星雲速度與距離成正比 誰首次發現宇宙膨脹的証據？

　　1894年，洛威爾在亞利桑那州的弗拉格斯塔夫建了一座天文台：洛威爾天文台。洛威爾相信火星上有運河，相信海王星之外還有一個行星，相信螺旋狀“星雲”——“旋渦星雲”——裡正在誕生行星。為了進一步了解那些“旋渦星雲”，洛威爾於1901年招聘斯裡弗來仔細觀測它們。

　　斯裡弗體弱多病，性格文靜，與狂熱的洛威爾形成了有趣的對比。斯裡弗的任務是用儀器將那些“旋渦星雲”發出的光分解成多種顏色的“光譜”線，並分析這些線。各種顏色的線就像化學物質的指紋，研究它們，就可以研究其中的化學信息，比如這是氫發出的線，那是氧發出的線。

　　在可見光中，紅色光的波長最長，藍紫色光的波長最短，居於中間的是黃綠色光。但是，光的顏色並不是永遠不變的。當物體遠離我們時，發出的黃綠光就會朝著紅色方向移動﹔當物體靠近我們時，發出的黃綠光就會朝著藍色方向移動。天文學家有辦法還原出那些顏色變動的光的本來面目，從而判斷出到底變紅或變藍了多少。既然變紅或變藍是因為運動引起的，那麼，可以很容易理解以下事實：變紅或變藍的程度越大，物體的速度越大。

　　斯裡弗研究那些“旋渦星雲”的光譜，沒有發現裡面正在形成行星，但卻在1912年發現“仙女星雲”發出的光變藍了，這說明它正在靠近地球。斯裡弗根據光變藍的程度，計算出它的速度大約是每秒300千米。到1914年，斯裡弗用這個方法共測出15個“旋渦星雲”的速度。當斯裡弗於同年在美國天文學會的會議上宣布他的結果時，在場的所有人起立鼓掌，這是前所未有的情景。1916年，洛威爾去世，斯裡弗繼任台長。

　　到1917年，斯裡弗共測出了25個“旋渦星雲”的速度，其中21個在遠離地球，速度最大的達到了每秒1100千米。盡管當時大多數人還認為那些“旋渦星雲”位於銀河系內，但已有人根據斯裡弗的結果提出：這些“旋渦星雲”位於銀河系之外，因為它們的速度太大了，不可能被銀河系束縛住。

　　在斯裡弗的成果的啟發下，有些人更進一步，思考這些“旋渦星雲”的速度和距離之間的關系，最突出的是勒梅特和羅伯特遜，他們分別在1927年和1928年從理論上推導出“宇宙在膨脹、星系退行的速度與距離成正比”的結論，並使用斯裡弗得到的速度數據和哈勃得到距離數據，來計算比例常數。但因為這些哈勃測量的距離數據還不夠精確，他們無法得到精確的正比例關系。

　　1928年，哈勃在德西特的提醒下，注意到了斯裡弗的工作，並對星雲速度與距離關系也產生了強烈的興趣，然后用幾個月時間重新測定出24個“旋渦星雲”的精確距離。這些“旋渦星雲”中的20個速度已被斯裡弗測出，另外4個的速度則由哈勃的助手赫馬遜測出。

　　結合這些“旋渦星雲”的速度數據重新測定的距離數據，哈勃發現，二者幾乎成正比。哈勃的結果在1929年發表后，立即轟動了天文學界。愛丁頓、德西特、愛因斯坦等理論家立即意識到，隻有勒梅特與羅伯特遜提出的“膨脹宇宙”理論才可以解釋這個結果。至此，宇宙膨脹的事實被科學界普遍接受。

　　不過，遺憾的是，哈勃在他1929年的論文中沒有提到斯裡弗測量速度的工作。這一點被后世很多著名學者指出。如，哈佛大學的克希納教授說：“哈勃的速度主要來自斯裡弗。”普林斯頓大學的巴考爾也指出：“大部分速度來自著名天文學家斯裡弗的先驅性光譜多普勒頻移觀測，雖然哈勃的論文沒有給出參考文獻。”

　　哈勃的做法讓此后至今的無數人誤以為星系遠離地球的現象也是哈勃發現的。直到生命的最后一年，即1953年，哈勃才在信裡對斯裡弗說：“使用你的速度數據和我的距離數據，我獲得了星雲的速度——距離關系。”1969年，斯裡弗去世，享年94歲。

　　正因為斯裡弗的開創性工作，洛威爾天文台介紹自己的主要功績時，其中一條就是“收集了膨脹宇宙的第一批証據”。毫無疑問，斯裡弗是顛覆傳統的靜止宇宙觀的第一人，盡管1914年時的他並未意識到這一點。斯裡弗同樣沒有想到的是，他擔任洛威爾天文台台長期間招聘的一個年輕人湯博，在入職后的第二年就發現了洛威爾生前渴望看到卻沒看到的“海王星之外的新行星”——冥王星。（王善欽）