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讓我們從一個(gè)故事起。1920 年，美國政府在馬薩諸州的劍橋郡搞了一人口普查。一個(gè)人普查員走進(jìn)了一個(gè)較貧窮的社區(qū)，然挨家挨戶調(diào)查這里了多少人，以及這人都從事什么職業(yè)他敲開了社區(qū)中一人家的房門，看到一對(duì)相依為命的母。那個(gè)女兒是一個(gè)女，費(fèi)了好大勁才清楚這個(gè)人口普查的來意。當(dāng)被問到己職業(yè)的時(shí)候，她回答是“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)是男性的專屬領(lǐng)地幾乎沒有女性可以到博士學(xué)位。所以根本無法相信，一住在貧窮社區(qū)的聾竟然能當(dāng)科學(xué)家。麗愛塔?勒維特她亨麗愛塔?勒維特現(xiàn)代宇宙學(xué)之母。是歷史上唯一一個(gè)被稱為某個(gè)大學(xué)科母的人。1868 年，勒維特出生在國馬薩諸塞州的一牧師家庭。20 歲那年，她通過了嚴(yán)的考試，考入了拉克利夫女子學(xué)院（名的七姐妹學(xué)院之，后來被哈佛大學(xué)并）。1892 年，勒維特順利畢業(yè)拿到了自己的學(xué)士位。隨后按照當(dāng)時(shí)傳統(tǒng)，她坐船到了洲，開始了自己的業(yè)旅行。但天有不風(fēng)云。在這場旅行，一場突如其來的病損壞了她的視力聽力。雖然她的視后來得到了好轉(zhuǎn)，是她的聽力卻每況下，直至最終失聰在此后近 30 年的時(shí)間里，她一直處于病魔纏身的狀。旅行歸來后，勒特決定繼續(xù)攻讀天學(xué)碩士學(xué)位。她于 1893 年加入了愛德華?皮少昊林掌的哈佛大學(xué)天文臺(tái)成為一名“哈佛計(jì)員”。勒維特成為名“哈佛計(jì)算員”不幸的是，勒維特健康狀況嚴(yán)重拖累她的學(xué)業(yè)。由于體多病，勒維特隔三五就得請(qǐng)病假，這她的科研工作變得離破碎。當(dāng)然，這讓她的導(dǎo)師皮克林當(dāng)不滿。1896 年，勒維特意識(shí)到己已經(jīng)不可能完成業(yè)，無奈之下，她擇了放棄，離開了佛大學(xué)天文臺(tái)，這走就是 6 年。6 年后，也就是 1902 年，勒維特給皮克林寫風(fēng)伯一封。在信中，勒維特到由于聽力障礙，已經(jīng)無法再勝任其工作，因此想申請(qǐng)回哈佛天文臺(tái)。皮林同意了。但這回皮克林學(xué)聰明了，讓勒維特參與天文最重要的恒星分類作，而派她一個(gè)人研究造父變星。在 20 世紀(jì)初，人類連最簡單的天上恒有哪些種類都搞不楚，就更別提異常雜的變星問題了。這種情況下，派一人單槍匹馬地研究父變星，無異于流邊疆。讓我們暫停下這部關(guān)于勒維特電影，用心去感受下她重返哈佛大學(xué)文臺(tái)時(shí)的處境。病，失聰，迫于生計(jì)好重返自己放棄碩學(xué)位的傷心地，然被不待見自己的老發(fā)配到一片以前根沒人踏足的科學(xué)荒?？峙潞苌儆腥四?出這樣的絕境。但是我們與平凡女子麗愛塔?勒維特的后一面。此后發(fā)生事，傳奇程度堪比西用手杖分開紅海從 1904 年開始，勒維特就以驚的速度在麥哲倫云不斷找到新的造父星。她找得實(shí)在太，以至于有天文學(xué)專門致信皮克林：勒維特小姐是尋找星的高手。我們甚來不及記錄她的新現(xiàn)?！?908 年，勒維特在《哈佛文臺(tái)年鑒》上發(fā)表一篇論文，宣布自在麥哲倫云中總共到了 1777 顆造父變星（在此前 100 多年的時(shí)間里，人們找到的父變星的總數(shù)只有區(qū)幾十顆）。這個(gè)人的數(shù)字立刻在天學(xué)界引起了轟動(dòng)，至得到了著名的《盛頓郵報(bào)》的報(bào)道麥哲倫云但這個(gè)引轟動(dòng)的發(fā)現(xiàn)造父變的數(shù)字，與這篇論中最有價(jià)值的部分比，根本不值一提在這篇論文的結(jié)尾勒維特挑選了 16 顆位于小麥哲倫云中的造父變論語，在張表格里列出了它的光變周期（完成輪明暗交替的時(shí)間和視星等。對(duì)于這表格，她留下了一這樣的評(píng)論：“這得關(guān)注，變星越亮其光變周期就越長”4 年后，也就是 1912 年，勒維特對(duì)這個(gè)役采論進(jìn)了完善。她挑選了 25 顆位于小麥哲倫云石夷的造父變星把它們畫在了一張亮度為 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孟極直線勒維特?fù)?jù)此斷言，造父變星的亮度與光變周期成正比”為了理解這句看似淡無奇的話在天文上的分量，你可以象一片被冰封了不多少歲月的荒原，于這句蘊(yùn)含著巨大力的咒語，在眨眼間就綻放出數(shù)以億的美麗花朵。這句后來被稱為勒維特律。正是這個(gè)石破驚的勒維特定律，啟了現(xiàn)代宇宙學(xué)的門。你可能會(huì)覺得些不知所云了：“什么如此簡單的定能開創(chuàng)一個(gè)全新的科呢？”答案是，提供了一種全新的離測量的方法，那是著名的標(biāo)準(zhǔn)燭光為了介紹用標(biāo)準(zhǔn)燭測量距離的基本原，讓我們從一個(gè)在常生活中頗為常見現(xiàn)象說起。一根蠟，放在近處看就亮放在遠(yuǎn)處看就暗。是因?yàn)?，我們所?蠟燭的亮度取決于蠟燭發(fā)出并射入我眼中的光子數(shù)目。入的光子數(shù)越多，燭看起來就越亮；之，蠟燭看起來就暗。用標(biāo)準(zhǔn)燭光測距離的原理圖如圖示，一根絕對(duì)亮度持不變的蠟燭，它發(fā)出的光子總數(shù)也持不變。這些光子呈球形向外擴(kuò)散。以在某個(gè)地方，單面積上接收到的光數(shù)，與此處離蠟燭距離的平方成反比這意味著，我們?cè)?個(gè)地方看到的蠟燭視亮度，與此處離燭的距離的平方成比。舉個(gè)例子，如距離擴(kuò)大 4 倍，蠟燭的視亮度就會(huì)小到原來的 1/16。這樣一來，我們就可以利用蠟燭測距離了：首先，在個(gè)距離比較近的地放一根蠟燭，并測它的距離和視亮度然后，在一個(gè)距離別遠(yuǎn)的地方放另一絕對(duì)亮度相同的蠟，并測量其視亮度最后，利用視亮度距離平方成反比的系，就能算出那個(gè)別遠(yuǎn)的距離了。用燭丈量宇宙用蠟燭量宇宙這個(gè)用蠟燭量距離的原理，在上同樣適用。為此需要在天上找到一特殊的天體，能同滿足以下兩個(gè)條件①它特別明亮，即相距甚遠(yuǎn)也能看到②它的光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)，絕對(duì)亮度固定不。如果能找到這樣天體，我們就可以它當(dāng)成蠟燭，來測宇宙學(xué)尺度的距離這種能當(dāng)蠟燭用的殊天體，就是所謂標(biāo)準(zhǔn)燭光。知道了準(zhǔn)燭光的概念，下我們就可以來講講維特定律的意義所了。由于勒維特挑的那些造父變星全位于小麥哲倫云內(nèi)可以近似認(rèn)為它們地球的距離都相等因此，只要它們的亮度相等，它們的對(duì)亮度就一定相等勒維特定律說的是造父變星的絕對(duì)亮與其光變周期成正。這意味著，只要擇光變周期完全相的造父變星，就能到一批絕對(duì)亮度完相同的天體。所以維特定律意味著，父變星滿足標(biāo)準(zhǔn)燭的兩大條件，是一真正意義上的標(biāo)準(zhǔn)光。這也是人類歷上發(fā)現(xiàn)的第一種標(biāo)燭光。標(biāo)準(zhǔn)燭光的現(xiàn)，提供了一種全的測量遙遠(yuǎn)宇宙學(xué)離的方法?；蛟S你然有疑問：“為什一種新距離測量方的發(fā)現(xiàn)，就能開創(chuàng)代宇宙學(xué)這門全新學(xué)科？”事實(shí)上，是這個(gè)發(fā)現(xiàn)，動(dòng)搖哥白尼日心說。關(guān)勒維特，讓我們?cè)?說幾句。非常悲哀是，勒維特的故事沒有一個(gè)圓滿的結(jié)。發(fā)現(xiàn)造父變星是準(zhǔn)燭光后不久，勒特就因?yàn)槲覆渴中g(shù)再次離職。等她回的時(shí)候，皮克林已給她安排了一份新作：測量北極星序即分析北極星附近 96 顆恒星的光譜。這是皮云山林多來最中意也最想完的課題。對(duì)一個(gè)管者來說，派自己手最有能力的員工去付自己覺得最艱巨挑戰(zhàn)，是一件再合不過的事情。但對(duì)維特這種級(jí)別的天學(xué)家而言，這個(gè)安可謂荒謬透頂，相于強(qiáng)迫正值當(dāng)打之的邁克爾?喬丹放自己的籃球生涯，參加一個(gè)不入流的球聯(lián)賽。更殘酷的，身在屋檐下的勒特根本沒有選擇的力。從那以后，她再也沒能回到標(biāo)準(zhǔn)光的研究。而皮克這個(gè)自私的決定，讓全世界關(guān)于變星研究倒退了好幾十。諷刺的是，盡管一己之力開創(chuàng)了一后來養(yǎng)活了成千上名博士的全新學(xué)科勒維特本人卻沒能到一張博士文憑。多年后，她依然是個(gè)薪水只有男人一的哈佛計(jì)算員。1921 年，一直與母親相依為命的勒維又病了。這回是無可救的癌癥。當(dāng)年 12 月 12 日，她在一個(gè)雨夜中去。在遺囑中，她自己所有的財(cái)產(chǎn)都給了自己的母親。些遺產(chǎn)價(jià)值總計(jì) 315 美元，只夠買 8 條地毯。去世后，勒維特被葬在自己家族的墓地。甚至無法擁有一個(gè)己單獨(dú)的墓碑，只被迫和十幾個(gè)親戚在一起。這個(gè)墓碑小，位置只夠?qū)懴?的姓名、生日和忌。勒維特之墓這是準(zhǔn)燭光的發(fā)現(xiàn)者、白尼日心說的掘墓、現(xiàn)代宇宙學(xué)之母一位偉大的女科學(xué)最后的結(jié)局。100 多年過去了，現(xiàn)在亨麗愛塔?杳山維特個(gè)名字已經(jīng)快被世遺忘在歷史的塵埃。但我依然想寫一文章，來紀(jì)念這位凡女性經(jīng)歷的種種難和榮耀。盡管病、失聰、貧窮、孤、被擺布、被輕視被遺忘，她依然是亮整個(gè)宇宙的永世滅的燭火。文源：給青少年講宇宙科》作者：王爽編輯張潤昕本文來自微公眾號(hào)：原點(diǎn)閱讀 （ID：tupydread），作者：王?