@【天体与物理学史上的今天】-公元1885年11月2日的今天,美国天文学家哈罗·沙普利(Harlow Shapley,1885年11月2日-1972年10月20日)诞辰。沙普利担任哈佛天文台台长达30年(1921~1952),曾获得美国国家科学院德雷伯奖章(1926)、英国皇家天文学会金质奖章(1934)、太平洋天文学会布鲁斯奖章(1939)等奖项。1123号小行星、月球上的一个环形山均以他的名字命名。
1907年沙普利考上了密苏里大学,他原本想学习新闻学,但发现学校无此专业,遂投身天文学。沙普利在密苏里大学拿到了学士与硕士学位,后前往普林斯顿大学跟随时任普林斯顿大学天文系主任罗素深造。1913年沙普利获得博士学位,论文主题是关于食变星光变曲线的分析。
1914年到1921年,他在威尔逊山天文台工作。在沙普利的时代,天文学家普遍认为造父变星是一类食变星,而沙普利分析后指出造父变星不可能是食变星,而是存在一种脉动机制使得恒星的亮度出现规律变化。利用亨丽埃塔·莱维特发现的造父变星周光关系,沙普利通过寻找球状星团中的造父变星测定星团的距离,他发现球状星团在空间中的分布揭示了太阳系并不是像威廉·赫歇尔等前辈认为的在银河系中心附近,而是更靠近银河系的边缘。沙普利还进一步计算出银河系的直径达到30万光年,他认为诸如仙女座大星云的螺旋星云也是银河系中的一员。这样的观点引起了学界的一番热烈讨论。
1920年4月26日,沙普利与加利福尼亚利克天文台台长柯蒂斯(Heber D.Curtis)就旋涡星云的本质及宇宙的大小展开了著名的“世纪大辩论”这又被称为“宇宙的尺度”。沙普利和柯蒂斯在美国国家科学院的年会上先后作了有关宇宙尺度的报告,两人观点针锋相对,沙普利认为银河系是一个包罗万象的巨大天体系统,太阳系位于这个系统的边缘位置;而柯蒂斯认为所谓的“螺旋星云”其实是我们银河系外的星系,当时也称“宇宙岛”(island universe),不过柯蒂斯仍持有“太阳系位于银河系中心”的旧有观点。
随后哈勃通过当时最大望远镜的研究显示两者的理论皆各有千秋,太阳系确实远离银河系的中心,而螺旋星云是与银河系体量相当的河外星系。
1923 年,哈勃利用“胡克望远镜”,在仙女星云中发现了两颗造父变星(毫无疑问,造父变星是最靠谱的标准烛光)。利用这两颗造父变星,哈勃测出仙女星云与我们相距至少 100 万光年。这个惊人的数字已经远远超越了银河系的尺寸,说明仙女星云必然位于银河系之外。
1924 年,哈勃继续观测河外星系,并取得了新的进展。他成功地在仙女星云、巴纳德星云以及 M33 星云中找到了更多的造父变星。它们全都揭示出银河系并非宇宙的全部。
哈勃的发现,让世纪大辩论彻底落下了帷幕。天文学界达成了共识:银河系,其实仅仅是“星云王国中的一个小小的宇宙岛”。
沙普利认为旋涡星云是银河系的一部分,柯蒂斯则认为旋涡星云位于银河系外,是与银河系一样的天体系统,最终沙普利输掉了这场辩论(一说打了平手)。沙普利1921年起担任哈佛大学天文台台长。作为第一批相信超星系团存在的天文学家之一,沙普利在1932年发现了一个非常大且遥远的超星系团,这个超星系团后来以他的名字命名为沙普利超星系团,他估计这个超星系团的距离为7.5亿光年,而仅仅在12年前,沙普利还认为不存在距离超过30万光年的恒星。#历史上的今天[超话]#
