回到1900年代或之前,人们也跟现代人一样在追问诸如宇宙是从何而来,是什么定律支配着它,以及它是怎么演化的。在试图回答这些问题的过程中,有一大部分杰出的工作都是由女性做出的,可惜的是,在她们的生命之中,从未获得过认可。试想一下,那些超越银河系的其它星系。它们每一个都包含了上百万、上亿甚至上万亿颗恒星。但是,在许多个世纪里,我们并不知道这些物体的真实本质。
它们究竟是像银河系一样的星系,还是离我们很近的星云。那个时候,大部分人都倾向于相信银河系是宇宙中唯一的星系。而解开谜题的关键在于,我们需要去测量这些天体的距离。
像上面这些星系,它们的大小、亮度都非常的不一样,因此我们不可能通过看来判定它们到底多大或多亮。但是有一些技巧我们可以用。比如,如果我们能够知道星系的某些内在性质,或许就可以测量它们离我们有多远。
想象一下,有一根已知内在亮度的蜡烛(或者灯泡)。如果你知道蜡烛辐射出的总光度,就可以知道亮度如何随着距离减小。因此你所需要做的就是测量蜡烛的亮度,就能立即知道它有多远。在天文学里,这个方法被称为标准烛光。其原理很简单,如果你能够测量一个天体的某些性质,通过这些性质得到内在亮度,就可以算出它的距离。
举个例子,如果有某种特定的恒星,它们的内在亮度是可以被知道的,那么我们所要做的就是测量这些恒星,就可以计算出它们离我们有多远。今天,虽然有许多方法可以测量天体的距离,但它们都利用同样的方式:找到天体的某些容易观测到的性质跟内在亮度之间的关联。而第一个发现存在这种关联的人正是亨丽爱塔·斯万·勒维特。
在1900年代的时候,勒维特是哈佛天文台的一位天文学家。
她在那里担任计算员,职责是帮助资深的男性天文学家将已拍照的恒星进行分类。勒维特负责研究的是距离银河系20万光年外的小麦哲伦星云中的成千上万颗恒星。她从1890年代拍摄的照相底片中分类出了1777颗变星,而这其中的25颗变星彻底改变了天文学。勒维特并不只是简单的测量了这些恒星的亮度变化、颜色等性质。她发现,一些恒星不仅会改变它们的亮度,而且是呈周期性的改变。
此外,她还将这些变星和我们银河系中的一颗变星(造父一,是造父变星的原型)相联系。造父一是一颗蓝色的恒星,并且已知它的亮度会周期性变化。她从这25颗恒星中发现的是恒星亮度的变化周期(从最亮到最暗再到最亮所需的时间)和恒星内在亮度的线性关系。
造父变星的周期和亮度间的关系今天仍在使用。勒维特的这个发现使天文学家有了一把衡量遥远天体距离的尺子。
数年后,哈勃利用胡克望远镜对仙女座星系进行拍摄,寻找着造父变星。经历了不知道多少个夜晚,终于,在1923年的十月,他找到了一个,在仙女座星系的其中一个螺旋臂上闪烁着。经历了又一个星期的观测,他利用勒维特的公式来计算造父变星的距离。从V1发出的光使一切事情都变得明朗了:仙女座星系的确是在银河系之外。银河系不再是整个宇宙,它只不过是渺沧海之一粟。
勒维特的工作是无与伦比的,正是因为她的发现,我们才真正的开始探索宇宙,而不仅限于研究银河系内的恒星和星云。瑞典科学院的数学家哥斯塔·米塔-列夫勒在得知她的工作后认为她值得获得诺贝尔奖。不幸的是,他写信给勒维特的时候是在1925年,而勒维特在四年前就已经去世。她还没来得及得知自己的发现帮助解决了当时螺旋星云的谜题,以及直接导致发现宇宙正在膨胀。
下次,当你惊叹于宇宙的浩瀚时,不要忘了亨丽爱塔·斯万·勒维特这个名字,一位杰出的女性天文学家。是她的工作以及非凡的洞察力,才有了我们今天的宇宙观。