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丈量宇宙,諾獎來遲

2018-08-24 01:44SME
百家講壇 2018年8期
關鍵詞:維特天文臺亮度

SME

1868年,亨麗愛塔·斯萬·勒維特出生在美國的一個牧師家庭。她從小就是隔壁家的乖乖女,性格溫和,成績優秀。20歲那年,她順利考上了拉德克利夫學院。在那里,她充分展現了自己的語言天分,修了五門外語。然而,她并未受到命運之神的眷顧。

畢業后一年,勒維特就患上了一種頑疾,還使她不斷喪失聽力。她一邊與疾病抗爭,一邊堅持要找份能養活自己的工作。1893年,勒維特終于謀得在哈佛天文臺擔任計算員的工作。事實上,這是個苦差事。

在那個年代,宇宙的規模完全是個未解之謎。盡管有技術可以確定我們離太陽和鄰近恒星有多遠,但并沒有人知道與其他恒星的距離。當時大家的依據是:如果物體距離較遠,物體會變得越來越暗淡。那怎么才能測量出物體的實際亮度呢?具體的方法就是,由電子傳感器裝置拍下天空圖像,再通過“計算機”對一長串數字的分析計算來解決這個問題。當時的哈佛大學天文臺積累了近五十萬張天空圖像。為了分析這些圖像,哈佛天文臺主任愛德華·皮克林招募了一群女職工來進行這項工作。

連算盤都沒有的她們只能靠筆和紙加上非凡的耐心,日復一日地進行運算。但她們拿到的報酬只有同等職位的男員工的一半。毫無疑問,勒維特就是其中一員。只不過,由于身體原因,她還遭到了上司皮克林的“特殊對待”。

熟悉工作之后,她并沒有被分配到天文臺最重要的恒星光譜分類的工作,而是獨自去研究變星,也就是那些亮度會隨時間改變的星星??商煳膶W界對恒星都幾乎一無所知,就更別提變星了。然而,勒維特卻欣然接受了這一特殊的安排。她日復一日地認真對變星的位置和亮度進行著枯燥的測量與計算。

功夫不負有心人,勒維特在麥哲倫星云中發現了一些星星的特別之處,于是她立即將這一系列的發現和設想系統地整理成了一篇論文。1908年,這篇論文在《哈佛天文臺年鑒》上公開發表,文章指出她在麥哲倫星云中一共找到了1777顆特殊的恒星,也就是如今說的造父變星。

其中,她還專門挑選了16顆有代表性的造父變星,將它們的光變周期以表格的形式一一列了出來。更令人振奮的是,她指明幾個變量間的規律:越亮的變星,亮度變化周期越長,兩者關系緊密。別看這一條看似簡單的定律,它可是開啟了觀測宇宙學的新時代。

這篇文章確實讓一些同事對她刮目相看,但她的待遇和地位卻從未得到過改善。不過勒維特還算是幸運的,她的造父變星的周光關系提出不久,就得到了外界的認可。一年后,著名天文學家埃希納·赫茨普龍確定了銀河系中多個造父變星的距地距離。

在她生命中的最后幾年,哈佛天文臺的新臺長沙普利通過她的定律計算出了銀河系周圍恒星的距離,天文學家哈勃還將她驚人的發現推向更深層次的高度。然而,勒維特都沒看到,她在1921年就逝世了。瑞典科學院曾考慮提名她獲選諾貝爾物理學獎,但得知她去世后,此項提名只能作罷。直到今天,她的發現仍被們了解天體的距離,探索那神秘的宇宙。

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