建立了大尺度宇宙的新概念;二是发现了星系的红移-距离关系,促使现代宇宙学的诞生。

1914年,他在叶凯士天文台开始研究星云的本质,提出有一些星云是银河系的气团。他发现亮的银河星云的视直径同使星云发光的恒星亮度有关。并推测另一些星云,特别是具有螺旋结构的,可能是更遥远的天体系统。

1919年,他用世界上最大的150厘米和254厘米望远镜照相观测旋涡星云。当时天文界正围绕“星云”是不是银河系的一部分这个问题展开了激烈的讨论。

1923~1924年,哈勃用威尔逊山天文台的254厘米反射望远镜拍摄了仙女座大星云和m33的照片,把它们的边缘部分分解为恒星,在分析一批造父变星的亮度以后断定,这些造父变星和它们所在的星云距离我们远达几十万光年,远超过当时银河系的直径尺度,因而一定位于银河系外,即它们确实是银河系外巨大的天体系统——河外星系。

1924年在美国天文学会一次学术会议上,正式公布了这一发现。这项发现使天文学家们关于“宇宙岛”的争论胜负立即分出,所有天文学家都意识到,多年来关于旋涡星云是近距天体还是银河系之外的宇宙岛的争论就此结束,从而揭开了探索大宇宙的新的一页。 1926 年,他发表了对河外星系的形态分类法,后称哈勃分类。

20世纪初,斯里弗对旋涡星云光谱作过多年研究,发现谱线红移现象。在斯里弗观测的基础上,哈勃与助手赫马森合作,对遥远星系的距离与红移进行了大量测量工作,发现远方星系的谱线均有红移,而且距离越远的星系,红移越大,于是得出重要的结论:星系看起来都在远离我们而去,且距离越远,远离的速度越高。

1929年他通过对已测得距离的20多个星系的统计分析,更进一步发现星系退行的速率与星系距离的比值是一常数。两者间存在着线性关系。这一关系后被称为哈勃定律。这个被称为哈勃常数的速率就是星系的速度同距离的比值。

这一结论意义深远,因为一直以来,天文学家都认为宇宙是静止的。若认为红移是星系视向运动的多普勒效应造成的,则红移-距离关系表明,距离越远的星系正以越来越快的速度远离我们。运用广义相对论,人们通常把哈勃定律解释为宇宙膨胀的必然结果。哈勃定律的发现有力地推动了现代宇宙学的发展。

后来经过其他天文学家的理论研究之后,宇宙已按常数率膨胀了137亿年。

20世纪初,大部分天文学家都认为宇宙不会膨胀出银河系。但20世纪20年代初,哈勃用当时最大的望远镜观察神秘的仙女座时,发现仙女座中的星云不是银河系的气体,而是一个完全独立的星系。在银河系之外存在许多其它的星系,宇宙比人类想象的要大许多。

哈勃还对旋涡星云的空间分布进行了研究,1936年在所著《星云世界》一书中绘出了旋涡星云按银道坐标的空间分布图。该图表明,在银道面上几乎完全看不到旋涡星云,在银道面两旁所见也不多,而随着银纬增高,所见到的旋涡星云越多。这一现象是由于银河系内银道面附近浓密的星际物质的吸光作用造成的。

他还研究了银河星云的发光机制,1922年指出,发射星云近旁往往有光谱型早于b1型的恒星,反射星云近旁往往有晚于b1型的恒星。

1953年,哈勃在回家途中突发中风,不幸逝世。1990年,美国国家航空航天局(nasa)发现空间望远镜,为纪念哈勃的丰功伟绩,命名为“哈勃空间望远镜”。这是nasa“大天文台计划”的四个空间望远镜中的第一颗。另外三颗分别为:康普顿伽马射线天文台,钱德拉x射线天文台,斯必泽红外空间望远镜。哈勃空间望远镜以光学与近红外观测为主。这四个空间望远镜覆盖了电磁波全波段,为人类认识广袤宇宙作出划时代的伟大贡献。

哈勃的著作有《星云世界》、《用观测手段探索宇宙学问题》等,两书都是现代天文学名著。他曾经获得太平洋天文学会奖章和英国皇家天文学会金质奖章。

哈勃太空望远镜(hubble space telescope,缩写为hst),是以天文学家哈勃为名,在轨道上环绕着地球的望远镜。他的位置在地球的大气层之上,因此获得了地基望远镜所没有的好处-影像不会受到大气湍流的扰动,视相度绝佳又没有大气散射造成的背景光,还能观测会被臭氧层吸收的紫外线。于1990年发射之后,已经成为天文史上最重要的仪器之一。他已经填补了地面观测的缺口,帮助天文学家解决了许多根本上的问题,对天文物理有更多的认识。哈勃的哈勃超深空视场是天文学家曾获得的最深入(最敏锐的)的光学影像。
 ;
从他于1946年的原始构想开始,直到发射为止,建造太空望远镜的计划不断的被延迟和受到预算问题的困扰。在他发射之后,立即发现主镜有球面像差,严重的降低了望远镜的观测能力。

幸好在1993年的维修任务之后,望远镜恢复了计划中的品质,并且成为天文学研究和推展公共关系最重要的工具。哈勃空间望远镜和康普顿伽玛射线天文台、钱德拉x射线天文台、斯必泽空间望远镜都是美国宇航局大型轨道天文台计划的一部分 。哈勃空间望远镜由nasa和eso合作共同管理。

哈勃的未来依靠后续的维修任务是否成功,维持稳定的几个陀螺仪已经损坏,2007年,连备用的也已经耗尽,而且另一架用于指向的望远镜功能也在衰减中。陀螺仪必须要以人工进行维修,在2007年1月30日,主要的先进巡天照相机(acs)也停止工作,在执行人工维修之前,只有超紫外线的频道能够使用。

另一方面,如果没有再提升来增加轨道高度,阻力会迫使望远镜在2010年重返大气层。自从2003年航天飞机哥伦比亚不幸事件之后,由于国际太空站和哈勃不在相同的高度上,使得太空人在紧急状况下缺乏安全的避难场所,因而nasa认为以载人太空任务去维修哈勃望远镜是不合情理的危险任务。

nasa在重新检讨之后,执行长麦克格里芬在2006年10月31日决定以亚特兰大进行最后一次的哈勃维修任务,任务的时间安排在2008年9月11日,基于安全上的考量,届时将会让发现号在lc-39b发射台上待命,以便在紧急情况时能提供救援。计划中的维修将能让哈勃空间望远镜持续工作至2013年。如果成功了,后继的詹姆斯韦伯太空望远镜(jwst)应该已经发射升空,可以衔接得上任务了。韦伯太空望远镜在许多研究计划上的功能都远超过“哈勃”,但将主要观测红外线波段,因此在光谱的可见光和紫外线领域内无法取代哈勃的功能。

 ;

特别声明:本文仅代表作者个人观点。其原创性以及文中表达的观点和判断不代表本网站。本网站对文中内容的真实性和完整性不作任何保证或承诺,仅供读者参考交流。【世界商贸网】