当我们仰望星空,注视宇宙的时候,有没有想过:到底是谁打开了“现代宇宙学”的大门呢?
你或许想过,但绝大多数人并不知道答案,这个打开“现代宇宙学”大门的是位身体孱弱的聋女。
她叫亨丽爱塔·勒维特,现代宇宙学之母,是历史上唯一一个能被称为某个大学科之母的人,整个人类历史上最伟大的女科学家。
是不是对这位女科学家的一生感到好奇?现在,就请跟我一起走近这位伟大的科学家。
亨丽爱塔·勒维特 01.又病又聋
1868年,勒维特出生在的一个牧师家庭。20岁那年,考入了拉德克利夫女学院(后来被哈佛大学合并)。 1892年,勒维特顺利毕业,按照当时的传统,她开始了自己的毕业旅行。
天有不测风云,人有旦夕祸福。在这场旅行中,一场突如其来的大病损坏了她的视力和听力。虽然她的视力后来得到了好转,但是她的听力却越来越糟,直至失聪。这次大病,还导致她在此后近30年里,一直病魔缠身。
旅行归来后,勒维特开始攻读天文学硕士学位,并加入了哈佛大学天文台,成为一名“哈佛计算员” 。
成为一名“哈佛计算员” 不幸的是,由于体弱多病,勒维特隔三岔五就得请病假,这让她的科研工作无法正常进行。她的导师皮克林也相当不满。无奈之下,她选择了放弃,离开了哈佛大学天文台,这一走就是6年。
6年后,勒维特写信告诉皮克林,由于听力障碍,使得她已经无法再胜任其他工作,因此想申请重回哈佛天文台。皮克林同意了,他吸取之前的教训,派她一个人去研究造父变星。
当时,人类连最简单的天上恒星有哪些种类都搞不清楚,就更别提异常复杂的变星问题了。这是一片以前根本没人踏足的科学荒原,派一个人单枪匹马地研究造父变星,无异于流放边疆。
这时的勒维特又病、又聋,连生存都是个问题,又被孤身发配出去,恐怕很少有人能走出这样的绝境。
但奇迹发生了……
02.逆袭到传奇
从1904年开始,勒维特以惊人的速度在麦哲伦云中,不断找到新的造父变星。以至于天文学家都来不及记录她的新发现。
大小麦哲伦云 1908年,勒维特在《哈佛天文台年鉴》上发表了一篇论文,宣布自己在麦哲伦云中总共找到了1777颗造父变星。这惊人的数字立刻引起了轰动,要知道此前的100多年,人们总共才找到几十颗。
在论文结尾处,勒维特列了一张表,表格中是她挑选的16颗位于小麦哲伦云中的造父变星,以及它们的光变周期和视星等。勒维特还留下了一句话极具价值的话: “这值得关注,变星越亮则其光变周期就越长。”
4年后,勒维特进一步完善了这个结论。她挑选了25颗位于小麦哲伦云中的造父变星,把它们画在了一张以亮度为X轴,以光变周期为丫轴的图上。结果,这25颗造父变星恰好排成了一条直线。勒维特据此断言:造父变星的亮度与其光变周期成正比。
这句话后来被称为“勒维特定律”,正是这个石破天惊的勒维特定律,开启了现代宇宙学的大门。
环绕着银河系运转的小麦哲伦云 你可能无法理解这句看似平淡无奇的话,为什么能在天文史上占据如此重的份量?
请你闭上眼睛,想象有一片被冰封了不知多少岁月的荒原,在这句蕴含着巨大魔力的咒语下,瞬间绽放出数以亿计的美丽花朵。对,这句话就是拥有神秘力量的咒语!
为什么如此简单的定律能开创一个全新的学科呢?因为它提供了一种全新的距离测量的方法,那就是著名的标准烛光。
标准烛光 我们都知道,一根蜡烛,放在近处看就亮,放在远处看就暗。这是由蜡烛发出并射入我们眼中的光子数量决定的。射入的光子数越多,蜡烛看起来就越亮;反之,蜡烛看起来就越暗。
也就是说,一根绝对亮度保持不变的蜡烛,它所发出的光子总数也保持不变,所以在某个地方接收到的光子数,与该处到蜡烛距离的平方成反比。
标准烛光的发现,为我们提供了一种全新的测量宇宙距离的方法。
为什么一种新距离测量方法的发现,就能开创现代宇宙学这门全新的学科?因为标准烛光从事实上动摇了哥白尼的“日心说”。
03.可悲的结局
可悲的是,这支能够照亮宇宙的烛火,并没有延续下去。
标准烛光测量距离原理图 勒维特发现造父变星是标准烛光后,没过多久,她因为胃部手术再次离职。等她回来的时候,导师皮克林却做了一个自私的决定,他给勒维特安排了一个新任务:测量北极星序,就是分析在北极星附近的96颗恒星的光谱。
这是皮克林多年来最想完成的课题,他将这项艰巨的挑战,交给了最得力的员工。听起来,好像是勒维特终于被领导赏识,获得了重用。
实际上,这对她这种高级别的天文学家来说,简直是荒谬透顶。打个比方,就是强迫最好年华的迈克尔·乔丹放弃篮球生涯,去加入一个不入流的棒球联赛。
现实很残酷,身体虚弱,病痛缠身的勒维特,根本没有选择的权力,只能认命。从此以后,她再也没能回到标准烛光的研究。这使得全世界关于变星的研究,倒退了好几十年。
勒维特凭着自己的一己之力,开创出的“现代宇宙学”,养活了成千上万名博士,而她本人却没能拿到一张博士文凭,身份仅仅是“哈佛计算员”。
很多年后,勒维特的薪水依然只有男人的一半。因为毕业旅行时生的那场大病,身体垮了,再加上生活一直贫困,没有好好调养,1921年,她患上了无药可救的癌症。勒维特连一年都没熬过去,当年12月12日的雨夜,她弃相依为命的母亲而去,留给母亲所有的遗产仅315美元,只够买8条地毯。
去世后,勒维特葬在了自己家族的墓地里,与十几个亲戚挤在一起。连单独的墓碑都没有,共用的墓碑上给她留的位置也很小,只够写下她的姓名、生日和忌日。
这就是人类历史上最伟大的女科学家——标准烛光的发现者、哥白尼日心说的掘墓人、现代宇宙学之母的最后结局。
100多年过去了,在历史长河中,享丽爱塔·勒维特的名字已经成为了一簇尘埃,被逐渐遗忘。
诺贝尔奖颁奖现场 当然也曾有人记得勒维特。1924年,瑞典科学院的数学家哥斯塔·米塔-列夫勒曾试图提名她获选诺贝尔奖。不幸的是,亨丽爱塔已与3年前死于癌症,而诺贝尔奖是不追授给逝者的。
结语
今天,当我仰望星空时,我想告诉你这位非凡女科学家的苦难历程——多病、失聪、贫穷、孤独;以及世道对她的不公——被摆布、被轻视、被遗忘。
让我们都记住她:一支照亮整个宇宙的永世不灭的烛火“亨丽爱塔·勒维特”。