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发信人: emacs (In the Name of Love), 信区: Science
标  题: 宇宙学·宇宙的大小·正在扩展的宇宙
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年08月03日12:33:57 星期六), 站内信件



　　　　阿西莫夫最新科学指南·宇宙学·宇宙的大小

　　　　　　　　[美]I. 阿西莫夫　著　　朱　岚　译

正在扩展的宇宙

（碧声注：从本节内容来看，这个小标题似乎译成“扩展中的宇
宙”更好，偏重于人类观测到的宇宙，而并不指宇宙本身的膨胀）

　　甚至在银河系的大小和质量被确定之前，人们就已经利用麦
哲伦云中的造父变星来测定这个星云的距离了（勒维特绘制了周
期－光度曲线，这是一个关键性的发现）。结果证明，它至少和
我们相距10万光年。现代最新的数字是，大麦哲伦云距离我们约
15万光年，小麦哲伦云约17万光年。大麦哲伦云的大小不到银河
系直径的一半；小麦哲伦云的大小不到1/5。 此外，恒星的密集
程度也比较稀。大麦哲伦云含有50亿颗恒星（不到我们银河系恒
星数目的1/20），而小麦哲伦云仅含有15亿颗恒星。

　

图：大、小麦哲伦云

　　20世纪20年代初期的状况是这样的：已知的宇宙直径不到20
万光年，由我们的银河系和它的两个邻居组成。于是产生了这样
一个问题，在此以外是否还有什么东西存在？
　　人们把怀疑的目光投注在某些明亮的云雾状的小斑上，称之
为星云（源自希腊语“云”），天文学家早就注意到它们了。法
国天文学家梅西耶早在1781年就把其中的103个编入了星表。 （
许多星云至今仍沿用他所编的号码，在号码前面加上M字样， 表
示为梅西耶所编。）
　　这些星云状物质果真像人们所看到那样只是些云吗？有些星
云，如猎户座星云（荷兰天文学家惠更斯1656年首次发现），似
乎就是一块气体尘埃云， 猎户座星云的质量大约等于500个我们
的太阳，由它内部的热星所照亮。然而，另一些星云状物质已经
证明是球状星团，是由恒星组成的巨大集体。
　　但是仍有一些发亮的云斑似乎一颗星也没有。那么，为什么
它们会发亮呢？1845年，英国天文学家W.帕森斯（即罗斯勋爵）
使用他用毕生精力制成的183厘米（72英寸）望远镜， 确认这些
云块中有一些具有旋涡结构，并命名为“旋涡星云”，但这无助
于解释发亮的原因。



图：M31（仙女座星云）

　　这类星云中最为壮观的是位于仙女座里的仙女座星云，被称
为M-31。德国天文学家马里厄斯1612年首先研究的就是这块星云。
仙女座星云是一个拉长的卵形云块，发出暗淡的光，大约有满月
一半的大小。它会不会是由恒星组成的，只是由于太遥远、使用
高倍望远镜也分辨不出来？如果真是这样，仙女座星云必然是难
以置信地遥远，并且难以置信的庞大，因为在这样遥远的距离我
们竟然还能看到它。（早在1755年，德国哲学家康德曾猜测有这
种极远距离的恒星集合体存在，他称之为岛宇宙。）
　　20世纪初对这件事有过激烈的争论。美国天文学家万玛伦报
告说，仙女座星云在以可测量的速率旋转着。既然能测量到它，
它必定距离我们相当近。假若远在银河系之外，就会因为太远而
显示不出任何可以察觉到的运动。万玛伦的好朋友沙普利利用他
的结论提出了仙女座星云是银河系的一部分的论点。
　　反对这种说法的是美国天文学家柯蒂斯。尽管在仙女座星云
中看不到一颗星，但时常都有极其微弱的星在那里出现。柯蒂斯
认为这是一种新星，一种会突然增加几千倍亮度的恒星。在银河
系时，这种恒星会发出短暂的非常亮的光，然后又暗淡下去，从
而结束；但在仙女座星云中，它们即使在最明亮时也不容易被看
到。柯蒂斯推断，新星之所以极其暗淡，是因为仙女座星云极其
遥远。仙女座星云中的普通恒星合在一起仍然太暗而不能被发现，
因而只能混合在一种微亮的云雾中。
　　1920年4月26日， 柯蒂斯与沙普利举行了一次公开的辩论会。
虽然柯蒂斯的口才非常好，并对自己的立场作了令人印象深刻的
辩护，但总的来说是平分秋色。
　　但是几年后，事实证明柯蒂斯是对的。理由之一就是万玛伦
的数字被证明是错的。原因尚不能肯定，但即使最聪明的人也会
出错，而万玛伦显然是属于这种情况。
　　而后，1924年，美国天文学家哈勃在加利福尼亚州威尔逊山
上把新建成的254厘米（100英寸）望远镜对准了仙女座星云。（
这架望远镜是由J.B.胡克资助建造的，因此命名为胡克望远镜。）
这架强有力的仪器把仙女座星云的外缘部分分解成单个的恒星，
于是立即显示出，仙女座星云（或至少其中一部分）和我们的银
河相类似，那里可能就是所谓的“岛宇宙”。
　　在仙女座星云边缘的恒星中也有造父变星。利用这些测量标
杆，哈勃断定这个星云距离我们将近100万光年！ 所以仙女座星
云非常遥远，远在银河系之外。考虑到它的距离，它的视大小表
明，它必定是上个巨大的恒星聚集，几乎可以和我们的银河系相
匹敌。
　　结果证明，其他一些星云状物质也是恒星的聚集，甚至比仙
女座星云更远。这些河外星云都被认定是星系——新的“宇宙”。
这些新的“宇宙”使我们的银河系的地位大为降低，成为空间的
许多星系之一。宇宙再一次扩大了。它比以前任何时候都要大，
它的宽度已不只是几十万光年，而可能是几十亿光年了。


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