20世紀初，人們對天空中看到的螺旋星云就產生了分歧，威爾遜山上的天文學家認為這是“原始恒星”，漢密爾頓山上的天文學家認為這是遙遠的星系。

雙方代表沙普利和柯蒂斯，還為這事專門坐火車去華盛頓，進行了一場大辯論，精彩程度絲毫不亞于愛因斯坦和玻爾的世紀論戰(zhàn)，那么一個爭論的是，我們世界的本質性問題，那么一個爭論的是，我們這個宇宙大小的問題。

當時沙普利和柯蒂斯都列舉了讓對方無法解釋的觀測證據(jù)，所以兩人誰也沒占到便宜，不分勝負。

那么在他們列舉出的證據(jù)中，有一項非常奇怪，也就是1912年天文學家斯萊弗發(fā)現(xiàn)，這些星云的運動速度非?？欤行┧俣壬踔聊苓_到每秒幾千公里，而銀河系內的天體平均的運動速度也就是每秒幾十、幾百公里而已。

這還不是最奇怪的，最令人費解的是，這些星云大部分都在遠離我們，這是咋回事？當時的人們并不知道。以上的這些我在上個視頻中有詳細的介紹，有興趣的朋友可以回看一下。

今天我們將迎來真正的天文學家，河外天文學的開創(chuàng)者，埃德溫·哈勃。它的觀測和發(fā)現(xiàn)解釋人們的困惑，并且把我們帶入了一個龐大而又膨脹的宇宙當中。

埃德溫·哈勃，1889年出生，美國人，在他成長的那個年代，天文學家并算不上是一個正經的職業(yè)，除非你特別有錢，可以把興趣愛好當飯吃，那就另說了。

可惜的是哈勃就是一個普通人家的孩子，他只能把天文學當作課余愛好，在父親的要求下他學的是法律專業(yè)，1910年哈勃有幸獲得了羅茲獎學金，有了去英國牛津大學留學的機會。

在牛津大學他學的依舊是法律，天文學完全是抽空自學的。在英國的3年間，哈勃最大的變化，就是完全被英化了，口音也變成了英國口音，喜歡穿粗呢大衣，年紀輕輕就煙斗不離嘴，一副老派、典型的英國風。

很明顯哈勃很喜歡英國，要不是他的父親在1913年去世哈勃估計就定居在英國了。哈勃在回到美國以后，為了償還父親臨終前欠下的債務，就教了一段時間書，在這之后他就完全拋棄了跟法律有關的所有想法。全身心投入到了天文學當中。

哈勃先在芝加哥的葉凱士天文臺找到了一份工作，之后1920年才來到了威爾遜天文臺，前面的文章說了，威爾遜山上的天文學家大部分支持沙普利的原恒星觀點。

但哈勃一直以來都保持著中立的態(tài)度，他想搞清楚這些螺旋星云到底是啥，所以就制定一份研究計劃，主要就是觀察螺旋星云附近出現(xiàn)的新星，因為在“大辯論”中，柯蒂斯就說，在螺旋星云所在的天區(qū)中出現(xiàn)新星的概率要高于其他天區(qū)，而且這些新星的亮度要比其他天區(qū)出現(xiàn)的新星的亮度要暗。

哈勃就覺得這一點非常的重要，所以就大量的觀測和收集這些新星的數(shù)據(jù)。好，相信你已經產生了一個疑問，啥是新星？難道是超新星？不是的，超新星一般有兩種Ⅰa型超新星和Ⅱ型超新星，也稱為核坍縮超新星。

那么Ⅰa型超新星出現(xiàn)有兩種情況，兩顆白矮星相撞就會爆發(fā)Ⅰa型超新星，或者是一顆白矮星大量、快速地吸收了伴星的物質，導致質量在短時間內超過了1.4倍的太陽質量，這是錢德拉塞卡極限，就會導致核心再次點燃核聚變，發(fā)生爆炸。這也是Ⅰa型超新星。

Ⅱ型超新星就是我們常說的超新星了，說的是恒星在死亡以后，它的核心猛烈地坍縮成中子星或者是黑洞的時候，就會爆發(fā)超新星爆炸。這就是Ⅱ型超新星，所以叫它核坍縮型超新星。

這里我們說的新星是另外一種情況，假如一顆白矮星，很緩慢、很溫柔地從它的伴星那里偷氫氣的話，當最外層的氫達到一定的質量就會很溫和地燃燒，這時我們就會在天空中看到一顆恒星突然增亮了，過段時間以后又慢慢地消失了，然后它又開始在最外層攢氫氣，這個過程一般最短的也需要幾十年的時間，當然幾百年、幾千年的也有，這就是新星爆發(fā)的原理。

那么哈勃在尋找新星的過程中，一直都在關注M31星系附近之前出現(xiàn)過三顆新星的位置，這三個新星，有一個位于星系的邊緣，一個位于星系盤面的附近，一個位于它倆的中間。

1923年10月6號的晚上，哈勃又看到了一顆新星出現(xiàn)在了M31附近，他發(fā)現(xiàn)這顆新星和之前出現(xiàn)新星的位置一模一樣，他馬上就認識到了這不是一顆新星，因為我剛才說了新星爆發(fā)以后是不會在短時間內再次出現(xiàn)的。

而這個新星距離上次出現(xiàn)才過去了31天的時間呀，那這是啥？你想一下，我相信很多人都猜對了！這是一顆變星，而31天正是它的變光周期。

這張底片就是當天晚上哈勃拍攝的，紅圈圈住的三個地方就是剛才說的三顆新星的位置，最上面的那個就是哈勃再次看到的新星，但此時哈勃已經意識到了，這根本不是新星，所以它在底片上劃掉了代表新星的字母N，用紅筆寫下了代表變星的VAR，還附帶了一個感嘆號！

這個感嘆號就可以看出，哈勃當時有多興奮了！因為發(fā)現(xiàn)了變星就意味著可以測量距離了。上節(jié)課我們說過，只要知道了變星的變光周期，就能知道它的本征亮度，然后再測量它的視亮度，我們就能通過簡單的平方反比關系，算出這個變星跟我們的距離。

那么當時哈勃根據(jù)這顆變星算出M31肯定在銀河系之外，因為它距離我們90萬光年，很明顯比銀河系的范圍大了很多。

哈勃的這個觀測就平息了人們之間的爭論，我們的宇宙不僅僅有銀河系，在銀河系之外還有很多的星系，這些星系就像大海中的島嶼一樣，漂浮在深邃的宇宙空間中，人類的宇宙觀一下從沙普利10萬光年的尺度，擴展到了數(shù)百萬光年。

在隨后的幾年中，哈勃觀測了更多的螺旋星云，沒有例外，他們都是遠離銀河系的星系，而且它們都比M31要遠得多。

當然哈勃的發(fā)現(xiàn)，不僅僅是擴大的宇宙的范圍，它還為斯萊弗發(fā)現(xiàn)的星云紅移提供了更大的意義。這是我們下一節(jié)課要說的內容。

下面我們說下，為啥哈勃測出來的距離只有90萬光年，現(xiàn)在我們知道M31距離我們至少220萬光年。

因為哈勃用錯了造父變星，這是我們后來才知道的，變星有兩種，一種是造父變星，也就是以仙王座δ星為首的一類變星，還有一類是天琴RR型變星。

這兩類變星最大的區(qū)別是，造父變星屬于星族Ⅱ中的恒星，非常古老，不含重金屬，天琴RR型變星屬于星族Ⅰ中的恒星，含有較多的重金屬，質量也普遍較小，就像我們太陽一樣。

這種變星在相同的光變周期下，天琴RR變星的本征亮度要比造父變星亮4到5倍。所以當時哈勃在M31中其實看到的是天琴RR變星，他以為是造父變星，所以就低估了人家的本征亮度，才導致了測量出來的距離只有90萬光年。

如果修正以后，再把氣體、塵埃這些消光物質考慮進去了，差不多就是今天測量出來的距離了。

好了，今天的內容就到這里了。