星云速度与距离成正比 谁首次发现宇宙膨胀的证据？

　　1894年，洛威尔在亚利桑那州的弗拉格斯塔夫建了一座天文台：洛威尔天文台。洛威尔相信火星上有运河，相信海王星之外还有一个行星，相信螺旋状“星云”——“旋涡星云”——里正在诞生行星。为了进一步了解那些“旋涡星云”，洛威尔于1901年招聘斯里弗来仔细观测它们。

　　斯里弗体弱多病，性格文静，与狂热的洛威尔形成了有趣的对比。斯里弗的任务是用仪器将那些“旋涡星云”发出的光分解成多种颜色的“光谱”线，并分析这些线。各种颜色的线就像化学物质的指纹，研究它们，就可以研究其中的化学信息，比如这是氢发出的线，那是氧发出的线。

　　在可见光中，红色光的波长最长，蓝紫色光的波长最短，居于中间的是黄绿色光。但是，光的颜色并不是永远不变的。当物体远离我们时，发出的黄绿光就会朝着红色方向移动；当物体靠近我们时，发出的黄绿光就会朝着蓝色方向移动。天文学家有办法还原出那些颜色变动的光的本来面目，从而判断出到底变红或变蓝了多少。既然变红或变蓝是因为运动引起的，那么，可以很容易理解以下事实：变红或变蓝的程度越大，物体的速度越大。

　　斯里弗研究那些“旋涡星云”的光谱，没有发现里面正在形成行星，但却在1912年发现“仙女星云”发出的光变蓝了，这说明它正在靠近地球。斯里弗根据光变蓝的程度，计算出它的速度大约是每秒300千米。到1914年，斯里弗用这个方法共测出15个“旋涡星云”的速度。当斯里弗于同年在美国天文学会的会议上宣布他的结果时，在场的所有人起立鼓掌，这是前所未有的情景。1916年，洛威尔去世，斯里弗继任台长。

　　到1917年，斯里弗共测出了25个“旋涡星云”的速度，其中21个在远离地球，速度最大的达到了每秒1100千米。尽管当时大多数人还认为那些“旋涡星云”位于银河系内，但已有人根据斯里弗的结果提出：这些“旋涡星云”位于银河系之外，因为它们的速度太大了，不可能被银河系束缚住。

　　在斯里弗的成果的启发下，有些人更进一步，思考这些“旋涡星云”的速度和距离之间的关系，最突出的是勒梅特和罗伯特逊，他们分别在1927年和1928年从理论上推导出“宇宙在膨胀、星系退行的速度与距离成正比”的结论，并使用斯里弗得到的速度数据和哈勃得到距离数据，来计算比例常数。但因为这些哈勃测量的距离数据还不够精确，他们无法得到精确的正比例关系。

　　1928年，哈勃在德西特的提醒下，注意到了斯里弗的工作，并对星云速度与距离关系也产生了强烈的兴趣，然后用几个月时间重新测定出24个“旋涡星云”的精确距离。这些“旋涡星云”中的20个速度已被斯里弗测出，另外4个的速度则由哈勃的助手赫马逊测出。

　　结合这些“旋涡星云”的速度数据重新测定的距离数据，哈勃发现，二者几乎成正比。哈勃的结果在1929年发表后，立即轰动了天文学界。爱丁顿、德西特、爱因斯坦等理论家立即意识到，只有勒梅特与罗伯特逊提出的“膨胀宇宙”理论才可以解释这个结果。至此，宇宙膨胀的事实被科学界普遍接受。

　　不过，遗憾的是，哈勃在他1929年的论文中没有提到斯里弗测量速度的工作。这一点被后世很多著名学者指出。如，哈佛大学的克希纳教授说：“哈勃的速度主要来自斯里弗。”普林斯顿大学的巴考尔也指出：“大部分速度来自著名天文学家斯里弗的先驱性光谱多普勒频移观测，虽然哈勃的论文没有给出参考文献。”

　　哈勃的做法让此后至今的无数人误以为星系远离地球的现象也是哈勃发现的。直到生命的最后一年，即1953年，哈勃才在信里对斯里弗说：“使用你的速度数据和我的距离数据，我获得了星云的速度——距离关系。”1969年，斯里弗去世，享年94岁。

　　正因为斯里弗的开创性工作，洛威尔天文台介绍自己的主要功绩时，其中一条就是“收集了膨胀宇宙的第一批证据”。毫无疑问，斯里弗是颠覆传统的静止宇宙观的第一人，尽管1914年时的他并未意识到这一点。斯里弗同样没有想到的是，他担任洛威尔天文台台长期间招聘的一个年轻人汤博，在入职后的第二年就发现了洛威尔生前渴望看到却没看到的“海王星之外的新行星”——冥王星。（王善钦）