奥伯斯提出的疑问
1823 年,德国天文学家海因里希·奥伯斯以当时宇宙是静止且无限的理论框架为基础,就“黑夜之光”提出了如下具有逻辑性的推测。
无限广阔的宇宙中有无数的星星,在没有特殊理由的情况下,这些星星均匀地分布在无尽的宇宙中。无论站在哪个方向,都能看到星星,而且星星与星星之间也有数不清的其他星星。就像看茂密的森林,眼睛所看到的树与树之间仍占满了树一样。如果夜空被密集的星光填满,星光汇聚就应该像正午的太阳一样明亮,而且由于星光的热量,我们在夜晚也应该会感到温暖。
但无论是现在的我们看到的夜空,还是 200 年前的天文学家看到的夜空,都只有少数星星在闪闪发亮,夜空仍是漆黑的。这就是奥伯斯提出的疑问。对奥伯斯来说,这个推论是完全合理的。他只是以当时的宇宙论为依据提出了具有逻辑性的猜想:“夜空为什么是黑色的?如果宇宙没有尽头,也不运动,那么夜空也应该像太阳升起时的白天一样明亮才是。”
如何解释这个现象就成了奥伯斯猜想的反证。在这样的情况下,“夜空为什么是黑色的”这个疑问对 200 年前的天文学家来说并不是异想天开的,相反它是深奥的、复杂的、具有现实意义的。
其实,这样的疑问在奥伯斯生活的时代之前也曾被多次提及。17 世纪,约翰尼斯·开普勒为同样的问题感到苦恼,他把苦恼的内容通过书信的方式告诉了伽利略·伽利莱;16 世纪的英国天文学家托马斯·狄斯第一次提出了相当于此矛盾理论的原型问题;在更往前的时代,狄斯和开普勒也提出过疑问。狄斯和开普勒与奥伯斯提出的问题相同,但如今我们把这个提问称为“奥伯斯佯谬”,这对狄斯和开普勒来说可能很委屈。
开普勒和奥伯斯等许多天文学家都在尽自己的努力就奥伯斯佯缪去寻找解决答案,这在当时是十分迫切的宇宙论课题。奥伯斯佯谬否定了宇宙是无限且静止的,直到后来大爆炸宇宙论成为“时代体系框架”。在此之前的很长时间里,奥伯斯佯谬都被认为是宇宙论的难题。
后来,科学史上出现了在天文学家中最具影响力的美国天文学家爱德华·哈勃。哈勃从小就喜欢看星星,梦想着成为天文学家。他的爷爷坚定地支持他的梦想,但他的父亲坚决反对他学习天文学。哈勃不愿违背父亲的意愿,考入芝加哥大学,主修法学,但兼修天文和物理。之后,哈勃获得罗德奖学金前往牛津大学留学时,也只能学习法学。
爱德华·哈勃(1889—1953)在威尔逊山天文台担任研究员。他就宇宙的膨胀及大小提出了许多重要的发现,改写了现代天文学的历史
但父亲的去世中断了哈勃的留学生涯,他回到了故乡。在很长一段时间里,哈勃在高中教书,还做过一些与法律相关的工作。在承担了对家人应尽的责任后,哈勃终于开始了自己的寻梦之旅。
哈勃在芝加哥大学的叶凯士天文台攻读博士学位。他参加了第一次世界大战,是一名占领德国的美国士兵。回国后,他在威尔逊山天文台担任研究员,在那里进行了许多改写现代天文学历史的观测。