膨胀中的宇宙
当时,人们还不能立即理解哈勃的科学发现的全部意义。人们以前还很少见到过这样的场合:周围的东西都在纷纷远离。一个可用的例子是膨胀中的气球,在吹气球之前先在气球上画上一些任意的点。把气球吹起来,气球表面就开始膨胀了。这时气球上的点与点之间的距离就会越来越大。与这样的情形相类似,我们的宇宙也处于某种形式的膨胀之中。只通过分析星光就能断定宇宙处于膨胀的运动之中,这可真有点异乎寻常。以致很多物理学家在第一次听到这种标新立异的说法时,都情不自禁地怀有疑问,哈勃所说是否真的是正确的,或许还存在另外的解释。但是,哈勃建立了通过光谱红移给出的星系的速度,与通过星系中造父变星的光度给出的星系的距离之间的十分确定的关系。哈勃的观测是高度一致的,离地球给定距离的所有星系都以相同的速度运动着,而且星系的距离越远,其退行速度就越高。事实上,哈勃给出了一个数学方程式来精确地表达这一关系,即所谓“哈勃定律”。这个定律居然能和任何新观测到的星系的相关数据都符合得非常好。
哈勃发现河外星系的距离异常遥远。本图所示的涡状星系到我们的距离大约是1300万光年,换句话说,接收到的这个河外星系的光是在1300万光年前从那里发出来的。
这些旋涡星系是哈勃在1925年从他的观测资料中作为这类星系的例子挑选出来的。哈勃星系按照不同的形态分成椭圆星系、不规则星系和旋涡星系等,这种分类方法直到今天还在被广泛地使用。
对于大多数对无限永恒不变的宇宙坚信不移的无神论科学家来说,膨胀的宇宙是一个接受起来非常困难的概念。任何一个膨胀的东西都很难说是不变的。所以对哈勃观点进行贬低或否定具有很强的诱惑力。可是,新发现至少已经使一个研究小组的科学家们都兴奋异常;而且特别是还有另一位想象力出奇地丰富的天文学家。他是梵蒂冈的一位牧师,他给出了对哈勃宇宙膨胀说的最具戏剧性的解释。
像鹰状星云这类壮观的尘埃云,广达数十亿英里,含有极丰富的氢分子,现在被认为是典型的恒星诞生的地方。在哈勃发现宇宙膨胀之后,它们都不过是必须统一考察的一幅难以置信的拼图中的一个拼块而已。