- 天琴座RR型变星
1917年，在当时被称为螺旋星云的仙女星系中，天文学家发现了4颗非常黯淡的新星，这些新星太微弱了，天文学家就此推断仙女星系距离地球有1,000万光年之远。大约在同一时间，美国天文学家哈洛·莎普利使用另一种恒星（天琴座RR型变星）作为标准烛光，测量了银河系圆盘的大小，发现其直径只有几十万光年。19世纪90年代，美国天文学家爱德华·查尔斯·皮克林发现了第1颗天琴座RR型变星，也就是恒星——天琴座RR。
天琴座RR这颗恒星的温度比太阳略高且亮度周期性的波动，所以被称为变星，这种现象是由恒星的物理脉动引起的，天琴座RR型变星完成一次亮度变化，所需要的时间通过一个数学公式与它的平均固有亮度联系起来，沙普利在球状星团中发现有天琴座RR型变星的存在，球状星团是环绕着银河系运动的紧密结合的恒星群，通过记录恒星亮度的波动，然后将其测量到的亮度进行比较，它可以计算出它与我们之间的距离，螺旋星系是一种遥远的天体，远在银河系的边界之外。
埃德温·哈勃，1919年在加利福尼亚州的威尔逊天文台找到了一份工作，与美国著名天文学家乔治·埃勒里·海耳共事，正是在这里哈勃改变了他对宇宙的理解，哈勃使用的是威尔逊山的2.5米胡克望远镜，此处的2.5米指的是望远镜主镜的直径，直径越大能观测到的天体越暗，胡克望远镜在1949年之前一直是世界上最大的望远镜，哈勃把胡克望远镜对准仙女星座星云和其他星云，就像沙普利所做的那样寻找变星，哈勃所寻找的是一种不同类型的变星，叫做——造父变星。
这些巨大的蓝色恒星亮度变化更慢，与天琴座RR型变星的几小时周期相比，造父变星的脉动周期最长可达60天，对宇宙学来说至关重要的是造父变星的亮度也更高，这使得它们在星系之间的巨大距离间隔上都能被观测到。
造父变星的名字来源于“造父一”（即仙女座），它是这类天体中第1个被发现的，它于1784年由英国业余天文学家约翰·古德里克发现，与天琴座RR型变星一样，有一个公式将造父变星的脉动周期与其亮度联系起来。1908年美国天文学家研究了数千颗恒星，随时间积累的测光数据发现了这一现象，造父变星的周光关系后来被证明对宇宙学而言意义非凡，以至于一些人认为勒维特应该因为他的贡献而获得诺贝尔奖，但不幸的是勒维特在1921年死于癌症，当时人们还没有认识到他的真正价值，而诺贝尔奖也从来没有在候选者死后颁发过。
造父变星给哈勃提供了一种直接测量地球到这些星云的距离方法，他的观测证明正如新星所暗示的那样，它们距离我们有几十万光年之远，远在银河系之外，他的结论是——螺旋星云是恒星组成的宇宙岛屿，它们很像银河系但相距百万光年，这些太空中的岛屿后来被称为“星系”，这是希腊语中银河的意思。
从1912年到1925年，在亚利桑纳州罗威尔天台工作的美国天文学家维斯托·斯里弗研究了星系的光谱，包括亮带、暗带和一些上述提及的更复杂的谱线，这些都是由不同的化学成分发射和吸收光而产生的，当然维斯托·斯里弗也观察到了他期待已久的那些谱线，它们产生自构成星云的恒星，但是有一点不对劲，这些谱线并不在它们应该出现的波长，除了维斯托·斯里弗研究的三个星云外，其他所有目标的谱线都移到了光谱的红色端（即波长变长了）。星光的这种效应现在已经为众人所知，它是由一种叫做多普勒效应的现象引起的，这种现象是在1842年由奥地利物理学家克里斯蒂安·多普勒发现的，他最初的发现解释了为什么远离你的声源发出的声波的音调听起来比静止时的要低沉。
举例说明：
当你听到救护车的警报声时，你可能已经体验了多普勒效应，当救护车经过你身旁时，警报声会明显的由高到低失真，当救护车离开时运动会将警报器发出的声波拉长，因此在发出每一个声波所需的时间内，救护车就会移动一小段距离，使它们的波长变长，救护车开得越快，这种效应就越明显。
1868年，英国天文学家威廉·哈金斯是第1位通过仔细测量红移效应来确定恒星衰退速度的人，然后他应用多普勒公式测量了光谱中的线移动了多远，哈勃发现的螺旋星云的光谱也发生了类似的变化，星云中恒星发出的光被拉长并向可见光光谱的低频，也就是红端移动，究其原因是星云正在远离我们，事实上正如我们将要看到的，宇宙红移甚至比多普勒效应更为极端，因为不仅光源在高速移动，而且在光的传播过程中空间也在不断扩大，这两种效应的叠加把光拉长使之进一步变红。
当天文学家们刚发现宇宙中有几十个像我们星系一样的其他星系时，他们就发现几乎所有这些星系都在以惊人的速度远离我们，埃德温·哈勃就是在试图解释这个难题的过程中取得了突破性的进展，也正是因为他的这个成就，让埃德温·哈勃这个名字，妇孺皆知。
埃德温·哈勃与助手米尔顿·赫马森合作，利用造父变星法获得了维斯托·斯里弗观测过的星云距离数据，由于哈勃的早期工作，我们现在知道这些星云本身就是星系，到了1929年，这对搭档得出了这样的结论——星系的红移，也就是每个星系远离地球的速度，随着它们离我们距离的增加而增加。
此外，天文学家们推导出了一个数学关系，这个关系后来被称为——哈勃定律，即一个星系的退行速度是由它的距离乘以一个被称为哈勃常数的数字得出的，他们得出的常数的第1个值是160km/s每百万光年，尽管现在测量告诉我们这个值超出了很多，埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森已经证明了托马斯·赖特对银河系在宇宙中的位置描述是正确的。
我们的银河系是更加广袤的宇宙中的一个由恒星组成的星系，它是几乎数不尽的相似岛屿中的一个，这些岛屿点缀着黑暗幽邃的深空，但它们做的远远不止这些，所有的星系都被发现正在从我们所在的宇宙极速远离，这一事实并非巧合，而且这一现象肯定不是全能的上帝将我们置于某种宇宙中心的标志，埃德温·哈勃和米尔顿·赫马森实际上发现我们的宇宙正在膨胀，要解释宇宙正在膨胀确切的原因还需要物理学上的革命。
硬核科普：不可能被证伪的原理——人择原理，解析空间维度
我是【黄媂】，【科普新星培训营】95后女学员，今日头条青云计划精选文章获奖者。创作有关（天体生物学领域.太空生物学领域.科学.科技.科研.科普）的文章，欢迎点赞.评论.转发.关注互相学习。
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