您看，这时候过得多快呀，很快就来到了20宿世纪，在上一篇文章中，我们说了19宿世纪人们的千里镜口径不竭地在变大，从赫歇尔最初的20公分，到1.2米，再到罗斯勋爵的1.8米，最后我们爽性把拍照机就装在了千里镜上，可以长时候的曝光、捕获更多的光子，拍摄加倍遥远、加倍暗淡的深空天体，分辩出更多、更清楚的细节。
所以我们在1845年的时辰就看到星云M51的螺旋布局，在1888年的时辰就给M31仙女座星云拍摄第一张照片，从照片中我们也看到它的螺旋布局。
那么时候来到了20宿世纪，美国加州理工大学在威尔逊山上先后整了两座天文台，此中就有1917年扶植完当作的胡克千里镜，他的口径达到了2.5米，并且反射镜面利用的是镀银玻璃，是那时宿世界上最大、最进步前辈的光学千里镜。
我每次看到胡克千里镜的照片，都能想到《普罗米修斯》里面的这个场景，胡克千里镜像一门外星大炮一样，很是的震撼。
在第一批利用胡克千里镜的天文学家里有一小我叫沙普利，上节课我们已经说，他为我们第一次勾勒出了银河系的大小，外形，以及太阳系所处的位置。
当然他也看到了很是多的螺旋状星云，可是他那时认为这些星云和我们的距离都没有跨越银河系的规模，他们是银河系内的“原恒星”，也就是还处在胎儿阶段的新恒星。
当然其他一些近似于星云的天体，好比我们前面提到的，星团、恒星形当作区域、行星状星云、超新星遗迹那时都被报酬是银河系内的天体。
若是真是这样的话，那么我们凭借胡克千里镜所看到的所有天体都在银河系的规模内，这也意味着，我们的银河系10万光年的标准就是整个宇宙，整个宇宙就是银河系，在银河系之外，就是空无一物的暗中空间了。
很较着，那时就有人分歧意这样的说法，您说银河系之外啥也没有了，太不成思议了！那时本家儿要的不合是对螺旋状星云到底是啥，有分歧的观点，持分歧不雅点的一方来自于美国加利福尼亚大学，位于汉密尔顿山上的利克天文台，本家儿要的代表人物叫柯蒂斯。
他就说，这些螺旋状星云，并不是所谓的原恒星，而是近似于银河系的星系，他们距离我们很是遥远，这就是宇宙岛论。
若是真是这样的话，银河系只是宇宙中浩繁星系中的一个，我们的宇宙标准至少不小于几百万光年。
此刻我们知道，很较着柯蒂斯是对的，可是在那时正好相反，持原恒星说法的人偏多，是不是很奇异，这申明真理往往把握在少数人的手里。
您可能更奇异的是，为什么人们会把螺旋状星云想当作原恒星呢？他俩长得很像吗？确实很像！好，此刻您想象一下，有一坨中性气体云，因为它不是一个完美的球形，所以在引力的感化下它会在一个偏向上坍缩当作一个圆盘，而且会在这个圆盘的中间形当作物质密度越来越高的区域，最终会降生一颗恒星。那么在恒星形当作的时代，这个圆盘会高速扭转，也有可能会发生螺旋布局，所以以那时人们的理解，我们看到的螺旋星云很有可能就是原恒星。
所以关于这个问题的不合直到20宿世纪20年月的时辰都没有解决，那么在1920年的4月，位于美国华盛顿的科学院就组织了一场辩说会，把两边代表沙普利和柯蒂斯都请到了场，让两边就这个问题颁发本身的观点，这就是天文学史上最闻名的“大辩说”。
良多人都知道爱因斯坦和玻尔的宿世纪论战，可是很少有人知道天文学的宿世纪论战，好，下面我就简单地说下，两边都环绕哪些话题进行了争论。
首先争论的一个点是，M101风车星系，沙普利说，按照多年以来人们对M101内部扭转状况的不雅察表白，它不成能是一个和银河系大小半斤八两的星系，否则的话它边缘物质的活动速度将跨越光速。
我们此刻看到是1916年颁发在《美国国度科学学会杂志》上的一篇论文《螺旋状星云M101内部活动的初步证据》中的一张照片，此中的箭头代表了里面的天体每年平均移动的幅度和偏向，据此沙普利就判定M101星云不成能是一个星系。
那么柯蒂斯就说，对M101的不雅察可能存在庞大的误差，并且在其他的螺旋星云并没有发现这种环境。
第二个争论的点是M31星云，我们知道这是仙女座星系，那么柯蒂斯就说，我们在M31四周发现新星的概率要高于其他天区，并且在其他天区呈现的新星亮度看起来都差不多，可是在M31四周的新星就暗了很多，那么柯蒂斯就认为，M31是一个和银河系差不多的星系，并且距离我们很远，这就能诠释以上的现象了。
第三个争论的点是，若是螺旋星云只是银河系内的原恒星的话，那么为什么我们看到的螺旋星云都在银河系的盘面以外，按理来说，盘面内的气体加倍丰硕，形当作恒星的速度更快、数目更多，应该能看到更多的螺旋星云。
所以柯蒂斯就说，螺旋星云就是远离银河系的星系，并不是在银河系内形当作的原恒星，而银河系的盘面就盖住了遥远星系的光线，所以我们看不到盘面区域有螺旋星云。
那么沙普利就辩驳说，银河系的盘面有螺旋星云，只是盘面内的恒星太亮，再加上中性气体、尘埃的遮挡，这才看不见盘面的星云了。
（图;斯莱弗那时的测量成果）
第四个争论的点是那时最新的不雅测数据，1912年一个叫斯莱弗的天文学家就经由过程阐发各大星云的光谱就发现，大部门的星云活动速度很是快，超快过了银河系内的其他天体，并且在它研究的15个星云中，只有两个星云的光谱发生了蓝移，其余的都呈现了分歧水平的红移，这申明这些星云正在远离我们。
那么他是如何知道这些星系相对于我们的速度的？这就要说到光谱学了。光谱学的成长可以追溯到牛顿的身上，昔时他就拿着三棱镜把太阳光分化当作了七色光，可是他并没有发此刻太阳的光谱中还埋没着庞大的奥秘。
（图：太阳光谱中的接收线）
1816年德国的一个镜片制造商夫琅和费就发现，在太阳光谱中有一系列的暗线，但他那时并没有搞懂这些暗线是咋来的，但这些暗线后来被称为夫琅禾费线。
1859年德国人本生和基尔霍夫在烧各类金属盐的时辰就发现，分歧的金属会发出分歧的颜色的光，颠末光谱仪分光今后，每种元素的光谱都是分歧的分立的线条。就跟商品的条形码一样的，这也被称为元素的指纹。
（图：元素的发射光谱）
他俩立即就熟悉到了这个发现的主要性，只要我们把已知所有元素的光谱都记实下来，那么今后只要阐发一个工具的发射光谱就能知道他里面有啥元素。好比我们把氯化钠放在火里一烧，经由过程阐发它的光谱，就能知道此中有钠元素和氯元素。
响应的，元素除了有发射光谱以外，它还有接收光谱，接收光谱和发射光谱的波长是一一对应的，它有如何的发射光谱就有如何的接收光谱，这就是诠释了太阳光中为何布满了暗线，这些都是分歧元素的接收光谱。
（图中上：完整可见光谱，中心：氢的发射光谱，下面：氢在光谱中的接收线，可以看出发射线和接收线是一一对应的。）
好比说，我们在光谱中发现了一系列暗线，它对应了红色区域的6563埃，青色区域的4861埃，蓝色区域的4341埃，紫色区域的4102埃，（埃是光谱学中常用的波长单元，1埃等于0.1纳米）这些波长的接收线就代表中性氢的接收线，所以我们就可以或许知道在光源中有中性氢的存在，是以我们经由过程阐发太阳光中的接收光谱，就可以或许知道太阳的构成当作分了。
这件事我们在19宿世纪就搞得清清晰楚，但光谱学的感化远不止如斯，那么大约在统一时候，多普勒就发现了多普勒效应，这个效应对声学和光学同样有用，相信这个大师很是清晰，一辆火车标的目的我们开来，声调会变高，因为波长被压缩了，火车远离，声调会变低，因为波长被拉长了。
对光波也一样，光源远离我们，波长被拉长了，整个光谱会发生红移，光源接近我们，波长被压缩，整个光谱会发生蓝移。
（上图：接收线整体的红移和蓝移）
在蓝移和红移的过程中，元素的接收谱线也会整体发生蓝移或者红移，所以我们在阐发一个天体的光谱的时辰，好比说，我们发现了此中的氢接收线整体发生了红移，我们就可以或许知道这个天体正在远离我们，按照红移的幅度，就能算出它远离我们的速度。蓝移也是一样的事理。
所以斯莱弗在1912年阐发15个星云的光谱今后，就发现此中的接收线大体上和太阳的一致，当然也有少量接收线在太阳上看不见，但这些星云的接收线整体上都发生红移或者蓝移。
（斯莱弗）
当然蓝移的星云很少，大部门都发生了红移，而且斯拉弗也算出了他们相对于我们的速度，注重这里说的速度是径标的目的速度，或者叫视标的目的速度，也就是在我们视线偏向上的速度，其实按照多普勒红移我们只能测出来天体在我们视线偏向上的速度分量，在我们视线偏向上远离我们速度，或者接近我们的速度，这可以理解吧，若是天体的活动在我们视线上的垂直偏向上也有速度分量的话，这我们是测不出来的。
那么对于这些星云为什么活动得这么快，为什么他们大部门都在远离我们，可是沙普利和柯蒂斯都搞不懂这是咋回事。
那么这场辩说下来，并没有分出输赢，两小我都是元气大伤。不外您发现没有，每当科学成长到一个瓶颈的时辰，很快就会呈现一个牛人，这小我往往会力挽狂澜，一统江湖。那么天文学上也一样，这位划时代的天文学家顿时就要呈现了，是他的发现让人类的视野走出了银河系，开创了河外天文学，是他的发现让我们的宇宙学有了最根本的根底，让我们熟悉到了一个不竭膨胀，有创宿世时刻的全新的宇宙。
好了，今天的内容就到这里，从下节课起头，我们的宇宙学会变得越来越有趣。
