星系:类型、结构与演化
沙普利—柯蒂斯之争
/ SHAP-lee KUR-tis /
1920 年,两位天文学家在华盛顿一座博物馆里当众辩论:宇宙到底有多大。整场争论归结为一个听上去很简单的问题——散布在天空中那些暗淡、模糊的“旋涡星云”,究竟是我们银河系内部的小云团,还是远在银河系之外、大得无法想象的独立星系,即所谓的“宇宙岛”?这场著名的对峙如今被称为“大辩论”。
沙普利(Harlow Shapley)认为银河系极其庞大,几乎就是整个宇宙,旋涡星云不过是附近的气体云。柯蒂斯(Heber Curtis)则恰恰相反:银河系较小,旋涡星云是独立的遥远星系,每一个都自成一个银河系。两人各有对错。沙普利用球状星团正确地把太阳放在远离银河系中心的位置,却严重高估了银河系的尺度;柯蒂斯正确地把旋涡星云解读为外部星系,却低估了银河系。那一晚无法定论,因为当时还没有人对任何一个旋涡星系测出可靠的距离。
这场争论之所以重要,是因为它精准地提出了一个问题,而这个问题的答案会把已知宇宙的尺度放大数百万倍。几年之内,哈勃(Edwin Hubble)在仙女座星云中找到了造父变星并测出其距离,决定性地证明旋涡星云远在银河系之外,从而解决了争论。大辩论是科学进步的一个经典范例:一个尖锐、可检验的分歧,最终由恰当的测量来裁决,而双方都并非全对。
仙女座“星云”是关键所在:如果它在银河系内,沙普利就对了;如果它远在数百万光年之外,柯蒂斯就对了。1925 年哈勃用造父变星测出仙女座的距离——远在任何可能的银河系范围之外——把胜利判给了“宇宙岛”的观点。
两种宇宙图景之间,只差一个缺失的测量——距离。
“某一方当晚就赢了”是一种误传。辩论当时并未定论;只有哈勃后来的造父变星距离才解决了它,而且即便如此,沙普利与柯蒂斯也各对了一半。
又称
另见