沙普利-柯蒂斯之爭
過程
這場辯論是1920年4月26日在Baird的主持下,于華盛頓美國國家科學(xué)院史密森尼學(xué)會的自然史博物館舉行。兩位科學(xué)家在當(dāng)天先各自提出有關(guān)宇宙大小的技術(shù)性論文,然后參加在黃昏進(jìn)行的綜合討論。沙普利和科蒂斯兩位于大辯論中提出的技術(shù)性論文刊印在1921年5月發(fā)行的美國國家科學(xué)院期刊上,發(fā)表的論文中也包含參與了1920年會議的科學(xué)家們對星云所在位置表達(dá)的意見。
沙普利做為銀河系就是整個宇宙議題的代表,他認(rèn)為像仙女座星云和螺旋星云是小天體,并且只是銀河系的一部分。他引用相對大小的主張 -如果仙女座星云不是銀河系的一部分,則它的距離一定是10光年的數(shù)量級- 這是當(dāng)時大多數(shù)天文學(xué)家都不能接受的尺度。阿德里安·范·馬納恩(Adriaan van Maanen)也為沙普利的數(shù)據(jù)提供了參數(shù),范·馬納恩是當(dāng)時受尊敬的天文學(xué)家,他聲稱觀測到了風(fēng)車星系的自轉(zhuǎn),而如果風(fēng)車星系是一個遙遠(yuǎn)的星系,則所觀測到的旋轉(zhuǎn)速度顯然超過了宇宙的速度限制,光速。他的論點同樣也用于在仙女座星系觀測到的新星,這顆新星(仙女座S)曾在仙女座星系的核心短暫的閃耀過一陣子。表面上看來,對一顆新星而言,其總能量是不合理的,因此這顆新星和仙女座星云本身都應(yīng)該是在我們的銀河系之內(nèi)。如果仙女座星云的本質(zhì)是一個星系是正確的,這顆新星就有令人不可思議的亮度,才能讓我們從如此遙遠(yuǎn)的距離上看見它。
站在另一邊的柯蒂斯認(rèn)為仙女座星云和其它這一類的星云都是獨立的星系或島宇宙。他顯示出現(xiàn)在仙女座星云中的新星比銀河系還要多,從這個事例中他問到:為何在這個小范圍的部分區(qū)域中,新星會比銀河系其它的部分更多。由此,他推論仙女座星云是一個獨立的星系,有它自己的年齡和新星的發(fā)生。他也引用在其它星系中也有類似我們銀河系中的塵埃云產(chǎn)生的暗線,和在其它星系中發(fā)現(xiàn)大量的多普勒位移。
柯蒂斯表示,如果范·馬納恩對風(fēng)車星系自轉(zhuǎn)的觀測是正確的,他自己本身對宇宙的尺度和銀河系的認(rèn)識就是全盤錯誤的。不久之后,范馬納恩的觀測被證實是錯誤的,因為一個人有生之年是不可能觀察到風(fēng)車星系的轉(zhuǎn)動現(xiàn)象。
感謝愛德溫·哈伯的工作,現(xiàn)在知道銀河系只是可見宇宙中數(shù)千億星系間的一個,證明柯蒂斯在辯論中的論點是比較正確的。同時,現(xiàn)在也知道沙普利在辯論中提到的新星實際上是一顆超新星,它在短時間內(nèi)釋放出的能量超過一個星系在平常時釋出的總能量。在另一個論點上的結(jié)果是平手的,因為銀河的實際大小介于沙普利和柯蒂斯提出的大小之間;或比較偏向于沙普利,因為柯蒂斯將太陽置于銀河系的中心,但沙普利將太陽正確的放置在銀河系的外緣地區(qū) 。
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