劇情簡介
讓我們從一個(gè)故事講。1920 年，美國政府在馬薩諸塞州的橋郡搞了一次人口普。一個(gè)人口普查員走了一個(gè)比較貧窮的社，然后挨家挨戶調(diào)查里住了多少人，以及些人都從事什么職業(yè)他敲開了社區(qū)中一戶家的房門，看到了一相依為命的母女。那女兒是一個(gè)聾女，費(fèi)好大勁才搞清楚這個(gè)口普查員的來意。當(dāng)問到自己職業(yè)的時(shí)候她的回答是“科學(xué)家。這個(gè)普查員當(dāng)時(shí)就場了。在 20 世紀(jì)初的美國，科學(xué)家是性的專屬領(lǐng)地，幾乎有女性可以拿到博士位。所以他根本無法信，一個(gè)住在貧窮社的聾女竟然能當(dāng)科學(xué)。亨麗愛塔?勒維特叫亨麗愛塔?勒維特現(xiàn)代宇宙學(xué)之母。她歷史上唯一一個(gè)能被為某個(gè)大學(xué)科之母的。1868 年，勒維特出生在美國馬薩諸州的一個(gè)牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴(yán)苛的考帶山，考入了德克利夫女子學(xué)院（名的七姐妹學(xué)院之一后來被哈佛大學(xué)合并。1892 年，勒維特順利畢業(yè)，拿到了己的學(xué)士學(xué)位。隨后照當(dāng)時(shí)的傳統(tǒng)，她坐到了歐洲，開始了自的畢業(yè)旅行。但天有測風(fēng)云。在這場旅行，一場突如其來的大損壞了她的視力和聽。雖然她的視力后來到了好轉(zhuǎn)，但是她的力卻每況愈下，直至終失聰。在此后近 30 年的時(shí)間里，她一直都處于病魔纏數(shù)斯的態(tài)。旅行歸來后，勒特決定繼續(xù)攻讀天文碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮克林掌管的哈佛學(xué)天文臺(tái)，成為一名哈佛計(jì)算員”。勒維成為一名“哈佛計(jì)算”但不幸的是，勒維的健康狀況嚴(yán)重拖累她的學(xué)業(yè)。由于體弱病，勒維特隔三岔五得請病假，這讓她的研工作變得支離破碎當(dāng)然，這也讓她的導(dǎo)皮克林相當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識到自己已經(jīng)不可能完學(xué)業(yè)，無奈之下，她擇了放棄，離開了哈大學(xué)天文臺(tái)，這一走是 6 年。6 年后，也就是 1902 年，勒維特給皮克林了一封信。在信中，維特提到由于聽力障，她已經(jīng)無法再勝任他工作，因此想申請回哈佛天文臺(tái)。皮克同意了。但這回，皮林學(xué)聰明了，沒讓勒特參與天文臺(tái)最重要恒星分類工作，而派一個(gè)人去研究造父變。在 20 世紀(jì)初，人類連最簡單的天上星有哪些種類都搞不楚，就更別提異常復(fù)的變星問題了。在這情況下，派一個(gè)人單匹馬地研究造父變星無異于流放邊疆。讓們暫停一下這部關(guān)于維特的電影，用心去受一下她重返哈佛大天文臺(tái)時(shí)的處境。病，失聰，迫于生計(jì)只重返自己放棄碩士學(xué)的傷心地，然后被不見自己的老板發(fā)配到片以前根本沒人踏足科學(xué)荒原。恐怕很少人能走出這樣的絕境但這是我們與平凡女亨麗愛塔?勒維特的后一面。此后發(fā)生的，傳奇程度堪比摩西手杖分開紅海。從 1904 年開始，勒維特就以驚人伯服速度在哲倫云中不斷找到新造父變星。她找得實(shí)太快，以至于有天文家專門致信皮克林：勒維特小姐是尋找變的高手。我們甚至來及記錄她的新發(fā)現(xiàn)。1908 年，勒維特在《哈佛天文玉山年鑒上發(fā)表了一篇論文，布自己在麥哲倫云中共找到了 1777 顆造父變星（在此前 100 多年的時(shí)間里，人們找到的造對于星的總數(shù)只有區(qū)區(qū)幾顆）。這個(gè)驚人的數(shù)立刻在天文學(xué)界引起轟動(dòng)，甚至得到了著的《華盛頓郵報(bào)》的道。麥哲倫云但這個(gè)起轟動(dòng)的發(fā)現(xiàn)造父變的數(shù)字，與這篇論文最有價(jià)值的部分相比根本不值一提。在這論文的結(jié)尾，勒維特選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變，在一張表格里列出它們的光變周期（完一輪明暗交替的時(shí)間和視星等。對于這張格，她留下了一句這的評論：“這值得關(guān)，變星越亮則其光變期就越長?！? 年后，也就是 1912 年，勒維特對這個(gè)結(jié)進(jìn)行了完善。她挑選 25 顆位于小麥哲倫云中的造父變星，它們畫在了一張以亮為 X 軸，以光變周期為 Y 軸的圖上。結(jié)果，這 25 顆造父變星恰好排成了一直線。勒維特?fù)?jù)此斷，“造父變星的亮度其光變周期成正比”為了理解這句看似平無奇的話在天文史上分量，你可以想象一被冰封了不知多少歲的荒原，由于這句蘊(yùn)著巨大魔力的咒語，眨眼之間就綻放出數(shù)億計(jì)的美麗花朵。這話后來被稱為勒維特律。正是這個(gè)石破天的勒維特定律，開啟現(xiàn)代宇宙學(xué)的大門。可能會(huì)覺得有些不知云了：“為什么如此單的定律能開創(chuàng)一個(gè)新的學(xué)科呢？”答案，它提供了一種全新距離測量的方法，那是著名的標(biāo)準(zhǔn)燭光。了介紹用標(biāo)準(zhǔn)燭光測距離的基本原理，讓們從一個(gè)在日常生活頗為常見的現(xiàn)象說起一根蠟燭，放在近處就亮，放在遠(yuǎn)處看就。這是因?yàn)?，我們?到蠟燭的亮度取決于蠟燭發(fā)出并射入我們中的光子數(shù)目。射入光子數(shù)越多，蠟燭看來就越亮；反之，蠟看起來就越暗。用標(biāo)燭光測量距離的原理如圖所示，一根絕對度保持不變的蠟燭，所發(fā)出的光子總數(shù)也持不變。這些光子會(huì)球形向外擴(kuò)散。所以某個(gè)地方，單位面積接收到的光子數(shù)，與處離蠟燭的距離的平成反比。這意味著，們在某個(gè)地方看到的燭的視亮度，與此處蠟燭的距離的平方成比。舉個(gè)例子，如果離擴(kuò)大 4 倍，蠟燭的視亮度就會(huì)減小到來的 1/16。這樣一來，我們就可以利蠟燭測量距離了：首，在一個(gè)距離比較近地方放一根蠟燭，并量它的距離和視亮度然后，在一個(gè)距離特遠(yuǎn)的地方放另一根絕亮度相同的蠟燭，并量其視亮度。最后，用視亮度與距離平方反比的關(guān)系，就能算那個(gè)特別遠(yuǎn)的距離了用蠟燭丈量宇宙用蠟丈量宇宙這個(gè)用蠟燭量距離的原理，在天同樣適用。為此，需在天上找到一種特殊天體，能同時(shí)滿足以兩個(gè)條件：①它特別亮，即使相距甚遠(yuǎn)也看到；②它的光學(xué)性穩(wěn)定，絕對亮度固定變。如果能找到這樣天體，我們就可以把當(dāng)成蠟燭，來測量宇學(xué)尺度的距離。這種當(dāng)蠟燭用的特殊天體就是所謂的標(biāo)準(zhǔn)燭光知道了標(biāo)準(zhǔn)燭光的概，下面我們就可以來講勒維特定律的意義在了。由于勒維特挑的那些造父變星全都于小麥哲倫云內(nèi)，可近似認(rèn)為它們與地球距離都相等。因此，要它們的視亮度相等它們的絕對亮度就一相等。勒維特定律說是，造父變星的絕對度與其光變周期成正。這意味著，只要選光變周期完全相同的父變星，就能得到一絕對亮度完全相同的體。所以勒維特定律味著，造父變星滿足準(zhǔn)燭光的兩大條件，一種真正意義上的標(biāo)燭光。這也是人類歷上發(fā)現(xiàn)的第一種標(biāo)準(zhǔn)光。標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)提供了一種全新的測遙遠(yuǎn)宇宙學(xué)距離的方。或許你依然有疑問“為什么一種新距離量方法的發(fā)現(xiàn)，就能創(chuàng)現(xiàn)代宇宙學(xué)這門全的學(xué)科？”事實(shí)上，是這個(gè)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)搖了白尼日心說。關(guān)于勒特，讓我們再多說幾。非常悲哀的是，勒特的故事并沒有一個(gè)滿的結(jié)局。發(fā)現(xiàn)造父星是標(biāo)準(zhǔn)燭光后不久勒維特就因?yàn)槲覆渴?而再次離職。等她回的時(shí)候，皮克林已經(jīng)她安排了一份新工作測量北極星序，即分北極星附近的 96 顆恒星的光譜。這是克林多年來最中意也想完成的課題。對一管理者來說，派自己下最有能力的員工去付自己覺得最艱巨的戰(zhàn)，是一件再合理不的事情。但對勒維特種級別的天文學(xué)家而，這個(gè)安排可謂荒謬頂，相當(dāng)于強(qiáng)迫正值打之年的邁克爾?喬放棄自己的籃球生涯去參加一個(gè)不入流的球聯(lián)賽。更殘酷的是身在屋檐下的勒維特本沒有選擇的權(quán)力。那以后，她就再也沒回到標(biāo)準(zhǔn)燭光的研究而皮克林這個(gè)自私的定，也讓全世界關(guān)于星的研究倒退了好幾年。諷刺的是，盡管一己之力開創(chuàng)了一門來養(yǎng)活了成千上萬名士的全新學(xué)科，勒維本人卻沒能拿到一張士文憑。很多年后，依然是一個(gè)薪水只有人一半的哈佛計(jì)算員1921 年，一直與母親相依為命的勒葛山又病了。這回是無藥救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個(gè)雨夜中離去。在囑中，她把自己所有財(cái)產(chǎn)都留給了自己的親。這些遺產(chǎn)價(jià)值總 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬在了己家族的墓地。她甚無法擁有一個(gè)自己單的墓碑，只能被迫和幾個(gè)親戚擠在一起。個(gè)墓碑很小，位置只寫下她的姓名、生日忌日。勒維特之墓這標(biāo)準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)者、白尼日心說的掘墓人現(xiàn)代宇宙學(xué)之母、一偉大的女科學(xué)家最后結(jié)局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔勒維特這個(gè)名字已經(jīng)被世人遺忘在歷史的埃里。但我依然想寫篇文章，來紀(jì)念這位凡女性經(jīng)歷的種種苦和榮耀。盡管病痛、聰、貧窮、孤獨(dú)、被布、被輕視、被遺忘她依然是照亮整個(gè)宇的永世不滅的燭火。源：《給青少年講宇科學(xué)》作者：王爽編：張潤昕本文來自微公眾號：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王櫟
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