霍爾頓·阿爾普
生平
阿爾普(右)與他的兩位孫子,2008年。
阿爾普于1927年生于美國(guó)紐約。他于1949年在哈佛大學(xué)的哈佛學(xué)院獲得學(xué)士學(xué)位,1953年獲得加州理工學(xué)院博士學(xué)位。獲得博士學(xué)位后同年進(jìn)入卡內(nèi)基研究所(英語(yǔ):Carnegie Institution for Science)擔(dān)任卡內(nèi)基研究員,并在威爾遜山天文臺(tái)和帕洛馬山天文臺(tái)進(jìn)行研究。1955年阿爾普進(jìn)入印第安納大學(xué)布魯明頓分校任職,1957年進(jìn)入帕洛馬山天文臺(tái)任職29年。1983年阿爾普前往德國(guó),進(jìn)入位于慕尼黑的馬克斯·普朗克天體物理研究所任職。2013年12月28日阿爾普在慕尼黑逝世。
特殊星系圖集
阿爾普編輯了收錄一系列形態(tài)特殊星系的目錄,即《特殊星系圖集》,并于1966年首次出版。阿爾普知道當(dāng)時(shí)天文學(xué)界對(duì)這些星系的形態(tài)隨時(shí)間變化得如此特殊的機(jī)制所知甚少,因此他的這項(xiàng)研究讓他成為這方面的領(lǐng)導(dǎo)人物。該圖集提供星系的影像資料讓天文學(xué)家得以研究星系的演化。阿爾普之后使用該圖集作為類(lèi)星體相關(guān)議題辯論的證據(jù)。
基于其他天文學(xué)家所引用的數(shù)量,阿爾普的圖集現(xiàn)在被認(rèn)為是關(guān)于交互作用或合并中星系相當(dāng)優(yōu)異的影像資料匯編。該圖集中的大部分星系都編有所謂的阿爾普序號(hào)。許多天體(尤其是阿爾普220)也被用來(lái)作為高紅移星系的光譜范例。
類(lèi)星體與紅移
類(lèi)星體定義
在1950年代已發(fā)現(xiàn)數(shù)個(gè)明亮的無(wú)線電波源,但并未發(fā)現(xiàn)其可見(jiàn)光對(duì)應(yīng)天體。1960年時(shí)其中一個(gè)電波源3C 48被發(fā)現(xiàn)與一個(gè)“藍(lán)色小恒星”有關(guān)連。但是對(duì)該“恒星”的光譜量測(cè)卻發(fā)現(xiàn)它包含了以各種方式嘗試都無(wú)法定義的譜線;約翰·葛譚比·博爾頓(英語(yǔ):John Gatenby Bolton)提出這些譜線來(lái)自高紅移天體,但并未被廣泛接受。
1963年馬丁·施密特發(fā)現(xiàn)了電波源3C 273的光學(xué)對(duì)應(yīng)體,并且以海爾望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了與3C 48一樣特殊的光譜。不過(guò)發(fā)現(xiàn)的譜線可以被解釋為氫的光譜,只是譜線位置位移高達(dá)15.8%。如果譜線移動(dòng)是因?yàn)椤昂阈恰钡囊苿?dòng),它的速度將高達(dá)47,000 km/s,遠(yuǎn)超過(guò)已知恒星移動(dòng)的速度,也無(wú)法解釋最初所偵測(cè)到的強(qiáng)大電波源是如何發(fā)生。施密特指出紅移和宇宙膨脹相關(guān)連,并符合哈勃定律。如果量測(cè)到的紅移是因?yàn)橛钪媾蛎浽斐?,那么讓天文學(xué)家困惑的天體必定距離極為遙遠(yuǎn)。在這種狀況下的天體必須有異常高的光度,并且超過(guò)任何先前所見(jiàn)的天體,不過(guò)這種極高的光度也同時(shí)能解釋它是強(qiáng)大無(wú)線電波源。施密特最后總結(jié)類(lèi)星體是距離極遠(yuǎn),并且光度極高的天體。
施密特對(duì)高紅移的解釋在當(dāng)時(shí)并未被廣泛接受。而另一個(gè)當(dāng)時(shí)被接受的理論則是量測(cè)到了重力紅移,這必須是要極為巨大天體才能解釋其極高光度。但是,能產(chǎn)生如此高重力紅移的巨大恒星其質(zhì)量將會(huì)超越林極限。在當(dāng)時(shí)另外有其他高紅移機(jī)制的解釋?zhuān)總€(gè)都有無(wú)法解釋的問(wèn)題。
阿爾普對(duì)類(lèi)星體的解釋
1966年阿爾普出版的《特殊星系圖集》包含了338個(gè)鄰近星系影像,并且這些星系的形狀讓它們無(wú)法被分類(lèi)為任一典型的星系形態(tài)。阿爾普的目標(biāo)就是要建立一個(gè)可用來(lái)測(cè)試星系形成理論模型的選擇。透過(guò)對(duì)這些收錄的圖集測(cè)試,我們很快就可看到一個(gè)特定的理論如何建立。
阿爾普的圖集中編號(hào)1到101號(hào)的天體是尋常外觀的星系,卻有由來(lái)不明的小型伴星系存在。1967年阿爾普注意到這些天體中有數(shù)個(gè)出現(xiàn)在類(lèi)星體列表中。在一些影像中類(lèi)星體是當(dāng)時(shí)已知星系的前景天體;而在另一些影像中類(lèi)星體和星系兩者似乎是有關(guān)連的,這暗示兩者的距離非常接近。如果是這樣的話,天體的紅移是因?yàn)楣蛎浽斐?,并且有關(guān)連的類(lèi)星體和星系其紅移值必須相近。但是,這些星系的紅移值遠(yuǎn)低于類(lèi)星體。阿爾普稱(chēng)這些天體的紅移與哈勃膨脹或天體的移動(dòng)無(wú)關(guān),而是因?yàn)榉怯钪娉叨然騼?nèi)稟狀態(tài)造成。
阿爾普也注意到類(lèi)星體并非平均分布于天球各區(qū)域,而是發(fā)現(xiàn)于和特定星系間隔小角度的范圍內(nèi)。這個(gè)狀況下這些類(lèi)星體應(yīng)該會(huì)和鄰近星系有某種程度的關(guān)連。阿爾普假設(shè)類(lèi)星體是在距離銀河系不遠(yuǎn)處,并有物質(zhì)從中心噴出的活動(dòng)星系核。因此他認(rèn)為類(lèi)星體是有強(qiáng)烈無(wú)線電波輻射和特殊形狀的鄰近星系,尤其是半人馬座A和M87的狀況似乎支持阿爾普的假說(shuō)。
阿爾普在他的書(shū)中以他對(duì)類(lèi)星體的研究提出他認(rèn)為大爆炸理論是錯(cuò)誤的理由。并且阿爾普認(rèn)為量化紅移(英語(yǔ):redshift quantization)是這些星系高紅移的原因。
批評(píng)
阿爾普最初在1960年代提出他的理論,但是在他提出自己的理論后,望遠(yuǎn)鏡和其他天文儀器觀測(cè)能力大幅上升。哈勃空間望遠(yuǎn)鏡發(fā)射,并有凱克天文臺(tái)等多座口徑8到10米的大型望遠(yuǎn)鏡建成,而CCD等更先進(jìn)的偵測(cè)器也被廣泛使用。天文學(xué)家使用這些新望遠(yuǎn)鏡和儀器更進(jìn)一步觀測(cè)類(lèi)星體,因此類(lèi)星體今日已被普遍接受是高紅移的遙遠(yuǎn)星系。此外,哈勃深空等許多天文攝影觀測(cè)發(fā)現(xiàn)許多高紅移天體并非類(lèi)星體,其形狀反而看起來(lái)類(lèi)似鄰近的一般星系。而且修正了紅移造成的影響后,高紅移星系的光譜從X射線到無(wú)線電波都和鄰近星系的光譜相符合。當(dāng)最近的觀測(cè)收集到比以往更多數(shù)量級(jí)的資料后,直接檢驗(yàn)阿爾普的假設(shè)變得簡(jiǎn)單。最近的一項(xiàng)研究指出:
盡管如此,阿爾普反對(duì)大爆炸理論的立場(chǎng)從未改變,并且直到去世前不久仍發(fā)表文章陳述和流行觀念與科學(xué)文獻(xiàn)相反的觀點(diǎn)。而他經(jīng)常和杰佛瑞·伯比奇(2010年逝世)以及瑪格麗特·伯比奇夫妻兩人合作
獎(jiǎng)項(xiàng)與榮譽(yù)
1960年阿爾普獲得美國(guó)天文學(xué)會(huì)海倫·B·華納天文獎(jiǎng)(英語(yǔ):Helen B. Warner Prize for Astronomy),該獎(jiǎng)項(xiàng)每年頒發(fā),授予“過(guò)去五年內(nèi)對(duì)觀測(cè)或理論天文學(xué)有顯著貢獻(xiàn)的天文學(xué)家”。同年他因?yàn)閭€(gè)人演講《The Stellar Content of Galaxies》獲得美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)紐科姆·克利夫蘭獎(jiǎng)(英語(yǔ):Newcomb Cleveland Prize)。1984年獲得德國(guó)亞歷山大·馮·洪堡基金會(huì)(德語(yǔ):Alexander von Humboldt-Stiftung)洪堡獎(jiǎng)(英語(yǔ):Humboldt Prize)。
家庭
阿爾普曾結(jié)婚三次,第三任妻子瑪麗-海倫娜·阿爾普(Marie-Helene Arp)也是天文學(xué)家,育有四女五孫。
參見(jiàn)
《類(lèi)星體、紅移和論辯(英語(yǔ):Quasars, Redshifts and Controversies)》(Quasars, Redshifts and Controversies,ISBN 0-521-36314-4)
類(lèi)星體
物理宇宙學(xué)
非標(biāo)準(zhǔn)宇宙學(xué)
雷薩吉萬(wàn)有引力理論(英語(yǔ):Le Sage"s theory of gravitation)
大爆炸
著作
Halton Arp.Quasars, Redshifts and Controversies. Cambridge University Press. 1989. ISBN 0-521-36314-4.
Halton Arp, Seeing Red, Aperion (August 1998) ISBN 0-9683689-0-5
Halton Arp, Catalogue of Discordant Redshift Associations, Aperion (September 1, 2003) ISBN 0-9683689-9-9
G. Burbidge, E.M. Burbidge, H.C. Arp, W.M. Napier: Ultraluminous X-ray Sources, High Redshift QSOs and Active Galaxies.Preprint
J. Kanipe, D. Webb The Arp Atlas of Peculiar Galaxies, A Chronicle and Observer"s Guide, Willmann-Bell Inc. (2006) ISBN 978-0-943396-76-7
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